Perangkat proteksi lonjakan petir, diagram koneksi. Pemasangan UZIP - diagram koneksi, aturan pemasangan Apa itu tegangan lonjakan

21.04.2024

Petir dapat menyebabkan kebakaran, kerusakan parah, ledakan, cedera pada manusia dan hewan, termasuk kematian. Para ahli membedakan dampak primer dan sekunder dari sambaran petir. Yang pertama terjadi ketika mengenai benda secara langsung. Masuknya langsung listrik atmosfer ke dalam bangunan perumahan dan industri dapat menghancurkannya sepenuhnya, membunuh seseorang, atau menyebabkan kecelakaan akibat ulah manusia.

Dampak sekunder petir (induksi elektromagnetik atau elektrostatik) disebabkan oleh pelepasan petir di dekat suatu objek atau masuknya potensi tinggi ke dalam bangunan melalui struktur logam bawah tanah atau eksternal, komunikasi, saluran listrik di atas kepala dan kabel untuk keperluan lain, serta sebagai saluran pipa atau kabel.

Dampak sekunder sambaran petir berdampak negatif terhadap telepon, jaringan listrik rumah tangga 220/380 V, sistem komunikasi bergerak, serta transmisi informasi dan data, siaran satelit dan televisi. Kegagalan sistem di atas bahkan untuk waktu yang singkat dapat mengakibatkan konsekuensi yang tidak dapat diperbaiki, oleh karena itu sistem proteksi petir modern untuk objek mencakup perlindungan baik terhadap sambaran petir langsung maupun terhadap manifestasi sekundernya.

Apa itu tegangan lonjakan?

Lonjakan tegangan jangka pendek namun signifikan, serta munculnya gaya gerak listrik pada struktur logam, disebut tegangan lebih pulsa. Para ahli biasanya membedakan antara manifestasi induksi elektromagnetik dan elektrostatik, masuknya potensi tinggi ke dalam suatu objek, serta peralihan tegangan lebih.

Tegangan lebih pulsa yang berasal dari peralihan dikaitkan dengan perubahan mendadak dalam mode operasi pada sistem catu daya, jika terjadi korsleting, menghidupkan dan mematikan transformator, menyalakan daya cadangan, dll. Dengan berkembangnya tegangan lebih jenis ini, energi yang terakumulasi dalam elemen jaringan karena perubahan tajam dalam parameter mode operasi mengarah pada pengembangan proses transien dengan lonjakan tegangan yang signifikan.

Peningkatan tegangan dalam beberapa kasus dapat mencapai nilai ratusan kali lebih tinggi dari parameter operasi normalnya. Hal ini tidak hanya menyebabkan kegagalan perangkat dan instrumen listrik dan elektronik, sistem pasokan listrik, telekomunikasi dan komunikasi, pengendalian dan manajemen, tetapi juga dapat menyebabkan kebakaran dan bahkan kematian.

Penyebab munculnya tegangan tinggi biasanya adalah pelepasan petir, proses switching pada sistem catu daya, serta interferensi elektromagnetik yang disebabkan oleh instalasi listrik industri yang kuat. Ada tegangan lebih:

beralih;
pelepasan langsung (ketika dibuang ke proteksi petir eksternal atau saluran listrik di atas kepala);
diinduksi (ketika dibuang di dekat gedung atau ke objek terdekat).

Induksi elektromagnetik setelah pelepasan petir ditandai dengan pembentukan medan magnet dalam kontur komunikasi logam berbagai bentuk dengan parameter yang bervariasi terhadap waktu. Dalam hal ini, nilai gaya gerak listrik bergantung pada amplitudo dan kemiringan arus petir, serta ukuran dan bentuk rangkaian itu sendiri.

Induksi yang bersifat elektrostatik dipicu oleh akumulasi muatan dengan tanda berlawanan di bawah awan kumulus dengan potensi listrik tertentu. Namun di dalam tanah dan pada struktur konduktif fasilitas industri atau perumahan di darat, akumulasi ini mengarah pada fakta bahwa selama pelepasan petir, muatan tidak punya waktu untuk mengalir ke dalam tanah dan menyebabkan tegangan lonjakan. Paling sering, perbedaan potensial muncul antara pipa logam (air atau saluran pembuangan), kabel listrik yang terletak di gedung dan atap logam. Apalagi semakin tinggi bangunannya, semakin besar pula nilai potensi yang terakumulasi.

