Přepěťová ochrana před bleskem, schéma zapojení. Instalace UZIP - schémata zapojení, pravidla instalace Co je to přepětí

Blesk může způsobit požáry, těžké škody, výbuchy, zranění lidí a zvířat, včetně úmrtí. Odborníci rozlišují primární a sekundární dopady úderu blesku. První nastanou, když zasáhne objekty přímo. Přímý vstup atmosférické elektřiny do obytných a průmyslových budov je může zcela zničit, zabít člověka nebo vést k nehodám způsobeným člověkem.

Sekundární dopad blesku (elektromagnetická nebo elektrostatická indukce) je způsoben výbojem blesku v blízkosti objektu nebo vnesením vysokých potenciálů do budov prostřednictvím podzemních nebo vnějších kovových konstrukcí, komunikací, nadzemních elektrických vedení a drátů pro jiné účely, jakož i potrubí nebo kabelů.

Sekundární dopad úderů blesku negativně ovlivňuje telefonii, elektrické sítě domácností 220/380 V, mobilní komunikační systémy, ale i přenos informací a dat, satelitní a televizní vysílání. Selhání výše uvedených systémů i na krátkou dobu může vést k nenapravitelným následkům, proto moderní systémy ochrany před bleskem objektů zahrnují ochranu jak před přímým úderem blesku, tak před jeho sekundárními projevy.

Co je to rázové napětí?

Krátkodobý, ale významný nárůst napětí, stejně jako výskyt elektromotorické síly na kovových konstrukcích, se nazývá pulzní přepětí. Odborníci obvykle rozlišují projevy elektromagnetické a elektrostatické indukce, vnášení vysokých potenciálů do předmětu a také spínací přepětí.

Pulzní přepětí spínacího původu je spojeno s náhlou změnou provozního režimu v napájecí soustavě, při zkratu, zapínání a vypínání transformátorů, zapnutí záložního napájení apod. S rozvojem tohoto typu přepětí vede energie akumulovaná v síťových prvcích v důsledku prudké změny parametrů provozního režimu k rozvoji přechodového procesu s výrazným napěťovým skokem.

Nárůst napětí může v některých případech dosáhnout hodnot stokrát vyšších, než jsou jejich běžné provozní parametry. To vede nejen k selhání elektrických a elektronických zařízení a přístrojů, napájecích systémů, telekomunikací a komunikací, řízení a řízení, ale může také způsobit požár a dokonce i smrt.

Důvodem vzniku vysokého napětí je obvykle výboj blesku, spínací procesy v napájecích systémech a také elektromagnetické rušení způsobené výkonnými průmyslovými elektroinstalacemi. Existují přepětí:

• přepínání;
• přímý výboj (při vybití do vnější ochrany před bleskem nebo nadzemního elektrického vedení);
• indukované (při výboji v blízkosti budovy nebo do blízkých objektů).

Elektromagnetická indukce po výboji blesku je charakterizována tvorbou magnetického pole v obrysech kovových komunikací různých tvarů s časově proměnnými parametry. V tomto případě závisí hodnota elektromotorické síly na amplitudě a strmosti bleskového proudu a také na velikosti a tvaru samotného obvodu.

Indukci elektrostatického charakteru vyvolává akumulace pod kupovitými mraky s určitým elektrickým potenciálem nábojů s opačným znaménkem. Ale v zemi a na vodivých konstrukcích pozemních průmyslových nebo obytných zařízení tato akumulace vede k tomu, že během výboje blesku nemají náboje čas proudit do země a stávají se příčinou přepětí. Nejčastěji se potenciální rozdíl objevuje mezi kovovým potrubím (voda nebo kanalizace), elektrickým vedením umístěným v budově a plechovou střechou. Navíc, čím vyšší je budova, tím větší je hodnota akumulovaných potenciálů.

