Yıldırımdan korunma cihazı, bağlantı şeması. UZIP kurulumu - bağlantı şemaları, kurulum kuralları Aşırı gerilim nedir

21.04.2024

Yıldırım, yangınlara, ciddi tahribatlara, patlamalara, ölümler de dahil olmak üzere insanların ve hayvanların yaralanmasına neden olabilir. Uzmanlar, yıldırım çarpmasının birincil ve ikincil etkilerini birbirinden ayırıyor. İlki nesnelere doğrudan çarptığında meydana gelir. Atmosfer elektriğinin konut ve endüstriyel binalara doğrudan girmesi, onları tamamen yok edebilir, bir kişiyi öldürebilir veya insan yapımı kazalara yol açabilir.

Yıldırımın ikincil etkisi (elektromanyetik veya elektrostatik indüksiyon), nesneye yakın bir yıldırım deşarjından veya yeraltı veya harici metal yapılar, iletişim, havai enerji hatları ve diğer amaçlara yönelik kablolar yoluyla binalara yüksek potansiyellerin girmesinden kaynaklanır. boru hatları veya kablolar.

Yıldırım çarpmasının ikincil etkisi telefon, ev elektrik ağları 220/380 V, mobil iletişim sistemlerinin yanı sıra bilgi ve veri iletimi, uydu ve televizyon yayınlarını da olumsuz etkiler. Yukarıdaki sistemlerin kısa bir süre için bile arızalanması onarılamaz sonuçlara yol açabilir, bu nedenle nesneler için modern yıldırımdan korunma sistemleri hem doğrudan yıldırım çarpmasından hem de ikincil belirtilerinden korumayı içerir.

Aşırı gerilim nedir?

Gerilimde kısa süreli ancak önemli bir artışa ve metal yapılar üzerinde elektromotor kuvvetin ortaya çıkmasına darbe aşırı gerilimi denir. Uzmanlar genellikle elektromanyetik ve elektrostatik indüksiyonun tezahürleri, bir nesneye yüksek potansiyellerin getirilmesi ve aşırı voltajın değiştirilmesi arasında ayrım yapar.

Anahtarlama kaynağının darbe aşırı gerilimi, güç kaynağı sistemindeki çalışma modundaki ani bir değişiklik, kısa devre sırasında, transformatörlerin açılıp kapatılması, yedek gücün açılması vb. ile ilişkilidir. Bu tür aşırı voltajın gelişmesiyle birlikte, çalışma modu parametrelerindeki keskin bir değişiklik nedeniyle ağ elemanlarında biriken enerji, önemli bir voltaj sıçramasıyla geçici bir sürecin gelişmesine yol açar.

Bazı durumlarda gerilimlerdeki artış normal çalışma parametrelerinden yüzlerce kat daha yüksek değerlere ulaşabilmektedir. Bu sadece elektrikli ve elektronik cihaz ve aletlerin, güç kaynağı sistemlerinin, telekomünikasyon ve iletişimin, kontrol ve yönetimin arızalanmasına yol açmakla kalmaz, aynı zamanda yangına ve hatta ölüme de neden olabilir.

Yüksek gerilimlerin ortaya çıkmasının nedeni genellikle yıldırım deşarjı, güç kaynağı sistemlerindeki anahtarlama işlemleri ve güçlü endüstriyel elektrik tesisatlarının neden olduğu elektromanyetik girişimdir. Aşırı gerilimler var:

anahtarlama;
doğrudan deşarj (harici yıldırımdan korunma veya havai enerji hatlarına deşarj edildiğinde);
indüklenir (bir binanın yakınına veya yakındaki nesnelere boşaltıldığında).

Yıldırım deşarjından sonra elektromanyetik indüksiyon, zamanla değişen parametrelerle çeşitli şekillerde metal iletişimlerinin konturlarında manyetik bir alanın oluşmasıyla karakterize edilir. Bu durumda elektromotor kuvvetin değeri, yıldırım akımının genliğine ve eğimine, ayrıca devrenin boyutuna ve şekline bağlıdır.

Elektrostatik doğanın indüksiyonu, zıt işaretli yüklerin belirli bir elektrik potansiyeline sahip kümülüs bulutları altında birikmesiyle tetiklenir. Ancak toprakta ve toprak bazlı endüstriyel veya konut tesislerinin iletken yapılarında bu birikim, yıldırım deşarjı sırasında yüklerin toprağa akacak zamanı olmamasına ve aşırı gerilime neden olmasına yol açmaktadır. Çoğu zaman, metal borular (su veya kanalizasyon), binada bulunan elektrik kabloları ve metal çatı arasında potansiyel bir fark ortaya çıkar. Üstelik bina ne kadar yüksek olursa, birikmiş potansiyellerin değeri de o kadar büyük olur.