Contoh kerusakan akibat efek petir sekunder

Pemusnahan pesawat telepon dan switchboard instalasi listrik sementara

Karakteristik tegangan lonjakan

Kejenuhan energi fasilitas industri dan perumahan modern, keberadaan jaringan listrik yang luas dari perancang sistem proteksi memerlukan pemilihan perangkat proteksi lonjakan (SPD) yang kompeten. Untuk itu perlu dipahami parameter utama yang menjadi ciri pulsa tegangan lebih yang dihasilkan, yaitu:

bentuk gelombang saat ini (ditandai dengan waktu naik dan turun);
amplitudo saat ini.

Untuk menggambarkan arus pelepasan petir, digunakan 2 jenis bentuk gelombang: panjang (10/350 μdetik) dan pendek (8/20 μdetik). Yang pertama berhubungan dengan sambaran petir langsung (langsung) dan menunjukkan peningkatan arus sebesar 10 s ke nilai pulsa maksimum (I imp) dan penurunan pembacaannya sebanyak 2 kali dalam 350 ms. Gelombang pendek diamati selama pelepasan petir jarak jauh dan selama proses peralihan. Ini mencirikan peningkatan arus sebesar 8 s hingga maksimum (I maks) dan penurunan hingga setengah nilai sebesar 20 s. Pulsa 10/350 mikrodetik mempengaruhi jaringan listrik puluhan kali lebih lama dari 8/20 mikrodetik, sehingga lebih berbahaya bagi objek yang dilindungi.

Jenis SPD

SPD memiliki wadah yang terbuat dari plastik yang tidak mudah terbakar dan dalam banyak kasus merupakan arester atau varistor dengan berbagai konfigurasi. Saat ini, penekan lonjakan arus memiliki indikator kegagalan. Perangkat ini diperlukan untuk menciptakan sistem proteksi petir internal yang andal dan efektif.

Celah percikan biasanya berupa perangkat listrik (udara terbuka atau tertutup) dengan dua elektroda. Ketika tegangan naik ke nilai tertentu, mereka menerobos, sehingga menghilangkan pulsa tegangan lebih. Varistor adalah perangkat semikonduktor yang memiliki karakteristik arus-tegangan curam yang simetris. Prinsip operasinya adalah ketika nilai tegangan tertentu tercapai pada kontaknya, ia dengan cepat dan signifikan mengurangi nilai resistansinya dan melewatkan arus.

Penekan lonjakan dicirikan oleh parameter pengenal, tegangan pulsa, dan tegangan lebih sementara. Bergantung pada daya pulsa yang dapat dihilangkan SPD dan sesuai dengan GOST R 1992-2002 (IEC 61643-1-98), ada 3 kelas pembatas:

I B (amplitudo 25-100 kA; untuk gelombang 10/350 μdetik) - digunakan pada panel distribusi;
II C (amplitudo 10-40 kA; untuk gelombang 8/20 s) - digunakan pada input perangkat catu daya, panel ruangan;
III D (amplitudo hingga 10 kA; untuk gelombang 8/20 s) - biasanya perangkat kelas ini sudah terpasang pada peralatan listrik.

Manusia modern, yang berusaha mengikuti perkembangan zaman, mengisi rumahnya dengan peralatan listrik untuk berbagai keperluan. Namun tidak semua pemilik rumah berpikir bahwa jika tegangan pulsa jangka pendek muncul di jaringan, beberapa kali lebih tinggi dari tegangan nominal, seluruh armada peralatan listrik dan elektroniknya yang mahal bisa rusak. Yang perlu diperhatikan adalah dampak tegangan lebih terhadap konsumen listrik sangat merugikan karena peralatan yang terkena dampak biasanya menjadi tidak layak untuk diperbaiki. Peristiwa force majeure ini, meskipun tidak sering terjadi, dapat dijamin merupakan akibat dari tegangan lebih pada jaringan yang disebabkan oleh badai petir, tumpang tindih fase darurat, atau proses peralihan. Apa yang disebut perangkat perlindungan lonjakan arus dirancang untuk melindungi peralatan listrik. Kami membahas prinsip pengoperasian SPD, kelas dan perbedaannya di bawah ini.

