Електрозащитна частна жилищна сграда и вила. Част 4. Защита от пренапрежение

Предишна статия:

Електрозащитна частна жилищна сграда и вила. Част 3. Мълниезащита

Въпреки теоретичната възможност за появата на импулсни пренапрежения с амплитуда от десетки киловолта в системата за захранване 0,4 kV, РЕАЛНАТА стойност на амплитудата е ограничена от импулсната сила на изолацията на електрическото оборудване.

Силата на импулсната изолация на електрическото оборудване с номинално напрежение 230/400 волта се определя от стандарта и се приема равна на 6 kV. Въз основа на това появата на напрежения над 6 kV в електрически вериги е малко вероятно (появата на амплитуди над 6 kV е възможно според руските учени само в 10% от случаите).

Въз основа на това ВСИЧКО електрическо оборудване до 1000 волта е разделено на 4 категории (за трифазни системи 230/400 волта):

- категория 4 - това оборудване може да издържи на импулсно напрежение от 6 kV (електромери, автомати, разрядници и др.),

- Категория 3 - това оборудване може да издържи напрежение от 4 kV (контакти, ключове, електродвигатели, разпределителни табла, окабеляване, електрически печки и др.),

- Категория 2 - това оборудване може да издържи напрежение от 2,5 kV (това оборудване е свързано към контакти (домакински електрически уреди, преносими електроинструменти и др.),

- Категория 1 - това оборудване може да издържи напрежение на напрежение не повече от 1,5 kV (оборудване, съдържащо полупроводникови устройства и / или микросхеми).

Сега нека да обобщим някои от междинните резултати:

1. Импулсното пренапрежение от захранваща мрежа над 6 kV не ни заплашва.

2. Тъй като електрическият измервателен уред, прекъсвачи и предпазители от пренапрежение принадлежат към 4 категории, не е необходимо да ги предпазвате от напрежение.

3. Всичко, което е след параграф 2, трябва да бъде защитено от тях. пренапрежение, ако е необходимо.

SPD.

Сега, когато разбираме същността на проблема, става ясно как да се справим с него. Основното, което трябва да направим, е да намалим импулсното напрежение от 6 kV, ако се появи, до безопасни 1,5 kV. За тези цели служи SPD - устройство за защита от пренапрежение (ограничител).

В началото на своето разработване SPD са направени отделно за всяка категория, за категория 3 - ограничители клас I, за категория 2 - ограничители за клас II, за ограничители за категория I - клас III.

След електромера и машината, които не се нуждаеха от защита, беше инсталиран ограничител клас I, който отряза напрежението от 6 kV до 4 kV (1 етап на защита). По-нататък по електрозахранването е монтиран ограничител клас II, който отрязва подаденото към него напрежение 4 kV от ограничител клас I - до 2,5 kV (2 степен на защита). След това, отново по време на захранването, беше инсталиран ограничител клас III, който отряза подаденото към него напрежение от ограничител клас II от -2,5 kV до 1,5 kV (3 ниво на защита).

Наблюдателният четец ще попита - защо подобни трудности - може ли веднага да се ограничи до тях. Напрежението е от 6 kV до необходимите 1,5 kV? Бързам да му зарадвам - с развитието на технологиите това стана възможно. Сега на разположение универсални SPD, комбиниращи в един случай ограничители на I, II и III класове, I и II класове, II и III класове. В тази връзка не е необходимо да се спазват минималните необходими разстояния (5-20 метра) между отделни SPD или вместо тях да се инсталират дросели, които симулират такива разстояния.

На следващо място, няколко думи за нашите стандарти. Ето откъс от Технически циркуляр № 30 за 2012 година

КРЪГОВЕ НА ТЕХНИЧЕСКИ КРЪГЛЕН СРЕДСТВ НА РОСЕЛЕКТРОМОНТАЖ № 30/2012 „ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ЗАЩИТА НА СВЕТЛИНАТА И СЪЗДАВАНЕ НА НАПРЕЖЕНИЕ И НАПРЕЖЕНИЕ ДО 1 kV“

- Инсталирането на абонатни SPDs е от препоръчителен характер и те могат да бъдат инсталирани както в клона на абонатите, така и директно при потребителя.

- Инсталирането на абонатни SPD без инсталиране на SPD на линията и на трансформаторната подстанция не е позволено.

- В мрежи с напрежение 380/220 V (400/230 V), SPD с номинално напрежение до 450 V се използва за защита на линии, SPD с номинално напрежение до 280 V се използва за защита на абонатните еднофазни клонове.

- Наличието на презаземяване и система за потенциално изравняване за потребителя е задължително.

Тоест, първо, ако решихме да защитим къщата си с помощта на SPD, е необходимо да се уверим, че SPD са инсталирани на въздушни линии и трансформаторни подстанции. Второ, трябва да имате устройство за заземяване.

