Защитни пренапрежения в домашното окабеляване - видове и схеми за свързване

Всяко електрическо оборудване е създадено за работа с определена електрическа енергия, в зависимост от тока и напрежението в мрежата. Когато стойността им стане по-голяма от проектираната норма, възниква авариен режим.

За да се предотврати възможността за нейното образуване или да се премахне разрушаването на електрическото оборудване, се изисква защита. Те се създават при специфичните условия на произшествие.

Характеристики на защита на домашното окабеляване от високо напрежение

Изолацията на електрическата мрежа на домакинството се изчислява на граничната стойност на напрежението малко над един и половина киловолта. Ако расте повече, тогава искреният разряд започва да прониква през диелектричния слой, който може да се развие в дъга, която образува огън.

За да предотвратят неговото развитие, те създават защити, които действат съгласно един от двата принципа:

1. изключване на електрическата верига на къща или апартамент от високо напрежение;

2. Отстраняване на опасния потенциал от пренапрежение от защитената зона поради бързото му пренасочване към земния контур.

С леко увеличение на напрежението в мрежата, те също са призовани да коригират ситуацията. стабилизатори от различни дизайни, Но в по-голямата си част те са създадени да поддържат работните параметри на захранването в ограничен диапазон от регулирането му на входа, а не като защитно устройство. Техните технически възможности са ограничени.

В домашното окабеляване напрежението може да се увеличи:

1. за сравнително дълъг период, когато нулево изгаряне се извършва в трифазна верига и неутралният потенциал се измества в зависимост от съпротивлението на произволно свързани потребители;

2. краткосрочен импулс.

Първият тип неизправност се справя успешно от релето за наблюдение на напрежението. Той постоянно следи входните параметри на мрежата и когато достигнат горната зададена точка, тя изключва веригата от захранването до отстраняване на аварията.

Причините за появата на краткотрайни импулси от пренапрежение могат да бъдат две ситуации:

1. едновременно спиране на няколко мощни консуматора на захранващата линия, когато трансформаторната подстанция няма време за незабавно стабилизиране на системата;

2. удар на мълния към електрическото оборудване на електропроводи, подстанции или къщи.

Вторият вариант за развитие на произшествие е най-голямата опасност, отколкото във всички предишни случаи. Силата на тока на мълния достига огромни количества. При усреднени изчисления той се взема при 200 kA.

При удара във въздушния терминал и по време на нормална работа на мълниезащитата на сградата тече през гръмоотвод към заземен контур, В този момент във всички съседни проводници, по закона на индукцията, се индуцира ЕМП, чиято стойност се измерва в киловолти.

Той дори може да се появи в окабеляване, изключено от мрежата и да изгори оборудването му, включително скъпи телевизори, хладилници, компютри.

Светкавицата може да удари въздушна линия в сградата, която я захранва. В тази ситуация линейните отводници обикновено работят, заглушавайки енергията си върху земния потенциал. Но те не са в състояние да го елиминират напълно.

Част от импулса на високо напрежение по проводниците на свързаната верига ще се разпространи във всички възможни посоки и ще стигне до входа на жилищна сграда, а от нея - до всички свързани устройства, за да изгорят най-слабите си места: електромотори и електронни компоненти.

В резултат на това получихме два варианта за повреда на скъпо домакинско електрическо оборудване в жилищна сграда с нормалното елиминиране на последиците от удар на мълния в гръмоотвода на собствената ни сграда или електропровод със стандартна защита.Заключението предполага само себе си: необходимо е да се установи за тях автоматична защита срещу импулсни изпускания.

Видове супресори за пренапрежение за домашно окабеляване

Асортимент от такива защити е създаден за работа в различни условия, той се различава по дизайн, използвани материали и технология на работа.

Принципите на формирането на елементарната база на арестатора

При създаването на защита от пренапрежение се вземат предвид техническите възможности на различни дизайнерски решения. За заредените с газ отводници е характерно, че след преминаването на разрядния импулс те поддържат потока на допълнителен ток, близък по величина до натоварването на късо съединение. Нарича се съпътстващ ток.

Пренапрежения, осигуряващи проследяващ ток от порядъка на 100 ÷ 400 ампера, сами по себе си могат да станат източник на пожар и да не осигурят защита. Те не могат да бъдат монтирани, за да предпазят изолацията от разпадане между всяка фаза, работна и защитна нула. Моделите от други видове отводници работят доста надеждно в мрежата от 0,4 kV.

В домашното окабеляване защитата от пренапрежение има предимство варисторни устройства, При нормални работни условия на електрическата инсталация те създават много малки токове на течове до няколко милиампета, а по време на преминаването на импулса на високо напрежение напреженията се прехвърлят в режим на тунел възможно най-бързо, когато са в състояние да преминат до хиляди ампера.