Příklady poškození způsobených sekundárními účinky blesku

Zničení telefonního přístroje a provizorního elektroinstalačního rozvaděče

Charakteristika rázového napětí

Energetická saturace moderních průmyslových a rezidenčních zařízení, přítomnost rozsáhlé elektrické sítě od projektantů ochranných systémů vyžaduje kompetentní výběr zařízení přepěťové ochrany (SPD). K tomu je nutné pochopit hlavní parametry charakterizující výsledné přepěťové impulsy, a to:

• průběh proudu (charakterizovaný dobou náběhu a poklesu);
• amplituda proudu.

K popisu výbojových proudů blesku se používají 2 typy průběhů: dlouhý (10/350 μsec) a krátký (8/20 μsec). První odpovídá přímému (přímému) úderu blesku a vykazuje nárůst proudu o 10 μs na maximální hodnotu pulzu (I imp) a pokles jeho čtení 2krát za 350 ms. Během vzdáleného výboje blesku a během spínacích procesů je pozorována krátká vlna. Charakterizuje nárůst proudu za 8 μs na maximum (I max) a pokles na poloviční hodnotu za 20 μs. Puls 10/350 μsec působí na elektrickou síť desítkykrát delší než 8/20 μsec, takže je pro chráněné objekty nebezpečnější.

Typy SPD

SPD mají pouzdro z nehořlavého plastu a ve většině případů se jedná o svodiče nebo varistory různých konfigurací. Dnes mají tlumiče přepětí indikátor poruchy. Tato zařízení jsou nezbytná pro vytvoření spolehlivého a účinného systému vnitřní ochrany před bleskem.

Jiskřiště je obvykle elektrické zařízení (otevřený vzduch nebo uzavřený typ) se dvěma elektrodami. Když se napětí zvýší na určitou hodnotu, prorazí, čímž se odstraní přepěťový impuls. Varistor je polovodičové zařízení, které má symetrickou strmou charakteristiku proud-napětí. Princip jeho činnosti spočívá v tom, že při dosažení určité hodnoty napětí na jeho kontaktech rychle a výrazně sníží hodnotu svého odporu a propustí proud.

Svodiče přepětí se vyznačují parametry jmenovitého, pulzního napětí a dočasného přepětí. V závislosti na pulzním výkonu, který může SPD rozptýlit a v souladu s GOST R 1992-2002 (IEC 61643-1-98), existují 3 třídy omezovačů:

• I B (amplituda 25-100 kA; pro vlnu 10/350 μsec) - používá se v rozvodných panelech;
• II C (amplituda 10-40 kA; pro vlnu 8/20 μs) - používá se ve vstupech napájecích zařízení, pokojových panelů;
• III D (amplituda do 10 kA; pro vlnu 8/20 μs) - obvykle jsou zařízení této třídy již zabudována do elektrických spotřebičů.

Moderní člověk, který se snaží držet krok s dobou, plní svůj domov elektrickými spotřebiči pro nejrůznější účely. Ne každý majitel domu si ale myslí, že pokud se v síti objeví byť jen velmi krátkodobé pulzní napětí, několikanásobně vyšší než jmenovité napětí, může selhat celý jeho drahý vozový park elektrozařízení a elektroniky. Pozoruhodné je, že dopad přepětí na elektrické spotřebiče je škodlivý v tom, že postižené zařízení se zpravidla stává nevhodným pro opravu. Tato událost vyšší moci, i když ne často, lze zaručit, že je důsledkem přepětí v sítích způsobeného bouřkami, překrýváním nouzových fází nebo spínacími procesy. K ochraně elektrických zařízení jsou určeny tzv. přepěťové ochrany. Níže jsme probrali princip fungování SPD, třídy a rozdíl mezi nimi.