Klasifikasi SPD

Perangkat proteksi tegangan lonjakan adalah konsep yang luas dan umum. Kategori perangkat ini mencakup perangkat yang dapat dibagi menjadi beberapa kelas:

saya kelas. Dirancang untuk melindungi dari paparan langsung terhadap petir. Perangkat ini harus dilengkapi dengan perangkat distribusi input (IDU) gedung administrasi dan industri serta gedung apartemen tempat tinggal.
kelas II. Mereka memberikan perlindungan jaringan distribusi listrik dari tegangan lebih yang disebabkan oleh proses switching, dan juga melakukan fungsi perlindungan tahap kedua terhadap sambaran petir. Dipasang dan terhubung ke jaringan di papan distribusi.
kelas III. Mereka digunakan untuk melindungi peralatan dari lonjakan yang disebabkan oleh lonjakan tegangan sisa dan distribusi tegangan asimetris antara fasa dan kabel netral. Perangkat kelas ini juga beroperasi dalam mode filter interferensi frekuensi tinggi. Mereka paling relevan untuk kondisi rumah atau apartemen pribadi; mereka terhubung dan dipasang langsung di tempat konsumen. Yang paling populer adalah perangkat yang diproduksi sebagai modul yang dilengkapi dengan dudukan pelepas cepat untuk pemasangan, atau memiliki konfigurasi soket listrik atau colokan jaringan.

Jenis perangkat

Semua perangkat yang memberikan perlindungan terhadap tegangan lonjakan dibagi menjadi dua jenis, yang berbeda dalam desain dan prinsip pengoperasian. Mari kita lihat cara kerja berbagai jenis SPD.

Celah katup dan percikan. Prinsip pengoperasian arester didasarkan pada penggunaan efek celah percikan. Desain arester menyediakan celah udara pada jumper yang menghubungkan fase saluran listrik dengan loop grounding. Pada nilai tegangan nominal, rangkaian pada jumper putus. Jika terjadi pelepasan petir, terjadi kerusakan celah udara pada saluran listrik, rangkaian antara fasa dan tanah ditutup, dan pulsa tegangan tinggi langsung menuju ke tanah. Desain celah katup pada rangkaian dengan celah percikan mencakup resistor yang meredam pulsa tegangan tinggi. Dalam kebanyakan kasus, arester digunakan pada jaringan tegangan tinggi.

Penekan lonjakan arus (SPD). Perangkat ini menggantikan arester yang sudah ketinggalan jaman dan berukuran besar. Untuk memahami cara kerja pembatas, Anda perlu mengingat sifat-sifat resistor nonlinier, yang dibangun berdasarkan penggunaan karakteristik arus-tegangannya. Varistor digunakan sebagai resistor nonlinier dalam SPD. Bagi yang belum berpengalaman dalam seluk-beluk teknik elektro, sedikit informasi tentang apa saja isinya dan cara kerjanya. Bahan utama pembuatan varistor adalah seng oksida. Dalam campuran dengan oksida logam lain, rakitan yang terdiri dari sambungan pn dibuat, yang memiliki karakteristik arus-tegangan. Ketika tegangan dalam jaringan sesuai dengan parameter nominal, arus dalam rangkaian varistor mendekati nol. Ketika tegangan lebih terjadi, peningkatan tajam arus terjadi pada sambungan p-n, yang menyebabkan penurunan tegangan ke nilai nominal. Setelah menormalkan parameter jaringan, varistor kembali ke mode non-konduktor dan tidak mempengaruhi pengoperasian perangkat.

Dimensi arester surja yang ringkas dan beragam jenis perangkat ini telah memungkinkan perluasan cakupan penerapan perangkat ini secara signifikan; pelindung lonjakan arus dapat digunakan sebagai sarana perlindungan lonjakan arus untuk rumah atau apartemen pribadi . Namun, pembatas tegangan pulsa yang dipasang pada varistor, terlepas dari semua kelebihannya dibandingkan arester, memiliki satu kelemahan signifikan - masa pakai yang terbatas. Karena perlindungan termal yang terpasang di dalamnya, perangkat tetap tidak beroperasi selama beberapa waktu setelah aktivasi; oleh karena itu, perangkat pelepas cepat disediakan di badan SPD, memungkinkan penggantian modul dengan cepat.

Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang apa itu SPD dan apa tujuannya dari video:

Bagaimana cara mengatur perlindungan?