İkincil yıldırım etkilerinden kaynaklanan hasar örnekleri

Bir telefon setinin ve geçici elektrik tesisatı santralinin tahrip edilmesi

Aşırı gerilimin özellikleri

Modern endüstriyel ve konut tesislerinin enerji doygunluğu, koruma sistemi tasarımcılarının kapsamlı bir elektrik ağının varlığı, yetkin bir aşırı gerilim koruma cihazı (SPD) seçimi gerektirir. Bunu yapmak için, ortaya çıkan aşırı gerilim darbelerini karakterize eden ana parametreleri anlamak gerekir:

akım dalga biçimi (yükselme ve düşme zamanlarıyla karakterize edilir);
akım genliği.

Yıldırım deşarjı akımlarını tanımlamak için 2 tip dalga formu kullanılır: uzun (10/350 μsaniye) ve kısa (8/20 μsaniye). Birincisi doğrudan (doğrudan) bir yıldırım çarpmasına karşılık gelir ve akımda maksimum darbe değerine (I imp) 10 μs artış ve okumasında 350 ms'de 2 kat azalma gösterir. Uzaktan yıldırım deşarjı sırasında ve anahtarlama işlemleri sırasında kısa bir dalga gözlemlenir. Akımın 8 μs'de maksimuma (I max) artışını ve 20 μs'de değerin yarısına düşüşünü karakterize eder. 10/350 μsn'lik bir darbe, elektrik ağını 8/20 μsn'den onlarca kat daha uzun süre etkiler, bu nedenle korunan nesneler için daha tehlikelidir.

SPD Türleri

SPD'lerin yanmaz plastikten yapılmış bir mahfazası vardır ve çoğu durumda çeşitli konfigürasyonlarda tutucular veya varistörlerdir. Günümüzde aşırı gerilim bastırıcıların bir arıza göstergesi bulunmaktadır. Bu cihazlar güvenilir ve etkili bir dahili yıldırımdan korunma sistemi oluşturmak için gereklidir.

Kıvılcım aralığı genellikle iki elektrotlu bir elektrikli cihazdır (açık hava veya kapalı tip). Gerilim belirli bir değere yükseldiğinde kırılırlar ve böylece aşırı gerilim darbesini ortadan kaldırırlar. Varistör, simetrik dik akım-voltaj karakteristiğine sahip yarı iletken bir cihazdır. Çalışma prensibi, kontaklarında belirli bir voltaj değerine ulaşıldığında direncinin değerini hızlı ve önemli ölçüde azaltarak akımı geçirmesidir.

Aşırı gerilim bastırıcılar, nominal, darbe gerilimi ve geçici aşırı gerilim parametreleriyle karakterize edilir. SPD'nin dağıtabileceği darbe gücüne bağlı olarak ve GOST R 1992-2002 (IEC 61643-1-98) uyarınca 3 sınıf sınırlayıcı vardır:

I B (genlik 25-100 kA; 10/350 μsaniye dalga için) - dağıtım panellerinde kullanılır;
II C (genlik 10-40 kA; 8/20 μs dalga için) - güç kaynağı cihazlarının, oda panellerinin girişlerinde kullanılır;
III D (10 kA'ya kadar genlik; 8/20 μs'lik bir dalga için) - genellikle bu sınıftaki cihazlar zaten elektrikli cihazların içine yerleştirilmiştir.

Çağa ayak uydurmaya çalışan modern insan, evini çok çeşitli amaçlara yönelik elektrikli aletlerle dolduruyor. Ancak her ev sahibi, ağda nominal voltajın birkaç katı kadar çok kısa süreli bir darbe voltajı ortaya çıkarsa, tüm pahalı elektrikli ekipman ve elektronik filosunun arızalanabileceğini düşünmez. Dikkate değer olan şey, aşırı voltajın elektrik tüketicileri üzerindeki etkisinin, etkilenen ekipmanın kural olarak onarım için uygun olmaması nedeniyle zararlı olmasıdır. Bu mücbir sebep olayının, sık olmasa da, fırtınaların, acil durum faz çakışmasının veya anahtarlama işlemlerinin neden olduğu şebekelerdeki aşırı voltajın bir sonucu olduğu garanti edilebilir. Aşırı gerilim koruma cihazları olarak adlandırılan cihazlar elektrikli ekipmanı korumak için tasarlanmıştır. Aşağıda SPD’lerin çalışma prensibini, sınıflarını ve aralarındaki farkları ele aldık.