Klasifikace SPD

Zařízení ochrany proti přepětí jsou širokým a obecným pojmem. Tato kategorie zařízení zahrnuje zařízení, která lze rozdělit do tříd:

• I třída. Navrženo pro ochranu před přímým vystavením blesku. Tato zařízení musí být vybavena vstupními distribučními zařízeními (IDU) administrativních a průmyslových budov a obytných bytových domů.
• třídy II. Zajišťují ochranu elektrických rozvodných sítí před přepětím způsobeným spínacími procesy a plní funkce druhého stupně ochrany před úderem blesku. Osazeno a připojeno k síti v rozvodných deskách.
• III třída. Používají se k ochraně zařízení před přepětím způsobeným rázy zbytkového napětí a asymetrickým rozložením napětí mezi fází a nulovým vodičem. Zařízení této třídy také pracují v režimu vysokofrekvenčního interferenčního filtru. Jsou nejvíce relevantní pro podmínky soukromého domu nebo bytu; jsou připojeny a instalovány přímo v prostorách spotřebitelů. Obzvláště oblíbené jsou přístroje, které jsou vyráběny jako moduly vybavené rychloupínacím držákem pro instalaci na, nebo mají konfiguraci elektrických zásuvek či síťových zástrček.

Typy zařízení

Všechna zařízení, která poskytují ochranu proti přepětí, jsou rozdělena do dvou typů, které se liší konstrukcí a principem činnosti. Podívejme se, jak fungují různé typy SPD.

Ventilová a jiskřiště. Princip činnosti svodičů je založen na využití jiskřiště. Konstrukce svodičů zajišťuje vzduchovou mezeru v propojce spojující fáze elektrického vedení se zemnící smyčkou. Při jmenovité hodnotě napětí je obvod v propojce přerušen. V případě výboje blesku je výsledkem průraz vzduchové mezery v elektrickém vedení, obvod mezi fází a zemí se uzavře a vysokonapěťový impuls jde přímo do země. Konstrukce ventilové mezery v obvodu s jiskřištěm obsahuje rezistor, na kterém je tlumen vysokonapěťový impuls. Ve většině případů se svodiče používají v sítích vysokého napětí.

Potlačovače přepětí (SPD). Tato zařízení nahradila zastaralé a objemné svodiče. Abyste pochopili, jak omezovač funguje, musíte si zapamatovat vlastnosti nelineárních rezistorů, které jsou postaveny na využití jejich charakteristik proudového napětí. Varistor se používá jako nelineární odpory v SPD. Pro lidi nezkušené v spletitosti elektrotechniky trochu informací o tom, z čeho se skládá a jak funguje. Hlavním materiálem pro výrobu varistorů je oxid zinečnatý. Ve směsi s oxidy jiných kovů vzniká sestava sestávající z p-n přechodů, která má proudově-napěťovou charakteristiku. Když napětí v síti odpovídá jmenovitým parametrům, je proud v obvodu varistoru blízký nule. Při vzniku přepětí dochází k prudkému nárůstu proudu na p-n přechodech, což vede k poklesu napětí na jmenovitou hodnotu. Po normalizaci parametrů sítě se varistor vrátí do nevodivého režimu a neovlivňuje činnost zařízení.

Kompaktní rozměry svodičů přepětí a široká škála rozmanitosti těchto zařízení umožnily výrazně rozšířit rozsah použití těchto zařízení, bylo možné použít přepěťové ochrany jako prostředky přepěťové ochrany pro soukromý dům nebo byt . Impulzní omezovače napětí montované na varistorech však mají přes všechny své výhody oproti svodičům jednu významnou nevýhodu - omezenou životnost. Díky tepelné ochraně v nich zabudované zůstává zařízení po aktivaci nějakou dobu nefunkční, z tohoto důvodu je na těle SPD umístěno rychloupínací zařízení, které umožňuje rychlou výměnu modulu.

Více o tom, co je SPD a jaký je jeho účel, se dozvíte z videa:

Jak zařídit ochranu?

Než přistoupíte k instalaci a připojení přepěťových ochran, je nutné, jinak veškerá práce na uspořádání SPD ztratí veškerý smysl. Klasické schéma poskytuje 3 úrovně ochrany. Na vstupu jsou instalovány svodiče (třída ochrany I) zajišťující ochranu před bleskem. Další ochranné zařízení třídy II, obvykle svodič, je připojeno v rozvodné desce domu. Stupeň jeho ochrany by měl zajistit snížení velikosti přepětí na parametry bezpečné pro domácí spotřebiče a osvětlovací síť. V bezprostřední blízkosti elektronických výrobků citlivých na kolísání proudu a napětí je žádoucí třída III.