МОЯ ЗАБЕЛЕЖКА към раздел 3 от циркуляра. Поради факта, че на еднофазен клон към къщата при извънредни ситуации е възможно напрежение до 380 волта, е необходим SPD с номинално напрежение над 380 волта (ако въздушната линия е направена с отделни проводници).

За да не се обърквам във всичко това, по-долу представих алгоритъма за вземане на решения за инсталиране на e-SPD в нашата къща:

Ако всичко това се случи във вашия случай (тоест всички необходими условия са изпълнени), можете да започнете работа по защита на къщата от пренапрежение (вече като се започне от други норми).

След това да видим как SPD от 1 кл. защита.

Фиг. 1. Защитни устройства от клас 1 SPD в случай на импулс от пренапрежение от въздушна линия и от пряк удар на мълния

Фигурата по-горе показва, че импулсът на пренапрежението дойде през фазов проводник от въздушната линия към нашата къща. Ако тя е по-висока от 4 kV, тогава задействащото устройство се задейства и една част от тока тече към земята чрез нашето заземяващо устройство, а другата част тече към PEN проводника, който се заземява на въздушната линия и се свързва към трансформатора със заземен неутрал на трансформатора. На фигурата по-долу се вижда, че при директен удар на мълния в нашия въздушен терминал 50% от тока на мълния протича през нашето заземяващо устройство, а другата половина от тока на мълния се разпределя равномерно между фазовия и неутралния проводник. Въз основа на това и изберете SPD.

Мълнията рядко е със сила на тока над 100 kA, следователно при изчисления за тази стойност се приема токът на мълния. И така, 50 kA в нашия пример влезе в нашето заземяващо устройство. Останалите 50 kA, когато се задействат от нашето SPD, ще бъдат разпределени равномерно между L и PEN проводниците, тоест SPD трябва да бъде класиран за ток от поне 25 kA.

За въздушната линия ((VL).

Става ясно, че ако въздушната линия е в плачевно състояние (наземните склонове са изгнили, отрязани и т.н.), а след това, като не намери пътя към земята, светкавичен ток ще отиде направо в нашата къща и ще направи много проблеми. По този начин е необходимо да знаете добре вашия OHL и ако има съмнения относно неговата надеждност, е необходимо поне да оборудвате стълба, от който се захранва къщата ви, тоест да заземете жицата на този стълб, да свържете куката (щифта), на която изолаторът е свързан към това заземяване вашата фаза тел, и ако опората е стоманобетон, тогава нейната армировка. След като направите това, ще получите, както трябва, 1 линия на отбрана, вече при подхода към къщата. 2 линия на защита - това е инсталирането на SPD на входа на къщата (1, 2 и 3 класа).

Забележка. Мнозина сега правят клон към входния проводник SIP. Ако тя е свързана с въздушна линия с лошо качество, тогава при PUM в въздушната линия е възможно разбиване на изолацията на SIP, тоест е необходимо това разклонение да се извърши с отделни проводници, разположени една от друга (или да се вземат допълнителни мерки за защита).

При VLI (тоест VL, направен от самоносещи изолирани проводници - SIP), ситуацията вече ще е друга. PUM (директен удар на мълния) в изолиран фазов проводник е практически нереалистичен и при такъв проводник е възможен само импулс на пренапрежение, причинен от близък разряд на мълния или от превключване. За да защитят изолацията на VLI, мрежовите мрежи вече са принудени да следят внимателно арестите и т.н. така че линията да е в добро състояние.

Какъв извод може да се направи от казаното? Ако въздушната линия е в лошо състояние, е необходимо да „оборудваме“ стълба, от който се захранва къщата ни, и да монтираме мощен защитник на входа на къщата, предназначен да отклонява тока на мълния от 50-100 kA (с токова форма 10/350 µs).

Ако нашата къща се захранва от VLI, тогава полюсът може да бъде оставен на мира и отворът може да бъде инсталиран по-просто (с токова форма 8/20 μs и ток 6-10 kA).

Сега помислете за същия вариант, но къщата също е оборудвана.

Ако къщата се захранва от VLI (или VL от което сме сигурни), тогава SPD за 1-ви етап на защита трябва да бъде избран въз основа на разпределението на тока на мълния по време на PUM към въздушния терминал (както е описано по-горе). Ако къщата се захранва от въздушна линия, в която не сме сигурни, тогава е необходимо да се премине от PUM към фазовия проводник на въздушната линия.

Фиг. 2. Изберете SPD за първия етап на защита (щракнете върху снимката, за да я увеличите).

В следващата част ще разгледаме схемите за превключване на SPD за системите TN-C-S и TT, как да ги изберете, монтирате и къде да поставите всичко, като вземем предвид спецификите на частна къща и нейното захранване от въздушни линии, както и наличието или липсата на външна мълниезащита.

Продължение на статията: Електрозащитна частна къща и къщичка. Част 4 (край). Примери за подбор на SPD

Миронов С.И.