SPD sınıflandırması

Aşırı gerilim koruma cihazları geniş ve genel bir kavramdır. Bu cihaz kategorisi, sınıflara ayrılabilen cihazları içerir:

Ben ders veriyorum. Yıldırıma doğrudan maruz kalmaya karşı koruma sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu cihazlar, idari ve endüstriyel binaların ve konut binalarının giriş dağıtım cihazları (IDU'lar) ile donatılmalıdır.
II sınıfı. Elektrik dağıtım şebekelerinin anahtarlama işlemlerinden kaynaklanan aşırı gerilimlerden korunmasını sağlarlar ve ayrıca yıldırım çarpmasına karşı korumanın ikinci aşamasının işlevlerini de yerine getirirler. Dağıtım panolarına monte edilir ve ağa bağlanır.
III sınıfı. Ekipmanı, artık gerilim dalgalanmalarından ve faz ile nötr tel arasındaki asimetrik gerilim dağılımından kaynaklanan dalgalanmalardan korumak için kullanılırlar. Bu sınıftaki cihazlar aynı zamanda yüksek frekanslı girişim filtresi modunda da çalışır. Özel bir evin veya apartmanın koşullarıyla en alakalı olanlardır; doğrudan tüketicilerin tesislerine bağlanır ve kurulurlar. Özellikle popüler olanlar, üzerine kurulum için hızlı çıkarılabilir bir montaj parçasıyla donatılmış modüller halinde üretilen veya elektrik prizleri veya ağ fişleri konfigürasyonuna sahip olan cihazlardır.

Cihaz türleri

Aşırı gerilimlere karşı koruma sağlayan tüm cihazlar, tasarım ve çalışma prensibi bakımından farklılık gösteren iki tipe ayrılır. Farklı SPD türlerinin nasıl çalıştığına bakalım.

Valf ve kıvılcım boşlukları. Parafudrların çalışma prensibi kıvılcım aralığı etkisinin kullanılmasına dayanmaktadır. Tutucuların tasarımı, güç hattının fazlarını topraklama döngüsüne bağlayan köprüde bir hava boşluğu sağlar. Nominal voltaj değerinde jumperdaki devre kesilir. Yıldırım düşmesi durumunda enerji hattındaki hava boşluğunda bir bozulma meydana gelir, faz ile toprak arasındaki devre kapatılır ve yüksek gerilim darbesi doğrudan toprağa gider. Kıvılcım aralığına sahip bir devredeki valf aralığının tasarımı, üzerinde yüksek voltaj darbesinin sönümlendiği bir direnç içerir. Çoğu durumda, yüksek gerilim şebekelerinde tutucular kullanılır.

Aşırı gerilim bastırıcılar (SPD'ler). Bu cihazlar eski ve hantal tutucuların yerini aldı. Sınırlayıcının nasıl çalıştığını anlamak için, akım-gerilim özelliklerinin kullanımına dayanan doğrusal olmayan dirençlerin özelliklerini hatırlamanız gerekir. Bir SPD'de doğrusal olmayan dirençler olarak bir varistör kullanılır. Elektrik mühendisliğinin inceliklerinde deneyimi olmayanlar için, nelerden oluştuğu ve nasıl çalıştığı hakkında küçük bir bilgi. Varistör üretimi için ana malzeme çinko oksittir. Diğer metallerin oksitleri ile bir karışımda, akım-gerilim özelliklerine sahip p-n bağlantılarından oluşan bir düzenek oluşturulur. Ağdaki voltaj nominal parametrelere karşılık geldiğinde varistör devresindeki akım sıfıra yakındır. Aşırı voltaj meydana geldiğinde, p-n bağlantılarında akımda keskin bir artış meydana gelir ve bu da voltajın nominal değere düşmesine neden olur. Ağ parametrelerini normalleştirdikten sonra varistör iletken olmayan moda döner ve cihazın çalışmasını etkilemez.

Parafudrların kompakt boyutları ve bu cihazların geniş çeşitleri, bu cihazların uygulama kapsamını önemli ölçüde genişletmeyi mümkün kılmış; aşırı gerilim koruyucularının özel bir ev veya apartman dairesi için aşırı gerilim koruma aracı olarak kullanılması mümkün hale gelmiştir. . Bununla birlikte, varistörlere monte edilen darbe voltajı sınırlayıcılarının, tutuculara göre tüm avantajlarına rağmen, önemli bir dezavantajı vardır - sınırlı hizmet ömrü. İçlerindeki termal koruma nedeniyle cihaz, aktivasyondan sonra bir süre çalışmaz durumda kalır; bu nedenle SPD gövdesinde modülün hızlı bir şekilde değiştirilmesine olanak tanıyan bir hızlı çıkarma cihazı bulunur.

Videodan SPD'nin ne olduğu ve amacının ne olduğu hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz:

Koruma nasıl düzenlenir?

