Устройство за защита от импулси

Съвременните домакински уреди често имат вградена защита от пренапрежение в своите захранващи устройства, но ресурсът на типичните решения за варисторите е ограничен до максимум 30 случая на задействане и дори тогава, ако токът при спешни случаи не надвишава 10 kA. Рано или късно защитата, вградена в устройството, може да се провали и устройства, които не са защитени от пренапрежение, просто ще се провалят и ще донесат много проблеми на техните собственици. Междувременно причините за опасните скокове могат да бъдат: гръмотевична буря, ремонтни дейности, скок по време на превключване на мощни реактивни товари и никога не знаете какво друго.

За да се предотвратят подобни неприятни ситуации, са проектирани устройства за защита от пренапрежение (съкратено SPD), които приемат авариен импулс от пренапрежение, като го предпазват от деактивиране на електрически устройства, свързани към мрежата.

Принципът на работа на SPD е доста прост: в нормален режим токът вътре в устройството протича през проводим шунт, а след това през товара, свързан в този момент към мрежата; но между шунта и земята има защитен елемент - варистор или разрядник, чието съпротивление в нормален режим е мегаоми и ако внезапно възникне пренапрежение, защитният елемент незабавно ще премине в проводящо състояние, а токът ще се втурне през него към земята.

В момента на работа на SPD съпротивлението във фазово-нулевия контур ще намалее до критично и домакинските уреди ще бъдат запазени, тъй като линията ще бъде почти заобиколена през защитния елемент на SPD. Когато напрежението в линията се стабилизира, защитният елемент на SPD отново ще премине в непроводимо състояние и токът към товара отново ще потече през шунта.

Има три класа устройства за защита от пренапрежение и са широко разпространени:

• SPD клас I

• SPD клас II

• SPD клас III

Устройствата за защита от клас I са проектирани да предпазват от импулси от пренапрежение с вълна, характерна за 10/350 μs, което означава, че максимално допустимото време на покачване на импулс от пренапрежение до максимум и падане до номиналната стойност не трябва да надвишава съответно 10 и 350 микросекунди; докато е допустим краткотраен ток от 25 до 100 kA, такива импулсни токове възникват по време на разряд на мълния, когато той влезе в електропровод на разстояние, по-голямо от 1,5 км от потребителя.

Устройствата от този клас се извършват на разсейвачи и тяхното инсталиране се извършва в главното разпределително табло или входно-разпределително устройство на входа на сградата.

SPD от клас II са проектирани да предпазват от краткотраен импулсен шум и се инсталират в разпределителни табла. Те са в състояние да осигурят защита срещу импулси от пренапрежение с параметри 8/20 μs, със сила на тока от 10 до 40 kA. В SPD от този клас се използват варистори.

Тъй като ресурсът на варистора е ограничен, към дизайна на SPD е добавен механичен предпазител, който просто разтваря шунта от варистора, когато неговата устойчивост престане да бъде адекватна на безопасен защитен режим. Това всъщност е термична защита, която предпазва устройството от прегряване и пожар. От предната страна на модула има цветен индикатор, свързан с предпазителя, неговото състояние и ако варисторът трябва да бъде заменен, това лесно може да се разбере.

SPD от клас III са подредени по подобен начин, с единствената разлика е, че максималният ток на вътрешния варистор не трябва да надвишава 10 kA.

Традиционните вериги за защита от импулси, вградени в домакински уреди, имат същите параметри, но при дублирането им с външно защитно устройство от клас III, вероятността от преждевременна повреда на оборудването е сведена до минимум.

Честно казано, заслужава да се отбележи, че за надеждна защита на оборудването е важно да се установят SPD-та от I, II и III клас на защита. Това трябва да се спазва, тъй като мощният защитник от пренапрежение клас I няма да работи с къси импулси с ниско пренапрежение просто поради ниската си чувствителност, а по-малко мощният няма да се справи с високия ток, с който се справя защитата от пренапрежение от клас I.