Při připojování SPD je nutné zajistit jejich proudovou ochranu a ochranu proti zkratu vstupním jističem nebo pojistkami. Více o instalaci těchto ochranných zařízení vám řekneme v samostatném článku.

Podívali jsme se tedy na princip fungování SPD, třídy a rozdíl mezi nimi. Doufáme, že poskytnuté informace byly pro vás užitečné!

Norma GOST 13109-97 neudává žádné omezující nebo přípustné hodnoty pulzu, ale pouze nám dává tvar tohoto pulzu a jeho definici. Při měření předpokládáme, že by se v síti neměly vyskytovat pulsy. A pokud ano, pak bude nutné to nějak utřídit a hledat ty, kdo jsou vinni. Při našich měřeních v sítích 0,4 kV jsme nenarazili na žádné pulzní problémy. To není překvapivé - měření na straně 0,4 kV jakýkoli impuls pohltí nebo přeruší tlumiče přepětí, ale to je téma na jiný článek. Ale jak se říká, předem varován je předpažen. Proto v článku uvedeme, co víme.

Toto jsou definice z GOST 13109-97:

napěťový puls - prudká změna napětí v bodě elektrické sítě, následovaná obnovením napětí na původní nebo blízkou úroveň po dobu až několika milisekund;

— amplituda impulsu - maximální okamžitá hodnota napěťového impulsu;

— trvání impulsu - časový interval mezi počátečním okamžikem napěťového impulsu a okamžikem obnovení okamžité hodnoty napětí na původní nebo blízkou úroveň;

Odkud přicházejí impulsy?

Pulzní napětí jsou způsobena bleskovými jevy a také přechodnými procesy při spínání v napájecí soustavě. Bleskové a spínací napěťové impulsy se výrazně liší charakteristikami a tvarem.

Pulzní napětí je náhlá změna napětí v místě elektrické sítě, po které následuje obnovení napětí na původní nebo jemu blízkou úroveň během 10-15 μs (bleskový impuls) a 10-15 ms (spínací impuls). A pokud je doba trvání pulsu bleskového proudu řádově kratší než pulz spínacího proudu, pak může být amplituda bleskového pulzu o několik řádů vyšší. Naměřená maximální hodnota výbojového proudu blesku se v závislosti na jeho polaritě může pohybovat od 200 do 300 kA, což se vyskytuje jen zřídka. Typicky tento proud dosahuje 30-35 kA.

Obrázek 1 ukazuje oscilogram napěťového impulsu a obrázek 2 ukazuje jeho celkový pohled.

Údery blesku v nebo v blízkosti elektrického vedení do země vedou ke vzniku pulzního napětí, které je nebezpečné pro izolaci vedení a elektrického vybavení rozvoden. Hlavním důvodem selhání izolace elektroenergetických zařízení, přerušení dodávky elektřiny a nákladů na její obnovu je poškození těchto zařízení bleskem.

Obrázek 1 – Napěťový pulzní oscilogram

Obrázek 2 – Celkový pohled na napěťový impuls

Bleskové impulsy jsou běžným jevem. Při výbojích se blesk dostává do zařízení ochrany před bleskem budov a rozvoden propojených vysokonapěťovými a nízkonapěťovými kabely, komunikačním a ovládacím vedením. Při jednom blesku lze pozorovat až 10 pulsů, jdoucích za sebou s intervalem 10 až 100 ms. Když blesk udeří do uzemňovacího zařízení, jeho potenciál vzroste vzhledem ke vzdáleným bodům a dosáhne milionu voltů. To přispívá k tomu, že ve smyčkách vybavených kabelovými a nadzemními spoji se indukuje napětí v rozsahu od několika desítek voltů do mnoha stovek kilovoltů. Při úderu blesku do venkovního vedení se po nich šíří přepěťová vlna a dostává se až k přípojnicím rozvodny. Přepěťová vlna je omezena buď silou izolace při jejím průrazu, nebo zbytkovým napětím ochranných svodičů při zachování zbytkové hodnoty dosahující desítek kilovoltů.

