Jei jūsų namuose yra daug brangios buitinės technikos, geriau pasirūpinti visapusiškos elektros tinklo apsaugos organizavimu. Šiame straipsnyje kalbėsime apie apsaugos nuo viršįtampių įrenginius, kam jie reikalingi, kokie jie yra ir kaip jie montuojami.
Viršįtampių prigimtis ir jų įtaka technologijai
Daugeliui nuo vaikystės buvo žinomas šurmulys, kai pamačius pirmuosius artėjančios perkūnijos požymius, buitinių elektros prietaisų atjungimas nuo tinklo. Šiandien miestų tinklų elektros įranga tapo pažangesnė, todėl daugelis žmonių nepaiso elementarių apsaugos priemonių. Tuo pačiu metu problema visiškai neišnyko, buitinei technikai, ypač privačiuose namuose, vis dar gresia pavojus.
Impulsinių viršįtampių (IP) atsiradimo pobūdis gali būti natūralus ir žmogaus sukeltas. Pirmuoju atveju žaibas trenkia dėl žaibo smūgio į oro elektros linijas, o atstumas tarp smūgio taško ir rizikos vartotojų gali siekti iki kelių kilometrų. Taip pat galima pataikyti į radijo stiebus ir žaibolaidžius, prijungtus prie pagrindinės įžeminimo kilpos, tokiu atveju buitiniame tinkle atsiranda indukuota viršįtampis.
1 - nuotolinis žaibo smūgis elektros linijose; 2 - vartotojai; 3 - įžeminimo kilpa; 4 - uždaras žaibo smūgis elektros linijose; 5 - tiesioginis žaibo smūgis į žaibolaidį
Dirbtinis IP yra nenuspėjamas, atsiranda dėl perjungimo perkrovų transformatorių ir paskirstymo pastotėse. Asimetriškai padidėjus galiai (tik vienoje fazėje), galimas staigus įtampos šuolis, to beveik neįmanoma numatyti.
Impulsinės įtampos yra labai trumpos laike (mažiau nei 0,006 s), tinkle atsiranda sistemingai ir dažniausiai stebėtojo nepastebimos. Buitinė technika yra skirta atlaikyti iki 1000 V viršįtampius, tokie atsiranda dažniausiai. Esant aukštesnei įtampai garantuotas maitinimo šaltinių gedimas, taip pat galimas izoliacijos gedimas namo instaliacijoje, dėl ko įvyksta daugybiniai trumpieji jungimai ir gaisras.
Kaip sutvarkytas BPD ir kaip jis veikia
SPD, priklausomai nuo apsaugos klasės, gali turėti puslaidininkinį įtaisą ant varistorių arba turėti kontaktų iškroviklį. Įprastu režimu SPD veikia apėjimo režimu, jo viduje esanti srovė teka laidžiu šuntu. Šuntas yra prijungtas prie apsauginio įžeminimo per varistorių arba du elektrodus su griežtai standartizuotu tarpu.
Įtampos viršįtampio, net ir labai trumpo, metu srovė praeina per šiuos elementus ir pasklinda išilgai žemės arba ją kompensuoja staigus pasipriešinimo sumažėjimas fazės iki nulio kilpoje (trumpasis jungimas). Stabilizavus įtampą, iškroviklis praranda savo galią, o prietaisas vėl veikia įprastu režimu.
Taigi SPD kuriam laikui uždaro grandinę, kad perteklinę įtampą būtų galima paversti šilumine energija. Tuo pačiu metu per įrenginį praeina didelės srovės - nuo dešimčių iki šimtų kiloamperų.
Kuo skiriasi apsaugos klasės
Atsižvelgiant į IP atsiradimo priežastis, išskiriamos dvi padidėjusios įtampos bangos charakteristikos: 8/20 ir 10/350 mikrosekundžių. Pirmasis skaitmuo yra laikas, per kurį IP įgyja maksimalią vertę, antrasis yra laikas, per kurį nukrenta iki nominalios vertės. Kaip matote, antrojo tipo viršįtampis yra pavojingesnis.
I klasės įrenginiai skirti apsaugoti nuo IP, kurių charakteristika yra 10/350 µs, dažniausiai įvyksta žaibui trenkus į elektros linijas arčiau nei 1500 m nuo vartotojo. Prietaisai gali trumpam per save praleisti srovę nuo 25 iki 100 kA, beveik visi I klasės įrenginiai yra pagrįsti iškrovikliais.
II klasės SPD yra orientuoti į IP kompensavimą, kurio charakteristika yra 8/20 µs, o didžiausios srovės vertės juose svyruoja nuo 10 iki 40 kA.