Sebelum melanjutkan dengan pemasangan dan penyambungan perangkat pelindung lonjakan arus, hal ini diperlukan, jika tidak, semua pekerjaan mengatur SPD akan kehilangan maknanya. Skema klasik memberikan 3 tingkat perlindungan. Arester (perlindungan lonjakan arus kelas I) dipasang di saluran masuk, memberikan proteksi petir. Alat proteksi kelas II berikutnya, biasanya arester, dihubungkan pada papan distribusi rumah. Tingkat perlindungannya harus memastikan penurunan besarnya tegangan lebih ke parameter yang aman untuk peralatan rumah tangga dan jaringan penerangan. Di dekat produk elektronik yang sensitif terhadap fluktuasi arus dan tegangan, kelas III lebih disukai.

Saat menghubungkan SPD, perlu untuk menyediakan perlindungan arus dan perlindungan terhadap korsleting melalui pemutus sirkuit input atau sekering. Kami akan memberi tahu Anda lebih banyak tentang pemasangan perangkat pelindung ini di artikel terpisah.

Jadi kami melihat prinsip pengoperasian SPD, kelas dan perbedaan di antara keduanya. Kami harap informasi yang diberikan bermanfaat bagi Anda!

Standar GOST 13109-97 tidak memberikan nilai pulsa yang membatasi atau diizinkan, tetapi hanya memberi kita bentuk pulsa ini dan definisinya. Kami berasumsi selama pengukuran bahwa pulsa tidak boleh terjadi di jaringan. Dan jika ya, maka kita perlu menyelesaikannya dan mencari pihak yang bersalah. Dalam pengukuran kami di jaringan 0,4 kV, kami tidak menemukan masalah pulsa. Hal ini tidak mengejutkan - dengan mengukur pada sisi 0,4 kV, setiap impuls akan diserap atau dipotong oleh penekan lonjakan arus, namun ini adalah topik untuk artikel lain. Tapi seperti kata pepatah, peringatan dini berarti dipersenjatai. Oleh karena itu pada artikel ini kami akan memberikan apa yang kami ketahui.

Berikut adalah definisi dari GOST 13109-97:

pulsa tegangan - perubahan tegangan yang tajam pada suatu titik di jaringan listrik, diikuti dengan pemulihan tegangan ke tingkat semula atau mendekatinya selama periode waktu hingga beberapa milidetik;

— amplitudo pulsa - nilai sesaat maksimum dari pulsa tegangan;

— durasi pulsa - interval waktu antara momen awal pulsa tegangan dan momen pemulihan nilai tegangan sesaat ke tingkat semula atau mendekatinya;

Dari mana datangnya impuls?

Tegangan pulsa disebabkan oleh fenomena petir, serta proses transien selama peralihan pada sistem catu daya. Pulsa tegangan petir dan switching berbeda secara signifikan dalam karakteristik dan bentuk.

Tegangan pulsa adalah perubahan tegangan secara tiba-tiba pada suatu titik jaringan listrik, diikuti dengan pemulihan tegangan ke tingkat semula atau mendekatinya dalam waktu 10-15 s (impuls petir) dan 10-15 ms (impuls switching). Dan jika durasi bagian depan pulsa arus petir adalah urutan besarnya lebih pendek dari pulsa arus switching, maka amplitudo pulsa petir bisa beberapa kali lipat lebih tinggi. Nilai maksimum arus pelepasan petir yang diukur, tergantung pada polaritasnya, dapat bervariasi dari 200 hingga 300 kA, yang jarang terjadi. Biasanya arus ini mencapai 30-35 kA.

Gambar 1 menunjukkan osilogram pulsa tegangan, dan Gambar 2 menunjukkan gambaran umum.

Sambaran petir di dalam atau di dekat saluran listrik ke dalam tanah menyebabkan munculnya tegangan pulsa yang berbahaya bagi isolasi saluran dan peralatan listrik gardu induk. Alasan utama kegagalan isolasi fasilitas tenaga listrik, gangguan pasokan listrik dan biaya pemulihannya adalah kerusakan akibat petir pada fasilitas tersebut.

Gambar 1 — Osilogram pulsa tegangan

Gambar 2 — Tampilan umum pulsa tegangan

Impuls petir adalah fenomena umum. Selama pelepasan, petir memasuki perangkat proteksi petir pada gedung dan gardu induk yang dihubungkan oleh kabel tegangan tinggi dan rendah, jalur komunikasi dan kontrol. Dengan satu petir, hingga 10 pulsa dapat diamati, saling mengikuti dengan interval 10 hingga 100 ms. Ketika petir menyambar perangkat pembumian, potensinya meningkat relatif terhadap titik jauh dan mencapai satu juta volt. Hal ini berkontribusi pada fakta bahwa dalam loop yang dilengkapi dengan sambungan kabel dan overhead, tegangan diinduksi mulai dari beberapa puluh volt hingga ratusan kilovolt. Ketika petir menyambar saluran udara, gelombang tegangan lebih merambat di sepanjang saluran tersebut dan mencapai busbar gardu induk. Gelombang tegangan lebih dibatasi baik oleh kekuatan insulasi selama kerusakannya, atau oleh tegangan sisa arester pelindung, dengan tetap mempertahankan nilai sisa yang mencapai puluhan kilovolt.