Pulsy spínacího napětí vznikají při spínání indukčních (transformátory, motory) a kapacitních (kondenzátorové baterie, kabely) zátěží. Vznikají při zkratu a jeho vypnutí. Hodnoty impulzů spínacího napětí závisí na typu sítě (nadzemní nebo kabelová), typu spínání (zapnuto nebo vypnuto), charakteru zátěže a typu spínacího zařízení (pojistka, odpojovač, jistič). Spínací proudové a napěťové impulsy mají oscilační, tlumený, opakující se charakter v důsledku hoření oblouku.

Hodnoty spínacích napěťových impulsů s délkou trvání na úrovni 0,5 amplitudy impulsu (viz obr. 3.22), rovnající se 1-5 ms, jsou uvedeny v tabulce.

Napěťový impuls je charakterizován amplitudou U imp.a, maximální hodnota napětí U imp, trvání náběžné hrany, tzn. časový interval od začátku pulzu t počínaje, dokud nedosáhne své maximální (amplitudy) hodnoty t doba trvání pulsu zesilovače a napětí na úrovni 0,5 jeho amplitudy t zesilovač 0,5. Poslední dvě časové charakteristiky jsou znázorněny jako zlomek ∆ t zesilovač/ t imp 0,5.

Hodnota spínacích impulsních napětí

Seznam použitých zdrojů

1. Kuzhekin I.P. , Larionov V.P., Prochorov V.N. Blesk a ochrana před bleskem. M.: Znak, 2003

2. Kartashev I.I. Řízení kvality elektrické energie / I.I. Kartashev, V.N. Tulsky, R.G. Shamonov a kol.: ed. Yu.V. Šárová. – M.: Nakladatelství MPEI, 2006. – 320 s.: ill.

3. GOST 13109-97. Elektrická energie. Elektromagnetická kompatibilita technických zařízení. Normy kvality elektrické energie v univerzálních napájecích systémech. Vstupte. 1999-01-01. Minsk: IPK Standards Publishing House, 1998. 35 s.

Jedním z faktorů vedoucích k poškození elektrického zařízení je atmosférická přepětí spojené s údery blesku. Účinky atmosférické elektřiny se dělí na:

• rovnýúder blesku do elektrického zařízení;
• údery blesku u s elektrickým zařízením, které jej ovlivňuje pomocí silného elektromagnetického impulsu;
• údery blesku ve vzdálenosti od spotřebitelů, jejichž elektromagnetické vlnění je vnímáno polovodičovými telemechanikami a komunikačními zařízeními a ruší jejich provoz.

Účinky atmosférických přepětí se vyznačují krátkou dobou trvání impulsu - v řádu desítek milisekund. Ale během této doby se napětí v síti mnohokrát zvýší. To vede k poruchám izolace a poškození jak komunikačních linek, tak i spotřebičů jimi napájených.

K ochraně před přepětím vzniklým výbojem blesku se používají zařízení, která omezují hodnotu amplitudy napětí na úroveň, která je bezpečná pro izolaci elektrických zařízení.

Lapače jisker a ventilů, lapače

První zařízení používaná k omezení velikosti přepětí v síti byla jiskřiště. Jejich působení je založeno na porušení vzduchové mezery pevné délky při určitém napětí.

Svodič je zapojen mezi chráněné fáze a obvod ochrany před bleskem. Pro každou fázi je stanoven osobní prvek. Může být otevřený a sestávat z kovových tyčí umístěných svými konci proti sobě. Nebo se může skládat z elektrod uzavřených v izolačním plášti.