Класове на изолация от пренапрежение на домашното електрическо окабеляване за пренапрежение

Електрическото оборудване на жилищните сгради е създадено в четири категории, които са обозначени с римски цифри IV ÷ I и се характеризират с максимално допустимото пренапрежение от 6, 4, 2.5 и 1.5 киловолта. Под тези зони е проектирана защита от пренапрежение.

В техническата литература те се наричат "SPD"това означава устройство за защита от пренапрежение, Производителите на електрическо оборудване за маркетингови цели въведоха по-разбираемо определение за обикновените хора - ограничители. Други имена могат да бъдат намерени в Интернет.

Следователно, за да не се объркате в използваната терминология, се препоръчва да се обърнете към техническите характеристики на устройствата, а не само до тяхното име.

Основните параметри на връзката между категориите за устойчивост на изолация и зоните за опасност на сградите и прилагането на трите класа SPD за тях ще помогнат да се разбере фигурата по-долу.

Той демонстрира, че импулс от 6 киловолта може да дойде от трансформаторната подстанция по електропровода до входния панел. Стойността му трябва да намали пренапреженията от класове I в зона 1 до четири kV.

В разпределителния панел на зона 2 работи ограничител клас II, който намалява напрежението до 2,5 kV. В хола със зона 3, SPD от клас III осигурява окончателно намаляване на пулса до 1,5 киловолта.

Както можете да видите, и трите класа ограничители работят цялостно, последователно и последователно намаляват импулса на пренапрежение до стойност, приемлива за изолация на окабеляването.

Ако поне един от съставните елементи на тази защитна верига се окаже дефектен, цялата система ще се повреди и на крайното устройство ще възникне повреда на изолацията. Необходимо е да се използват цялостно, а по време на работа се изисква да се провери техническото състояние на техническото състояние поне чрез външна проверка.

Избор на варистори за различни класове на потискащи пренапрежения

Производителите на оборудване на SPD устройството доставят модели варистори, избрани според характеристиките на текущото напрежение. Техният външен вид и ограниченията за работа са показани на съответната диаграма.

Всеки клас на защита има собствено напрежение и ток на отваряне. Можете да ги инсталирате само на ваше място.

Принципи за формиране на пренапрежаващи устройства

За да защитите захранващата линия на апартамента, могат да се използват различни принципи за свързване на SPD:

1. във фаза;

2. извън фаза;

3. комбинирани.

В първия случай е изпълнен надлъжният принцип за защита на всеки проводник от пренапрежения спрямо заземяващия контур, а във втория - напречната между всяка двойка проводници. Въз основа на събирането на статистически данни за обработката на неизправности и техния анализ беше установено, че възникващите извънфазови скокове създават повече щети и поради това се считат за най-опасни.

Комбинираният метод ви позволява да комбинирате и двата предишни метода.

Опции за свързване на защитни пренапрежения за заземяващата система TN-S

Верига с електронни SPD и отводници

В тази схема пренапреженията от трите класа премахват импулсите на пренапрежение между фазите на линията и работната нула N по веригите на проводниците. Функцията за намаляване на пренапрежения в общ режим е възложена на разрядници от определен клас поради връзката им между работната и защитната нула.

Този метод позволява галванично да изключат PE и N помежду си. Неутралното положение на трифазната мрежа зависи от симетрията на приложените фазови натоварвания. Винаги има някакъв потенциал, който може да бъде от фракции до няколко десетки волта.

Ако системите за захранване с импулсен товар работят в системата, тогава високочестотните смущения от тях могат да бъдат предавани чрез вериги за изравняване на потенциала и заземяване през PE проводника до чувствителни електронни устройства, които пречат на тяхната работа.

Включването на разрядник в този случай намалява въздействието на тези фактори поради по-добрата галванична изолация в сравнение с електронните ограничители върху варисторите.

Схеми с електронно SPD в класове на защита I и II

В тази схема защитата срещу импулсни напрежения във входните и разпределителните табла се осъществява само от електронен разрядник.

Те елиминират всички пренапрежения в общ режим (всякакви проводници спрямо заземяващия контур).

В клас III предишната верига работи с електронен защитник и искрови пропаст, осигуряваща защита (проводник-кабел) за крайния потребител.

Характеристики на използването на различни модели защитни устройства, като се вземе предвид последователността на каскадите

По време на експлоатацията на етапите на защита от пренапрежение е необходимо тяхното координиране и координация. Извършва се чрез отстраняване на стъпалата над кабел на разстояние повече от 10 метра.

Това изискване се обяснява с факта, че когато импулс с високо напрежение със стръмна форма на вълната навлиза във веригата поради индуктивното съпротивление на проводниците, върху тях настъпва спад на напрежението. Веднага се нанася върху първата каскада, причинявайки огън. Ако това изискване не е изпълнено, стъпките се заобикалят, когато защитата не работи правилно.

Следващите каскади на защита са свързани по същия принцип.