Peralihan pulsa tegangan terjadi ketika peralihan beban induktif (transformator, motor) dan kapasitif (bank kapasitor, kabel). Mereka terjadi ketika terjadi korsleting dan pemadamannya. Nilai pulsa tegangan switching tergantung pada jenis jaringan (overhead atau kabel), jenis switching (hidup atau mati), sifat beban dan jenis perangkat switching (sekring, pemisah, pemutus arus). Peralihan pulsa arus dan tegangan mempunyai sifat berosilasi, teredam, berulang akibat pembakaran busur.

Nilai peralihan pulsa tegangan dengan durasi pada tingkat amplitudo pulsa 0,5 (lihat Gambar 3.22), sama dengan 1-5 ms, diberikan dalam tabel.

Pulsa tegangan dicirikan oleh amplitudo kamu imp.a, nilai tegangan maksimum kamu imp, durasi keunggulan, mis. interval waktu dari awal pulsa T dimulai hingga mencapai nilai (amplitudo) maksimumnya T durasi pulsa amp dan tegangan pada tingkat amplitudo 0,5 T amp 0,5. Dua karakteristik waktu terakhir ditampilkan sebagai pecahan ∆ T amp/ T imp 0,5 .

Nilai tegangan impuls switching

Daftar sumber yang digunakan

1. Kuzhekin I.P. , Larionov V.P., Prokhorov V.N. Penangkal petir dan petir. M.: Znak, 2003

2. Kartashev I.I. Manajemen kualitas tenaga listrik / I.I. Kartashev, V.N. Tulsky, R.G. Shamonov dkk.: ed. Yu.V. Sharova. – M.: Penerbitan MPEI, 2006. – 320 hal.: sakit.

3.GOST 13109-97. Energi listrik. Kompatibilitas elektromagnetik peralatan teknis. Standar kualitas energi listrik dalam sistem penyediaan tenaga listrik untuk keperluan umum. Memasuki 1999-01-01. Minsk: Rumah Penerbitan Standar IPK, 1998. 35 hal.

Salah satu faktor penyebab terjadinya kerusakan pada peralatan listrik adalah tegangan lebih di atmosfer berhubungan dengan sambaran petir. Dampak listrik atmosfer dibagi menjadi:

lurus petir menyambar peralatan listrik;
sambaran petir di dekat dengan peralatan listrik, mempengaruhinya menggunakan pulsa elektromagnetik yang kuat;
sambaran petir di kejauhan dari konsumen, gelombang elektromagnetik yang dirasakan oleh telemekanik semikonduktor dan perangkat komunikasi dan menimbulkan gangguan pada operasinya.

Dampak tegangan lebih di atmosfer ditandai dengan durasi pulsa yang pendek - sekitar puluhan milidetik. Namun selama ini, tegangan di jaringan meningkat berkali-kali lipat. Hal ini menyebabkan kerusakan isolasi dan kerusakan pada jalur komunikasi dan konsumen yang ditenagai olehnya.

Untuk melindungi terhadap tegangan lebih yang ditimbulkan oleh pelepasan petir, digunakan perangkat yang membatasi nilai amplitudo tegangan ke tingkat yang aman untuk mengisolasi peralatan listrik.

Arester percikan dan katup, arester

Perangkat pertama yang digunakan untuk membatasi besarnya tegangan lebih dalam jaringan adalah celah percikan. Tindakan mereka didasarkan pada pemecahan celah udara dengan panjang tetap pada tegangan tertentu.

Arester dihubungkan antara fasa terlindung dan rangkaian proteksi petir. Untuk setiap fase, elemen pribadi ditetapkan. Itu bisa terbuka dan terdiri dari batang logam yang ujungnya saling berhadapan. Atau mungkin terdiri dari elektroda-elektroda yang dibungkus dalam selubung insulasi.