V okamžiku bleskového přepětí dojde k proražení jiskřiště svodiče a pulsní výkon jde do země přes obvod ochrany před bleskem. Kvůli tomu je úroveň napětí omezena. Na konci pulsu oblouk zhasne a jiskřiště je opět připraveno k použití. V normálním režimu nespotřebovává proud a neovlivňuje provozní režim elektroinstalace.

Druhým zařízením chránícím izolaci před přepětím bylo ventilové záchytky. Skládají se ze dvou prvků zapojených do série: vícenásobného jiskřiště a zhášecího odporu. Při přepětí se jiskřiště prolomí a přes ně a rezistor protéká proud. V důsledku toho klesá napětí v síti. Jakmile je rušivý vliv odstraněn, oblouk v jiskřištích zhasne a jiskřiště se vrátí do původní polohy.

Ventilové lapače jsou utěsněné a pracují tiše, na rozdíl od lapačů jisker, které uvolňují produkty hoření oblouku do atmosféry.

Ventilová a jiskřiště se používají pouze ve vysokonapěťových elektroinstalacích.

Předchozí ochranná zařízení jsou vyměněna Omezovače přepětí (OSL).

Uvnitř je svodič přepětí varistor: rezistor s nelineární závislostí odporu na napětí, které je na něj aplikováno. Při překročení prahové hodnoty napětí se proud varistorem prudce zvýší a zabrání jeho dalšímu nárůstu. Po odeznění bleskového nebo spínacího impulsu se svodič přepětí vrátí do původního stavu.

Svodiče přepětí jsou oproti předchozím zařízením spolehlivější a rozměrově menší. Jejich charakteristiky jsou precizněji vybrány, což umožnilo vyvinout flexibilní strategii pro jejich efektivní využití.

Modulární svodiče pro sítě nízkého napětí se nazývají Přepěťová ochrana (SPD).

Tyto zahrnují:

Průběh rázové vlny je standardizován pro následující případy:

• přímý úder blesku - 10/350 us;
• dopad nepřímého působení blesku – 8/20 us.

Podle zamýšleného účelu, podle normy IEC, jsou SPD rozděleny do typů 1-3 podle GOST R 51992-2002, jsou rozděleny do zkušebních tříd (I – III). Shoda a účel těchto charakteristik jsou uvedeny v tabulce.

Typy podle IEC 61643	Třídy podle GOST R 51992-2002	Účel	Místo instalace
1	já	K omezení přepětí z přímého úderu blesku	U vchodu do budovy, v hlavním rozvaděči
2	II	K omezení přepětí ze vzdálených úderů blesku a spínacích přepětí	Na vstupy, kde nehrozí přímé dopady
1+2	I+II	Charakteristiky SPD typu 1 a 2 jsou kombinovány	Stejné jako typ 1 nebo 2
3	III	Na ochranu citlivých spotřebitelů. Mají nejnižší úroveň ochranného napětí	Pro přímou instalaci u spotřebitelů

Podle jejich konstrukce se SPD vyrábějí s různým počtem pólů: od jednoho do čtyř.

Výběr SPD

Nejprve je potřeba určit míru dopadu blesku nebo spínacího přepětí na chráněný objekt. K tomuto účelu slouží údaje o intenzitě výbojů blesku v místě instalace, zohledňuje se přítomnost zařízení na ochranu před bleskem, elektrické vedení a jejich délka. Pokud je vstup do domu proveden kabelovým vedením, pak je více chráněn před přímými údery blesku než venkovní vedení.

Elektroinstalace objektu je rozdělena do zón chráněných SPD odpovídajících tříd. Účelem tohoto rozdělení je: postupně snižujte úroveň přepětí aby výkonnější zařízení hlavní rázovou vlnu tlumila a při jejím pohybu distribuční sítí zařízení nižší třídy její dopad dále snižovala a zajistila minimum v místě připojení spotřebitelů.

Zároveň je zajištěna bezpečnost elektrických zařízení výběr třídy izolace odpovídající ochranné zóně.