Aşırı gerilim koruma cihazlarının kurulumuna ve bağlantısına geçmeden önce gereklidir, aksi takdirde SPD'nin düzenlenmesi ile ilgili tüm çalışmalar tüm anlamını yitirecektir. Klasik şema 3 koruma seviyesi sağlar. Girişte yıldırımdan korunma sağlayan parafudrlar (aşırı gerilim koruma sınıfı I) takılıdır. Bir sonraki sınıf II koruyucu cihaz, genellikle bir tutucu, evin dağıtım panosuna bağlanır. Koruma derecesi, ev aletleri ve aydınlatma ağı için güvenli parametrelere aşırı gerilimin büyüklüğünde bir azalma sağlamalıdır. Akım ve voltaj dalgalanmalarına duyarlı elektronik ürünlerin yakın çevresinde Sınıf III tercih edilir.

SPD'leri bağlarken, bir giriş devre kesici veya sigortalar aracılığıyla akım korumalarını ve kısa devrelere karşı korumalarını sağlamak gerekir. Bu koruyucu cihazların kurulumu hakkında size ayrı bir makalede daha fazla bilgi vereceğiz.

Böylece SPD'lerin çalışma prensibine, sınıflarına ve aralarındaki farklara baktık. Umarız sağlanan bilgiler sizin için yararlı olmuştur!

GOST 13109-97 standardı herhangi bir sınırlayıcı veya izin verilen darbe değeri vermez, sadece bize bu darbenin şeklini ve tanımını verir. Ölçümler sırasında ağda darbe oluşmaması gerektiğini varsayıyoruz. Ve eğer öyleyse, o zaman bunu çözmek ve suçlayacakları aramak gerekecek. 0,4 kV şebekelerde yaptığımız ölçümlerde herhangi bir darbe sorunuyla karşılaşmadık. Bu şaşırtıcı değil; 0,4 kV tarafında ölçülen herhangi bir darbe, aşırı gerilim bastırıcılar tarafından emilecek veya kesilecektir, ancak bu başka bir makalenin konusu. Ama dedikleri gibi, önceden uyarılmış, önceden silahlanmış demektir. Bu nedenle yazımızda bildiklerimizi vereceğiz.

Bunlar GOST 13109-97'deki tanımlardır:

voltaj darbesi - elektrik şebekesindeki bir noktada voltajda keskin bir değişiklik, ardından voltajın birkaç milisaniyeye kadar bir süre boyunca orijinaline veya ona yakın seviyeye restorasyonu;

— darbe genliği - voltaj darbesinin maksimum anlık değeri;

- darbe süresi - voltaj darbesinin ilk anı ile anlık voltaj değerinin orijinal veya ona yakın seviyeye geri döndüğü an arasındaki zaman aralığı;

Dürtüler nereden geliyor?

Darbe gerilimleri, yıldırım olaylarının yanı sıra güç kaynağı sistemindeki anahtarlama sırasındaki geçici işlemlerden kaynaklanır. Yıldırım ve anahtarlama voltajı darbeleri özellik ve şekil bakımından önemli ölçüde farklılık gösterir.

Darbe voltajı, elektrik şebekesindeki bir noktada voltajda ani bir değişiklik olup, ardından voltajın 10-15 μs (yıldırım darbesi) ve 10-15 ms (anahtarlama darbesi) içinde orijinaline veya ona yakın bir seviyeye geri getirilmesidir. Ve eğer bir yıldırım akımı darbesinin ön süresi, anahtarlama akımı darbesinden bir kat daha kısa ise, o zaman yıldırım darbesinin genliği birkaç kat daha yüksek olabilir. Yıldırım deşarj akımının ölçülen maksimum değeri, polaritesine bağlı olarak, nadiren meydana gelen 200 ila 300 kA arasında değişebilir. Tipik olarak bu akım 30-35 kA'ya ulaşır.

Şekil 1, bir voltaj darbesinin osilogramını göstermektedir ve Şekil 2, bunun genel görünümünü göstermektedir.

Yere giden elektrik hatlarının içine veya yakınına yıldırım çarpması, hatların ve trafo merkezlerinin elektrik ekipmanlarının yalıtımı için tehlikeli olan darbe voltajlarının ortaya çıkmasına neden olur. Elektrik enerjisi tesislerinin izolasyonunun başarısız olmasının, elektrik kesintilerinin ve restorasyon maliyetinin ana nedeni bu tesislere gelen yıldırım hasarlarıdır.

Şekil 1 - Gerilim darbe osilogramı

Şekil 2 - Gerilim darbesinin genel görünümü

Yıldırım darbeleri yaygın bir olgudur. Deşarjlar sırasında yıldırım, yüksek ve alçak gerilim kabloları, iletişim ve kontrol hatları ile bağlanan binaların ve trafo merkezlerinin yıldırımdan korunma cihazına girer. Bir yıldırımda, 10 ila 100 ms aralıklarla birbirini takip eden 10'a kadar darbe gözlemlenebilir. Topraklama cihazına yıldırım düştüğünde potansiyeli uzak noktalara göre artar ve bir milyon volta ulaşır. Bu, kablo ve havai bağlantılarla donatılmış devrelerde, onlarca volttan yüzlerce kilovolta kadar değişen gerilimlerin indüklenmesine katkıda bulunur. Havai hatlara yıldırım düştüğünde aşırı gerilim dalgası bunlar boyunca yayılır ve trafo merkezi baralarına ulaşır. Aşırı gerilim dalgası, onlarca kilovolta ulaşan bir artık değeri korurken, ya yalıtımın arıza sırasındaki gücüyle ya da koruyucu arestörlerin artık voltajıyla sınırlıdır.