Pada saat terjadi tegangan lebih petir, celah percikan arester pecah, dan daya pulsa dialirkan ke tanah melalui rangkaian proteksi petir. Oleh karena itu, level tegangannya terbatas. Di akhir pulsa, busur padam dan celah percikan siap digunakan kembali. Dalam mode normal, tidak mengkonsumsi arus dan tidak mempengaruhi mode pengoperasian instalasi listrik.

Perangkat kedua yang melindungi isolasi dari lonjakan adalah arester katup. Mereka terdiri dari dua elemen yang dihubungkan secara seri: celah percikan ganda dan resistor pemadaman. Ketika terjadi tegangan berlebih, celah percikan akan menerobos, dan arus mengalir melalui celah tersebut dan resistor. Akibatnya tegangan pada jaringan berkurang. Segera setelah pengaruh yang mengganggu dihilangkan, busur pada celah percikan padam dan celah percikan kembali ke posisi semula.

Arester katup disegel dan beroperasi tanpa suara, tidak seperti arester percikan, yang melepaskan produk pembakaran busur ke atmosfer.

Celah katup dan percikan hanya digunakan pada instalasi listrik tegangan tinggi.

Alat pelindung diri sebelumnya diganti Pembatas Lonjakan (OSL).

Di dalam arester surja ada varistor: resistor dengan ketergantungan resistansi nonlinier pada tegangan yang diberikan padanya. Ketika nilai tegangan ambang terlampaui, arus yang melalui varistor meningkat tajam, mencegah peningkatan lebih lanjut. Ketika petir atau impuls switching berhenti, arester surja kembali ke keadaan semula.

Dibandingkan dengan perangkat sebelumnya, arester surja lebih andal dan berukuran lebih kecil. Karakteristiknya dipilih dengan lebih tepat, sehingga memungkinkan untuk mengembangkan strategi yang fleksibel untuk penggunaannya yang efektif.

Arester modular untuk jaringan tegangan rendah disebut Perangkat perlindungan lonjakan arus (SPD).

Ini termasuk:

Bentuk gelombang lonjakan distandarisasi untuk kasus-kasus berikut:

sambaran petir langsung - 10/350 mikrodetik;
dampak sambaran petir tidak langsung – 8/20 mikrodetik.

Menurut tujuan yang dimaksudkan, menurut standar IEC, SPD dibagi menjadi tipe 1-3; menurut GOST R 51992-2002, mereka dibagi menjadi kelas uji (I – III). Korespondensi dan tujuan dari karakteristik ini ditunjukkan dalam tabel.

Jenis menurut IEC 61643	Kelas menurut Gost R 51992-2002	Tujuan	Lokasi instalasi
1	SAYA	Untuk membatasi tegangan lebih akibat sambaran petir langsung	Di pintu masuk gedung, di papan distribusi utama
2	II	Untuk membatasi tegangan lebih dari sambaran petir jauh dan tegangan lebih switching	Pada entri dimana tidak ada bahaya dampak langsung
1+2	Saya+II	Ciri-ciri SPD tipe 1 dan 2 digabungkan	Sama seperti tipe 1 atau 2
3	AKU AKU AKU	Untuk melindungi konsumen yang sensitif. Memiliki tingkat tegangan proteksi terendah	Untuk pemasangan langsung pada konsumen

Menurut desainnya, SPD diproduksi dengan jumlah tiang yang berbeda: dari satu hingga empat.

Seleksi SPD

Pertama, Anda perlu menentukan tingkat dampak petir atau tegangan lebih pada objek yang dilindungi. Untuk tujuan ini, data digunakan tentang intensitas pelepasan petir di lokasi pemasangan, keberadaan perangkat proteksi petir, saluran listrik dan panjangnya diperhitungkan. Jika pintu masuk rumah dibuat melalui jalur kabel, maka lebih terlindung dari sambaran petir langsung dibandingkan saluran udara.

Instalasi listrik gedung dibagi menjadi zona-zona yang dilindungi oleh SPD dari kelas yang sesuai. Tujuan dari pembagian ini adalah: secara bertahap mengurangi tingkat tegangan lebih sehingga perangkat yang lebih kuat menyerap gelombang lonjakan utama, dan saat gelombang tersebut bergerak melalui jaringan distribusi, perangkat kelas bawah semakin mengurangi dampaknya, memastikan titik sambungan konsumen yang minimum.

Pada saat yang sama, keamanan peralatan listrik terjamin pemilihan kelas insulasi yang sesuai dengan zona proteksi.