Na vstupu do budovy Jsou nainstalovány typy SPD 1 nebo 1+2. Odolávají impulsu z přímého úderu blesku a snižují jej na hodnotu přijatelnou pro elektrická zařízení s izolační třídou IV (až 6 kV). Místo instalace SPD je ve vstupním panelu, ASU (vstupní rozvaděč) nebo hlavním rozvaděči (hlavní rozvaděč).

Třída izolace elektrických zařízení umístěných v těchto rozváděčích po SPD nesmí být horší III (až 4 kV).

Další obranná linie je rozvodné desky, napojený na ASU nebo hlavní rozvaděč v hloubce objektu. U jejich vchodu jsou instalovány SPD typu II, snížení úrovně přepětí na hodnotu přijatelnou pro elektrická zařízení s třídou izolace II (2,5 kV). To chrání spotřebitele, kteří se zapojují přímo do elektrických zásuvek a osvětlovacích zařízení.

Pokud je nutné chránit elektrická zařízení, nejcitlivější na rušení(počítačové vybavení, komunikační zařízení), užit SPD typ 3, instalované v těsné blízkosti chráněného objektu.

Požadavky na připojení SPD

S třífázovým napájením a uzemňovacím systémem TN-C jsou všechny tři napěťové fáze připojeny k SPD. V případě systémů TN-C-S nebo TN-S se ke třem fázím přidává nulový pracovní vodič. Svorka „PE“ je připojena k hlavní zemnící sběrnici ASU nebo ke sběrnici PE rozvodného panelu. Hlavní zemní sběrnice je připojena k zemní smyčce budovy.

Vzhledem k širokému využití polovodičové a mikroprocesorové techniky ve výrobě i v každodenním životě se dnes stává zvláště aktuální problematika ochrany elektrických sítí do 1000 V před spínacími a bleskovými přepětími.

Drahá zařízení vyrobená z polovodičových prvků mají slabou izolaci a dokonce i mírné zvýšení napětí je může poškodit.

V souladu s přijatou nomenklaturou se omezovač přepětí v elektrických instalacích s napětím do 1 kV nazývá zařízení na ochranu proti přepětí. (SPD).

Princip fungování je podobný principu činnosti supresorů přepětí (OSS) a je založen na nelinearitě proudově-napěťové charakteristiky ochranného prvku. Při návrhu přepěťové ochrany v sítích do 1 kV jsou zpravidla poskytovány 3 stupně ochrany, z nichž každý je navržen pro určitou úroveň pulzních proudů a strmosti čela vlny.

SPD I - zařízení 1. třídy je instalováno na vstupu do objektu a plní funkci I. stupně přepěťové ochrany. Jeho pracovní podmínky jsou nejtěžší. Takové zařízení je navrženo pro omezení pulzních proudů se strmostí čela vlny 10/350 μs. Amplituda pulzních proudů 10/350 μs se pohybuje v rozmezí 25-100 kA, doba trvání čela vlny dosahuje 350 μs.

SPD II - se používá jako ochrana před přepětím způsobeným přechodovými procesy v distribučních sítích a také jako druhý stupeň po SPD I. Jeho ochranný prvek je určen pro pulzní proudy s průběhem 8/20 μs. Amplituda proudu je v rozmezí 15-20 kA.

SPD III - slouží k ochraně sítí před jevy zbytkového přepětí po zařízeních první a druhé třídy. Instalují se přímo na chráněné zařízení a jsou normalizovány pulzními proudy s průběhem 1,2/50 μs a 8/20 μs.

přístroj. Zařízení všech tříd mají podobnou strukturu, rozdíl spočívá ve vlastnostech ochranného prvku. Konstrukčně se zařízení skládá z pevné základny a odnímatelného modulu. Základna je připevněna přímo ke konstrukcím rozvodné skříně na DIN lištu.

Vyjímatelný modul se vkládá do základny pomocí nožových kontaktů. Tato konstrukce usnadňuje vlastní výměnu poškozeného nelineárního prvku. Jako nelineární prvek se používají varistory a svodiče různých provedení. Jejich provedení může být jedno-, dvou- nebo třípólové, výběr závisí na počtu vodičů chráněné sítě.