Anahtarlama gerilimi darbeleri, endüktif (transformatörler, motorlar) ve kapasitif (kondansatör sıraları, kablolar) yükleri anahtarlarken meydana gelir. Kısa devre ve kapanma sırasında meydana gelirler. Anahtarlama voltajı darbelerinin değerleri, ağın tipine (havai veya kablo), anahtarlama tipine (açık veya kapalı), yükün niteliğine ve anahtarlama cihazının tipine (sigorta, ayırıcı, devre kesici) bağlıdır. Anahtarlama akımı ve gerilim darbeleri, ark yanmasından dolayı salınımlı, sönümlü, tekrarlanan bir yapıya sahiptir.

Tabloda, 1-5 ms'ye eşit olan 0,5 darbe genliği seviyesinde (bkz. Şekil 3.22) bir süreye sahip anahtarlama voltajı darbelerinin değerleri verilmiştir.

Gerilim darbesi genlik ile karakterize edilir sen imp.a, maksimum voltaj değeri sen imp, hücum kenarının süresi, yani. darbenin başlangıcından itibaren zaman aralığı T maksimum (genlik) değerine ulaşana kadar başlayarak T amplitüdünün 0,5'i seviyesinde amp ve voltaj darbe süresi T amper 0,5. Son iki zaman karakteristiği kesirli ∆ olarak gösterilir T amp/ T imp 0,5 .

Anahtarlama darbe gerilimlerinin değeri

Kullanılan kaynakların listesi

1. Kuzhekin I.P. , Larionov V.P., Prokhorov V.N. Yıldırım ve yıldırımdan korunma. M.: Znak, 2003

2. Kartashev I.I. Elektrik enerjisi kalite yönetimi / I.I. Kartashev, V.N. Tulsky, R.G. Shamonov ve diğerleri: ed. Yu.V. Sharova. – M.: MPEI Yayınevi, 2006. – 320 s.: hasta.

3.GOST 13109-97. Elektrik enerjisi. Teknik ekipmanın elektromanyetik uyumluluğu. Genel amaçlı güç kaynağı sistemlerinde elektrik enerjisinin kalitesine ilişkin standartlar. Girmek 1999-01-01. Minsk: IPK Standartları Yayınevi, 1998. 35 s.

Elektrikli ekipmanlara zarar veren faktörlerden biri de atmosferik aşırı gerilimler yıldırım çarpmasıyla ilişkilidir. Atmosfer elektriğinin etkileri aşağıdakilere ayrılır:

dümdüz yıldırım elektrikli ekipmanlara çarpıyor;
Şimşek çakması yakın güçlü bir elektromanyetik darbe kullanarak onu etkileyen elektrikli ekipmanlarla;
Şimşek çakması uzakta Tüketicilerden, yarı iletken telemekanik ve iletişim cihazları tarafından algılanan ve bunların çalışmasına müdahale eden elektromanyetik dalga.

Atmosferdeki aşırı gerilimlerin etkileri, onlarca milisaniye mertebesinde kısa bir darbe süresiyle karakterize edilir. Ancak bu süre zarfında ağdaki voltaj birçok kez artar. Bu durum izolasyonun bozulmasına ve hem iletişim hatlarının hem de bu hatlardan beslenen tüketicilerin zarar görmesine neden olur.

Yıldırım deşarjlarının oluşturduğu aşırı gerilimlere karşı koruma sağlamak için, gerilimin genlik değerini elektrikli ekipmanın yalıtılması için güvenli bir seviyeye sınırlayan cihazlar kullanılır.

Kıvılcım ve valf tutucular, tutucular

Ağdaki aşırı gerilimlerin büyüklüğünü sınırlamak için kullanılan ilk cihazlar kıvılcım boşlukları. Eylemleri, sabit uzunluktaki bir hava boşluğunun belirli bir voltajda parçalanmasına dayanmaktadır.

Parafudr, korunan fazlar ile yıldırımdan korunma devresi arasına bağlanır. Her aşama için kişisel bir unsur oluşturulur. Açık olabilir ve uçları birbirine zıt olacak şekilde yerleştirilmiş metal çubuklardan oluşabilir. Veya yalıtkan bir kabuk içerisine yerleştirilmiş elektrotlardan oluşabilir.