Pada memasuki gedung Tipe SPD dipasang 1 atau 1+2. Mereka menahan impuls dari sambaran petir langsung, menguranginya ke nilai yang dapat diterima untuk peralatan listrik dengan kelas isolasi IV (hingga 6 kV). Titik pemasangan SPD berada di panel input, ASU (input switchboard) atau switchboard utama (main switchboard).

Kelas isolasi peralatan listrik yang terletak di switchgear ini setelah SPD tidak boleh lebih buruk III (sampai 4 kV).

Garis pertahanan berikutnya adalah papan distribusi, terhubung ke ASU atau switchboard utama di bagian dalam gedung. Di pintu masuknya mereka dipasang SPD tipe II, mengurangi tingkat tegangan lebih ke nilai yang dapat diterima untuk peralatan listrik dengan kelas isolasi II (2,5 kV). Hal ini melindungi konsumen yang terhubung langsung ke stopkontak dan perangkat penerangan.

Jika perlu untuk melindungi peralatan listrik, paling sensitif terhadap gangguan(peralatan komputer, perangkat komunikasi), digunakan SPD tipe 3, dipasang di dekat objek yang dilindungi.

Persyaratan untuk menghubungkan SPD

Dengan catu daya tiga fase dan sistem grounding TN-C, ketiga fase tegangan terhubung ke SPD. Dalam kasus sistem TN-C-S atau TN-S, konduktor kerja netral ditambahkan ke tiga fase. Terminal “PE” dihubungkan ke bus grounding utama ASU atau bus PE pada panel distribusi. Bus darat utama terhubung ke ground loop gedung.

Karena meluasnya penggunaan teknologi semikonduktor dan mikroprosesor dalam produksi dan kehidupan sehari-hari, masalah perlindungan jaringan listrik hingga 1000 V dari peralihan dan tegangan lebih petir menjadi sangat relevan saat ini.

Peralatan mahal yang dibuat menggunakan elemen semikonduktor memiliki insulasi yang lemah, dan peningkatan tegangan sedikit pun dapat merusaknya.

Sesuai dengan nomenklatur yang berlaku, pembatas lonjakan arus pada instalasi listrik dengan tegangan sampai dengan 1 kV disebut alat proteksi lonjakan arus. (SPD).

Prinsip operasi mirip dengan prinsip operasi penekan lonjakan arus (OSS) dan didasarkan pada nonlinier karakteristik tegangan arus elemen pelindung. Saat merancang proteksi lonjakan arus dalam jaringan hingga 1 kV, sebagai aturan, disediakan 3 tahap proteksi, yang masing-masing dirancang untuk tingkat arus pulsa dan kecuraman muka gelombang tertentu.

SPD I - perangkat kelas 1 dipasang di pintu masuk gedung dan menjalankan fungsi perlindungan lonjakan tahap pertama. Kondisi kerjanya adalah yang paling sulit. Perangkat semacam itu dirancang untuk membatasi arus pulsa dengan kecuraman muka gelombang 10/350 s. Amplitudo arus pulsa 10/350 s berada pada kisaran 25-100 kA, durasi muka gelombang mencapai 350 s.

SPD II - digunakan sebagai proteksi terhadap tegangan lebih yang disebabkan oleh proses transien pada jaringan distribusi, serta tahap kedua setelah SPD I. Elemen pelindungnya dirancang untuk arus pulsa dengan bentuk gelombang 8/20 s. Amplitudo arus berada pada kisaran 15-20 kA.

SPD III - digunakan untuk melindungi jaringan dari fenomena tegangan lebih sisa setelah perangkat kelas satu dan dua. Mereka dipasang langsung pada peralatan yang dilindungi dan dinormalisasi oleh arus pulsa dengan bentuk gelombang 1,2/50 s dan 8/20 s.

Perangkat. Perangkat dari semua kelas memiliki struktur yang serupa, perbedaannya terletak pada karakteristik elemen pelindung. Secara struktural, perangkat ini terdiri dari alas tetap dan modul yang dapat dilepas. Basisnya dipasang langsung ke struktur kabinet distribusi pada rel DIN.

Modul yang dapat dilepas dimasukkan ke dalam alas menggunakan kontak bilah. Desain ini memudahkan penggantian sendiri elemen nonlinier yang rusak. Varistor dan arester dengan berbagai desain digunakan sebagai elemen nonlinier. Desainnya bisa berupa satu, dua, atau tiga kutub; pilihannya tergantung pada jumlah kabel dari jaringan yang dilindungi.