Zahraniční výrobci vybavují své produkty indikátory provozu zařízení, což umožňuje vizuálně určit jeho provozuschopnost. U dražších modelů lze instalovat tepelné spouště, aby se zabránilo přehřátí nelineárního prvku, který není určen pro dlouhodobý tok proudů.

Schéma zapojení. Pro provedení přepěťové ochrany v elektrických instalacích jsou proudovodné části záměrně připojeny k zemní smyčce prostřednictvím prvků s nelineární charakteristikou proud-napětí.

V elektrických instalacích do 1000 V je pro použití SPD nutné mít ochranný vodič PE s normovaným odporem. Navzdory skutečnosti, že samotná zařízení jsou navržena pro vysoké pulzní proudy a napětí, nejsou vhodná pro dlouhodobé zvyšování napětí a tok svodových proudů.

Mnoho výrobců doporučuje chránit přepěťové ochrany pojistkovými vložkami. Tato doporučení se vysvětlují rychlejším vypínáním pojistek v oblastech pulzních proudů a také častým poškozením kontaktního systému jističů při přerušení proudů takové velikosti.

Při provádění třístupňové přepěťové ochrany musí být zařízení umístěna v určité vzdálenosti od sebe po délce vodiče. Například od SPD I k SPD II musí být vzdálenost alespoň 15 m po délce vodiče, který je spojuje. Dodržení této podmínky umožňuje selektivně pracovat na různých stupních a spolehlivě potlačit všechna rušení v síti.

Vzdálenost mezi etapou II a III je 5 metrů. Pokud není možné oddělit zařízení na předepsané vzdálenosti, použije se odpovídající tlumivka, což je aktivní indukční odpor ekvivalentní odporu vodičů.

Vlastnosti dle výběru. Nejkritičtější oblastí ochrany před bleskem je vstup do budovy. SPD v první sekci omezuje největší pulzní proud. Blade kontakty pro SPD první třídy představují největší zranitelnost zařízení.

Pulzní proudy s amplitudou 25-50 kA jsou doprovázeny významnými elektrodynamickými silami, které mohou vést k tomu, že vyjímatelný modul vyskočí z nožových kontaktů a připraví elektrickou síť o přepěťovou ochranu, proto je lepší použít SPD bez vyjímatelného modulu jako první stupeň.

Při výběru prvotřídní ochrany je lepší dát přednost zařízením na bázi svodičů. Výroba varistorových SPD pro pulzní proud větší než 20 kA je značně pracná a nákladná, proto není jejich sériová výroba opodstatněná.

Pokud tedy výrobce na varistorovém zařízení uvádí jmenovitý Iimp vyšší než 20 kA, měli byste být při nákupu opatrní; Možná vás výrobce klame.

SPD využívající jiskřiště s otevřenou komorou je při spuštění nebezpečné, proto je jeho použití oprávněné v rozvodných skříních, kde je vyloučena přítomnost člověka při provozu chráněného prostoru. Tok pulzního proudu přes kontakty jiskřiště nevyhnutelně vede k zapálení oblouku.

Při hoření oblouku mohou horké plyny a rozstřiky roztaveného kovu poškodit lidské zdraví a život. Skříň, ve které je SPD tohoto typu instalována, musí být vyrobena z ohnivzdorného materiálu se všemi otvory utěsněnými.

Jako nelineární prvek lze použít i jiskřiště s obvodem zapalovací elektrody. Pomocí přídavné elektrody můžete regulovat okamžik průrazu jiskřiště a otevření jiskřiště. Použití zapalovací elektrody umožňuje snížit úroveň pulzního napětí a koordinovat činnost SPD různých tříd.

Pokud však selže řídicí obvod zapalovací elektrody, na výstupu bude ochrana s neznámou charakteristikou, která nemusí zaručit nejen správnou funkci, ale vůbec funkci.