Yıldırım aşırı gerilimi anında, tutucunun kıvılcım aralığı kırılır ve darbe gücü, yıldırımdan korunma devresi üzerinden toprağa gider. Bu nedenle voltaj seviyesi sınırlıdır. Darbenin sonunda ark söner ve kıvılcım aralığı tekrar kullanıma hazır hale gelir. Normal modda akım tüketmez ve elektrik tesisatının çalışma modunu etkilemez.

Yalıtımı dalgalanmalardan koruyan ikinci cihaz valf tutucular. Seri bağlı iki elemandan oluşurlar: çoklu kıvılcım aralığı ve söndürme direnci. Aşırı gerilim olduğunda kıvılcım aralıkları kırılır ve akım bunların ve direncin içinden akar. Sonuç olarak ağdaki voltaj azalır. Rahatsız edici etki ortadan kaldırıldığı anda kıvılcım aralıklarındaki ark söner ve kıvılcım aralığı orijinal konumuna geri döner.

Valf tutucular, ark yanma ürünlerini atmosfere salan kıvılcım tutuculardan farklı olarak yalıtılmıştır ve sessiz çalışır.

Valf ve kıvılcım aralıkları yalnızca yüksek gerilim elektrik tesisatlarında kullanılır.

Önceki koruyucu cihazlar değiştirildi Dalgalanma Sınırlayıcıları (OSL).

Parafudrun içinde varistör: direncin kendisine uygulanan voltaja doğrusal olmayan bağımlılığı olan bir direnç. Eşik voltajı değeri aşıldığında varistörden geçen akım keskin bir şekilde artar ve daha fazla yükselmesi önlenir. Yıldırım veya anahtarlama darbesi kesildiğinde parafudr orijinal durumuna geri döner.

Önceki cihazlarla karşılaştırıldığında parafudrlar daha güvenilir ve boyutları daha küçüktür. Özellikleri daha kesin olarak seçilmiştir ve bu da etkili kullanımları için esnek bir strateji geliştirmeyi mümkün kılmıştır.

Alçak gerilim şebekeleri için modüler arestörlere denir Aşırı gerilim koruma cihazları (SPD).

Bunlar şunları içerir:

Dalgalanma dalga formu aşağıdaki durumlar için standartlaştırılmıştır:

doğrudan yıldırım çarpması - 10/350 µs;
dolaylı yıldırım eyleminin etkisi – 8/20 µs.

Amaçlarına göre, IEC standardına göre SPD'ler GOST R 51992-2002'ye göre tip 1-3'e ayrılır, test sınıflarına (I - III) ayrılır. Bu özelliklerin yazışmaları ve amacı tabloda belirtilmiştir.

IEC 61643'e göre tipler	GOST R 51992-2002'ye göre sınıflar	Amaç	Yükleme konumu
1	BEN	Doğrudan yıldırım çarpmasından kaynaklanan aşırı gerilimleri sınırlamak için	Bina girişinde, ana dağıtım panosunda
2	II	Uzak yıldırım çarpmalarından ve anahtarlama aşırı gerilimlerinden kaynaklanan aşırı gerilimleri sınırlamak için	Doğrudan darbe tehlikesi olmayan girişlerde
1+2	I+II	SPD tip 1 ve 2'nin özellikleri birleştirilmiştir	Tip 1 veya 2 ile aynı
3	III	Hassas tüketicileri korumak. En düşük koruyucu voltaj seviyesine sahip olun	Tüketicilere doğrudan kurulum için

Tasarımlarına göre SPD'ler farklı sayıda kutupla üretilir: birden dörde kadar.

SPD seçimi

Öncelikle yıldırımın veya aşırı gerilimlerin korunan nesne üzerindeki etkisinin derecesini belirlemeniz gerekir. Bu amaçla kurulum sahasındaki yıldırım deşarjlarının yoğunluğuna ilişkin veriler kullanılmış, yıldırımdan korunma cihazlarının, enerji hatlarının varlığı ve uzunlukları dikkate alınmıştır. Evin girişi bir kablo hattı ile yapılıyorsa, doğrudan yıldırım çarpmalarından havai hattan daha fazla korunur.

Binanın elektrik tesisatı, ilgili sınıfların SPD'leri tarafından korunan bölgelere ayrılmıştır. Bu bölümün amacı: aşırı gerilim seviyesini kademeli olarak azaltın böylece daha güçlü cihazlar ana dalgalanma dalgasını emer ve dağıtım ağı boyunca ilerledikçe alt sınıf cihazlar etkisini daha da azaltarak tüketicilerin bağlantı noktasında minimuma indirilmesini sağlar.

Aynı zamanda elektrikli ekipmanların güvenliği de sağlanır. koruma bölgesine karşılık gelen yalıtım sınıfının seçimi.