Pabrikan asing melengkapi produk mereka dengan indikator pengoperasian perangkat, yang memungkinkan Anda menentukan kemudahan servisnya secara visual. Pada model yang lebih mahal, pelepasan termal dapat dipasang untuk mencegah panas berlebih pada elemen nonlinier yang tidak dirancang untuk aliran arus jangka panjang.

Diagram koneksi. Untuk melakukan proteksi tegangan lebih pada instalasi listrik, bagian-bagian yang mengalirkan arus sengaja dihubungkan ke ground loop melalui elemen-elemen yang mempunyai sifat tegangan-arus nonlinier.

Pada instalasi listrik sampai dengan 1000 V, untuk menggunakan SPD diperlukan konduktor grounding PE dengan resistansi yang terstandar. Meskipun perangkat itu sendiri dirancang untuk arus dan tegangan pulsa tinggi, perangkat tersebut tidak cocok untuk peningkatan tegangan yang berkepanjangan dan aliran arus bocor.

Banyak produsen merekomendasikan untuk melindungi pelindung lonjakan arus dengan sambungan sekering. Rekomendasi ini dijelaskan oleh putusnya sekering yang lebih cepat di area arus pulsa, serta seringnya kerusakan pada sistem kontak pemutus sirkuit ketika arus sebesar itu putus.

Saat melakukan perlindungan lonjakan arus tiga tahap, perangkat harus ditempatkan pada jarak tertentu satu sama lain di sepanjang kabel. Misalnya dari SPD I ke SPD II jaraknya minimal harus 15 m sepanjang kawat penghubungnya. Kepatuhan terhadap kondisi ini memungkinkan Anda untuk bekerja secara selektif pada tahapan yang berbeda dan secara andal menekan semua gangguan dalam jaringan.

Jarak etape II dan III 5 meter. Jika tidak mungkin untuk memisahkan perangkat pada jarak yang ditentukan, digunakan choke yang cocok, yang merupakan resistansi induktif aktif yang setara dengan resistansi kabel.

Fitur pilihan. Area perlindungan gelombang petir yang paling kritis adalah pintu masuk ke dalam gedung. SPD pada bagian pertama membatasi arus pulsa terbesar. Kontak blade untuk SPD kelas satu mewakili kerentanan terbesar perangkat.

Arus pulsa dengan amplitudo 25-50 kA disertai dengan gaya elektrodinamik yang signifikan, yang dapat menyebabkan modul yang dapat dilepas melompat keluar dari kontak tipe pisau dan menghilangkan perlindungan tegangan lebih pada jaringan listrik, oleh karena itu, lebih baik menggunakan SPD tanpa modul yang dapat dilepas sebagai tahap pertama.

Saat memilih perlindungan kelas satu, lebih baik memberikan preferensi pada perangkat berdasarkan arester. Pembuatan SPD varistor untuk arus pulsa lebih dari 20 kA cukup padat karya dan mahal, oleh karena itu produksi serialnya tidak dibenarkan.

Jadi, jika pabrikan menunjukkan nilai Iimp lebih dari 20 kA pada perangkat varistor, Anda harus berhati-hati dengan pembelian tersebut; Mungkin pabrikannya menyesatkan Anda.

SPD yang menggunakan arester surja dengan ruang terbuka berbahaya bila dipicu, sehingga penggunaannya dibenarkan di lemari distribusi di mana kehadiran manusia tidak termasuk saat kawasan lindung beroperasi. Aliran arus berdenyut melalui kontak celah percikan pasti menyebabkan penyalaan busur.

Ketika busur terbakar, gas panas dan percikan logam cair dapat membahayakan kesehatan dan kehidupan manusia. Kabinet tempat dipasangnya SPD jenis ini harus terbuat dari bahan tahan api, semua lubangnya tertutup rapat.

Celah percikan dengan rangkaian elektroda penyala juga dapat digunakan sebagai elemen nonlinier. Dengan menggunakan elektroda tambahan, Anda dapat mengatur momen pecahnya celah percikan dan terbukanya celah percikan. Penggunaan elektroda pengapian memungkinkan untuk mengurangi tingkat tegangan pulsa dan mengoordinasikan pengoperasian SPD dari kelas yang berbeda.

Namun, jika rangkaian kontrol elektroda pengapian gagal, outputnya adalah proteksi dengan karakteristik yang tidak diketahui, yang mungkin tidak hanya menjamin pengoperasian yang benar, tetapi juga pengoperasian secara umum.