Когато тя е разположена в близост до конструктивните характеристики на оборудването, тогава в схемата изкуствено се включват допълнителни импулсни изолационни дросели, създавайки верига за забавяне. Тяхната индуктивност е настроена в рамките на 6-15 микрогенера в зависимост от вида на вложената мощност в сградата.

Вариант на такава връзка с тясно разположение на панелите за вход и разпределение и отдалечената инсталация на крайните потребители е показан на диаграмата.

При монтиране на дроселна клапа в такава система е необходимо да се вземе предвид способността им да работят надеждно при създадените товари и да издържат на техните ограничителни стойности.

За удобство на обслужването защитата от пренапрежение заедно с дроселните устройства може да бъде поставена в отделен защитен щит, който последователно свързва входното устройство към главното разпределително табло на къщата.

Една от опциите за подобно изпълнение на сграда, направена съгласно системата за заземяване TN-C-S, е показана на диаграмата по-долу.

С тази инсталация и трите класа ограничители могат да бъдат поставени на едно място, което е удобно за поддръжка. За целта е необходимо да се монтират разделителни дросели последователно между етапите на защита.

Конструктивно входното устройство, главното разпределително табло и защитен щит с този метод на монтиране на веригата трябва да бъде разположено възможно най-близо.

Комбинираното подреждане на SPD и реактори на едно място - защитен щит ви позволява да изключите попадането на импулси от пренапрежение, които вече са в главното разпределително оборудване, в което PEN проводникът е отделен.

Свързването на силови кабели към МОН има характеристики: те трябва да се полагат по най-късите пътища, като се избягва съвместен контакт за участъци от защитената верига и без защити.

Съвременните производители непрекъснато актуализират своите SPD дизайни, използвайки вградени дросели с импулсна изолация. Те направиха възможно не само позиционирането на защитните стъпки на близко разстояние над кабела, но и тяхното комбиниране в отделно устройство.

Сега на пазара, като се вземе предвид прилагането на този метод, има проекти на SPD-та от комбинирани класове I + II + III или I + II. Различен асортимент от модели на такива арестиращи устройства се произвежда от руската компания Hakel.

Те са създадени за различни системи за заземяване на сгради, работят без инсталиране на допълнителни нива на защита, но изискват изпълнение на определени инсталационни спецификации по дължината на свързания кабел. В повечето случаи тя трябва да е на по-малко от 5 метра.

За нормалната работа на електронното оборудване и за предпазването му от високочестотни смущения се произвеждат различни филтри, които включват SPD от клас III. Те трябва да бъдат свързани към заземяващия контур чрез PE проводник.

Характеристики на защитата на сложни домакински уреди от пренапрежения

Животът на съвременния човек диктува необходимостта от използване на различни електронни устройства, които обработват и предават информация. Те са доста чувствителни към високочестотни смущения и импулси, не работят добре или като цяло се провалят, когато се появят. За отстраняване на такива неизправности се използва индивидуално заземяване на кутията на устройството, наречено функционално.

Той е електрически отделен от защитния PE проводник. Когато обаче мълния удари мълниезащита между заземяването на сграда или линия и функционално електронно устройство, по земната верига ще тече разряден ток, причинен от приложен импулс на пренапрежение с високо напрежение.

Тя може да бъде елиминирана чрез изравняване на потенциала на тези вериги чрез инсталиране на специален отводник между тях, който ще изравни потенциалите на веригите при аварии и ще осигури галванична изолация при ежедневни работни условия.

Hakel Digging също е специализирана в производството на такива арестатори.

Допълнително изискване за защита от късо съединение

Всички SPD са включени във веригата за изравняване на потенциалите между различните му части в критични ситуации. Трябва да се има предвид, че те самите, въпреки наличието на вградена термична защита за варистори, могат да бъдат повредени и да се превърнат в източник на късо съединение, което се развива в пожар.

Защитата на варисторите може да се провали, ако номиналното напрежение бъде надвишено за дълго време, например, поради нулево изгаряне в трифазна захранваща мрежа. Разрядителите, за разлика от електрониката, изобщо не са оборудвани с термична защита.

Поради тази причина всички SPD конструкции са допълнително защитени от предпазители, работещи по време на претоварвания и къси съединения. Те имат специален сложен дизайн и много се различават от моделите с обикновена стопяема вложка.

Използването на прекъсвачи за такива ситуации не винаги е оправдано: те се повреждат от мълниеносни импулси, когато се случи заваряването на силови контакти.

Използвайки защитната верига на SPD с предпазители, е необходимо да се спазва принципа за създаване на нейната йерархия, използвайки методи за селективност.

Както можете да видите, за да се осигури надеждна защита на домашното окабеляване от пренапрежения, е необходимо внимателно да се подходи към този въпрос, да се анализира вероятността от аварии в схемата на проектиране, като се вземе предвид действащата система за заземяване, и да се изберат най-подходящите за защита на него разклонители.