Açık binaya girme SPD türleri yüklü 1 veya 1+2. Doğrudan yıldırım çarpmasından kaynaklanan darbelere karşı dayanıklıdırlar ve bunu yalıtım sınıfına sahip elektrikli ekipmanlar için kabul edilebilir bir değere düşürürler. IV (6 kV'a kadar). SPD'nin kurulum noktası giriş paneli, ASU (giriş santrali) veya ana santraldir (ana santral).

Bu şalt cihazlarında SPD'den sonra bulunan elektrikli ekipmanın yalıtım sınıfı daha kötü olmamalıdır III (4 kV'a kadar).

Bir sonraki savunma hattı Dağıtım panoları, ASU'ya veya binanın derinliklerindeki ana santrale bağlanır. Girişlerinde kurulurlar SPD tip II Aşırı gerilim seviyesinin izolasyon sınıfına sahip elektrikli ekipmanlar için kabul edilebilir bir değere düşürülmesi II (2,5 kV). Bu, doğrudan elektrik prizlerine ve aydınlatma cihazlarına bağlanan tüketicileri korur.

Elektrikli ekipmanların korunması gerekiyorsa, girişime karşı en duyarlı(bilgisayar ekipmanı, iletişim cihazları), kullanılan SPD tip 3, korunan nesnenin yakınına kurulur.

Bir SPD'yi bağlamak için gereksinimler

Üç fazlı güç kaynağı ve TN-C topraklama sistemiyle üç voltaj fazının tümü SPD'ye bağlanır. TN-C-S veya TN-S sistemlerinde üç faza nötr çalışma iletkeni eklenir. “PE” terminali ASU'nun ana topraklama veriyoluna veya dağıtım panelinin PE veriyoluna bağlanır. Ana topraklama veri yolu binanın topraklama döngüsüne bağlanır.

Yarı iletken ve mikroişlemci teknolojisinin üretimde ve günlük yaşamda yaygın olarak kullanılması nedeniyle, 1000 V'a kadar elektrik ağlarının anahtarlama ve yıldırım aşırı gerilimlerinden korunması konusu günümüzde özellikle önem kazanmaktadır.

Yarı iletken elemanlar kullanılarak yapılan pahalı ekipmanların yalıtımı zayıftır ve voltajdaki hafif artışlar bile ona zarar verebilir.

Kabul edilen terminolojiye uygun olarak, 1 kV'a kadar gerilime sahip elektrik tesislerinde aşırı gerilim sınırlayıcıya aşırı gerilim koruma cihazı denir. (SPD).

Çalışma prensibi aşırı gerilim bastırıcıların (OSS) çalışma prensibine benzer ve koruyucu elemanın akım-gerilim karakteristiğinin doğrusal olmamasına dayanmaktadır. 1 kV'a kadar olan ağlarda aşırı gerilim korumayı tasarlarken, kural olarak, her biri belirli bir seviyede darbe akımları ve dalga cephesi dikliği için tasarlanmış 3 aşamalı koruma sağlanır.

SPD I - Binanın girişine 1. sınıf bir cihaz monte edilir ve aşırı gerilim korumanın ilk aşamasının işlevini yerine getirir. Çalışma koşulları en zor olanıdır. Böyle bir cihaz, darbe akımlarını 10/350 μs dalga cephesi dikliği ile sınırlamak için tasarlanmıştır. 10/350 μs darbe akımlarının genliği 25-100 kA aralığındadır, dalga cephesinin süresi 350 μs'ye ulaşır.

SPD II - dağıtım ağlarındaki geçici süreçlerin neden olduğu aşırı gerilimlere karşı koruma olarak ve ayrıca SPD I'den sonra ikinci aşamada kullanılır. Koruyucu elemanı 8/20 μs dalga biçimine sahip darbe akımları için tasarlanmıştır. Akım genliği 15-20 kA aralığındadır.

SPD III - birinci ve ikinci sınıf cihazlardan sonra ağları artık aşırı gerilim fenomeninden korumak için kullanılır. Doğrudan korunan ekipmana monte edilirler ve 1,2/50 μs ve 8/20 μs dalga biçimine sahip darbe akımları ile normalleştirilirler.

Cihaz. Tüm sınıflardaki cihazlar benzer bir yapıya sahiptir; fark, koruyucu elemanın özelliklerinde yatmaktadır. Yapısal olarak cihaz sabit bir taban ve çıkarılabilir bir modülden oluşur. Taban, bir DIN rayı üzerindeki dağıtım kabini yapılarına doğrudan bağlanır.

Çıkarılabilir modül, blade kontakları kullanılarak tabana yerleştirilir. Bu tasarım, hasar görmüş doğrusal olmayan bir elemanı kendiniz değiştirmenizi kolaylaştırır. Doğrusal olmayan bir eleman olarak çeşitli tasarımlardaki varistörler ve tutucular kullanılır. Tasarımları bir, iki veya üç kutuplu olabilir; seçim, korunan ağın kablo sayısına bağlıdır.