III apsaugos klasė skirta kompensuoti viršįtampius, kurių srovės vertės mažesnės nei 10 kA, o charakteristika IP 8/20 µs. II ir III apsaugos klasės įrenginiai yra pagrįsti puslaidininkiniais elementais.
Gali atrodyti, kad užtenka įdiegti tik I klasės įrenginius, kaip pačius galingiausius, tačiau taip nėra. Problema ta, kad kuo aukštesnė žemesnė tiesioginės srovės slenkstis, tuo SPD mažiau jautrus. Kitaip tariant: esant trumpoms ir santykinai žemoms IP reikšmėms, galingas SPD gali neveikti, o jautresnis – nesusidoroti su tokio masto srovėmis.
III apsaugos klasės įrenginiai skirti pašalinti žemiausią SI – vos kelis tūkstančius voltų. Savo savybėmis jie visiškai panašūs į apsauginius įtaisus, gamintojų montuojamus buitinės technikos maitinimo šaltiniuose. Perteklinio įrengimo atveju jie pirmieji prisiima apkrovą ir užkerta kelią SPD veikimui įrenginiuose, kurių resursas ribojamas iki 20-30 ciklų.
Ar reikia BPD, rizikos vertinimo
Išsamus apsaugos nuo IP organizavimo reikalavimų sąrašas pateiktas IEC 61643-21, privalomą įrengimą galite nustatyti pagal IEC 62305-2 standartą, pagal kurį konkretus žaibo rizikos laipsnio įvertinimas. streikas ir jo sukeltos pasekmės nustatomos.
Apskritai, tiekiant elektros energiją iš oro linijų, beveik visada pageidautina įrengti I klasės SPD, nebent buvo imtasi priemonių, kurios sumažintų perkūnijos poveikį maitinimo režimui: atramų įžeminimas, PEN. -laidininkas ir metaliniai guolių elementai, žaibolaidis su atskira įžeminimo kilpa, potencialų išlyginimo sistemos.
Lengvesnis būdas įvertinti riziką yra palyginti neapsaugotų prietaisų ir apsaugos įrenginių kainą. Netgi daugiaaukščiuose pastatuose, kur viršįtampiai yra labai maži, o charakteristika yra 8/20, izoliacijos gedimo ar įrenginių gedimo rizika yra gana didelė.
Įrenginių montavimas pagrindiniame skirstomajame skydelyje
Dauguma SPD yra moduliniai ir gali būti montuojami ant 35 mm DIN bėgio. Vienintelis reikalavimas, kad skydas, skirtas montuoti SPD, turi turėti metalinį korpusą su privaloma jungtimi prie apsauginio laidininko.
Renkantis SPD, be pagrindinių eksploatacinių charakteristikų, taip pat turėtumėte atsižvelgti į vardinę darbinę srovę apėjimo režimu, ji turi atitikti jūsų tinklo apkrovą. Kitas parametras yra maksimali suspaudimo įtampa, ji neturi būti mažesnė už didžiausią vertę kasdienių svyravimų ribose.
SPD nuosekliai prijungiami prie vienfazio arba trifazio maitinimo tinklo, atitinkamai, per dviejų polių ir keturių polių grandinės pertraukiklį. Jį montuoti būtina, kai sulituojami kibirkštinio tarpo elektrodai arba sugenda varistorius, dėl kurio atsiranda nuolatinis trumpasis jungimas. Fazės ir apsauginis laidininkas yra prijungti prie viršutinių SPD gnybtų, o nulis - prie apatinių gnybtų.
SPD prijungimo pavyzdys: 1 - įėjimas; 2 - automatinis jungiklis; 3 - BPD; 4 - antžeminė magistralė; 5 - įžeminimo kilpa; 6 - elektros skaitiklis; 7 - diferencialo mašina; 8 - vartotojų automatinėms mašinoms
Montuojant kelis skirtingų apsaugos klasių apsauginius įtaisus, jie turi būti derinami naudojant specialius droselius, nuosekliai sujungtus su SPD. Apsauginiai įtaisai yra įmontuoti į grandinę didėjančia klasės tvarka. Be koordinavimo jautresni BPD priims pagrindinį krūvį ir suges anksčiau.
Droselių įrengimo galima išvengti, jei kabelio linijos ilgis tarp įrenginių viršija 10 metrų. Dėl šios priežasties I klasės SPD montuojami ant fasado dar prieš skaitiklį, apsaugantys apskaitos mazgą nuo viršįtampių, o antros ir trečios klasės atitinkamai montuojami ant ASU ir grindų / grupės skydų.