Yabancı üreticiler ürünlerini, servis verilebilirliğini görsel olarak belirlemenize olanak tanıyan cihaz çalışma göstergeleriyle donatıyor. Daha pahalı modellerde, uzun süreli akım akışı için tasarlanmamış doğrusal olmayan bir elemanın aşırı ısınmasını önlemek için termal ayırıcılar monte edilebilir.

Bağlantı şeması. Elektrik tesisatlarında aşırı gerilim koruması gerçekleştirmek için akım taşıyan parçalar, doğrusal olmayan akım-gerilim karakteristiğine sahip elemanlar aracılığıyla kasıtlı olarak topraklama döngüsüne bağlanır.

1000 V'a kadar olan elektrik tesisatlarında SPD kullanmak için standart dirence sahip bir PE topraklama iletkeninin olması gerekir. Cihazların kendisi yüksek darbe akımları ve gerilimleri için tasarlanmış olmasına rağmen uzun süreli gerilim artışlarına ve kaçak akımların akışına uygun değildir.

Birçok üretici aşırı gerilim koruyucularının sigorta bağlantılarıyla korunmasını önermektedir. Bu öneriler, darbe akımları alanlarındaki sigortaların daha hızlı açılmasının yanı sıra, bu büyüklükteki akımlar kesildiğinde devre kesicilerin kontak sisteminin sık sık hasar görmesi ile açıklanmaktadır.

Üç aşamalı aşırı gerilim koruma yapılırken cihazların tel uzunluğu boyunca birbirinden belirli bir mesafeye yerleştirilmesi gerekir. Örneğin, SPD I'den SPD II'ye kadar olan mesafe, bunları bağlayan telin uzunluğu boyunca en az 15 m olmalıdır. Bu duruma uygunluk, farklı aşamalarda seçici olarak çalışmanıza ve ağdaki tüm kesintileri güvenilir bir şekilde bastırmanıza olanak tanır.

II. ve III. etap arasındaki mesafe 5 metredir. Cihazları öngörülen mesafelerde ayırmak mümkün değilse, kabloların direncine eşdeğer bir aktif endüktif direnç olan uygun bir bobin kullanılır.

Seçim özellikleri. Yıldırım dalgalanmasından korunmanın en kritik alanı bina girişidir. İlk bölümdeki SPD en büyük darbe akımını sınırlar. Birinci sınıf SPD'ler için blade kontaklar, cihazın en büyük güvenlik açığını temsil eder.

25-50 kA genlikli darbe akımlarına, çıkarılabilir modülün bıçak tipi kontaklardan atlamasına ve elektrik ağını aşırı gerilim korumasından mahrum bırakmasına neden olabilecek önemli elektrodinamik kuvvetler eşlik eder, bu nedenle bir SPD kullanmak daha iyidir İlk aşama olarak çıkarılabilir bir modül olmadan.

Birinci sınıf korumayı seçerken, tutuculara dayalı cihazları tercih etmek daha iyidir. 20 kA'dan fazla darbe akımı için varistör SPD'sinin üretimi oldukça emek yoğun ve maliyetlidir, bu nedenle seri üretimleri haklı değildir.

Bu nedenle, üretici varistör cihazında 20 kA'nın üzerinde bir nominal Iimp belirtirse, böyle bir satın alma konusunda dikkatli olmalısınız; Belki üretici sizi yanıltıyor olabilir.

Açık hazneli aşırı gerilim arestörü kullanan bir SPD, tetiklendiğinde tehlikelidir, bu nedenle, korunan alan çalışırken insan varlığının hariç tutulduğu dağıtım dolaplarında kullanımı haklıdır. Kıvılcım aralığının kontakları boyunca darbeli akımın akışı kaçınılmaz olarak arkın ateşlenmesine yol açar.

Ark yandığında sıcak gazlar ve erimiş metalin sıçraması insan sağlığına ve hayatına zarar verebilir. Bu tip bir SPD'nin monte edildiği kabin, tüm delikleri kapatılmış şekilde yanmaz malzemeden yapılmalıdır.

Ateşleme elektrotu devresine sahip kıvılcım aralıkları da doğrusal olmayan bir eleman olarak kullanılabilir. Ek bir elektrot kullanarak kıvılcım aralığının kırılma ve kıvılcım aralığının açılma anını düzenleyebilirsiniz. Bir ateşleme elektrodunun kullanılması, darbe voltajı seviyesinin azaltılmasını ve farklı sınıflardaki SPD'lerin çalışmasını koordine etmeyi mümkün kılar.

Bununla birlikte, ateşleme elektrodu kontrol devresi arızalanırsa, çıkış, bilinmeyen bir karakteristiğe sahip bir koruma olacaktır; bu, yalnızca doğru çalışmayı değil, aynı zamanda çalışmayı da garanti etmeyebilir.