Поради широкото използване на полупроводникови и микропроцесорни технологии в производството и в ежедневието, въпросът за защитата на електрическите мрежи до 1000 V от комутационни и мълниеносни пренапрежения става особено актуален днес.

Скъпото оборудване, направено с помощта на полупроводникови елементи, има слаба изолация и дори леко повишение на напрежението може да го повреди.

В съответствие с приетата номенклатура ограничителят на пренапрежение в електрически инсталации с напрежение до 1 kV се нарича устройство за защита от пренапрежение (SPD).

Принцип на работае подобен на принципа на действие на ограничителите на пренапрежение (OSS) и се основава на нелинейността на характеристиката ток-напрежение на защитния елемент. При проектирането на защита от пренапрежение в мрежи до 1 kV по правило се осигуряват 3 степени на защита, всяка от които е проектирана за определено ниво на импулсни токове и стръмност на вълновия фронт.

SPD I - устройство от 1-ви клас е монтирано на входа на сградата и изпълнява функцията на първа степен на защита от пренапрежение. Условията му на работа са най-тежки. Такова устройство е проектирано да ограничава импулсните токове със стръмност на вълновия фронт от 10/350 μs. Амплитудата на импулсните токове 10/350 μs е в диапазона 25-100 kA, продължителността на вълновия фронт достига 350 μs.

SPD II - използва се като защита срещу пренапрежения, причинени от преходни процеси в разпределителните мрежи, както и като второ стъпало след SPD I. Защитният му елемент е предназначен за импулсни токове с форма на вълната 8/20 μs. Амплитудата на тока е в диапазона 15-20 kA.

SPD III - използва се за защита на мрежи от явления на остатъчно пренапрежение след устройства от първи и втори клас. Те се монтират директно към защитаваното оборудване и се нормализират чрез импулсни токове с форма на вълната 1,2/50 μs и 8/20 μs.

устройство. Устройствата от всички класове имат подобна структура, разликата е в характеристиките на защитния елемент. Структурно устройството се състои от фиксирана основа и подвижен модул. Основата се закрепва директно към конструкциите на разпределителния шкаф върху DIN шина.

Подвижният модул се вкарва в основата с помощта на ножови контакти. Този дизайн улеснява сами да замените повреден нелинеен елемент. Като нелинеен елемент се използват варистори и отводители с различни конструкции. Техният дизайн може да бъде едно-, дву- или триполюсен, изборът зависи от броя на проводниците на защитената мрежа.

Чуждестранните производители оборудват своите продукти с индикатори за работа на устройството, което ви позволява визуално да определите неговата работоспособност. В по-скъпите модели могат да се монтират термични освобождавания, за да се предотврати прегряване на нелинеен елемент, който не е предназначен за дългосрочно протичане на токове.

Схема на свързване. За да се осъществи защита от пренапрежение в електрическите инсталации, тоководещите части са умишлено свързани към заземяващия контур чрез елементи с нелинейна характеристика ток-напрежение.

В електрически инсталации до 1000 V, за да използвате SPD, е необходимо да имате PE заземителен проводник със стандартизирано съпротивление. Въпреки факта, че самите устройства са проектирани за високи импулсни токове и напрежения, те не са подходящи за продължителни увеличения на напрежението и протичане на токове на утечка.

Много производители препоръчват защита на предпазителите от пренапрежение с предпазители. Тези препоръки се обясняват с по-бързото задействане на предпазителите в зоните на импулсни токове, както и с честите повреди на контактната система на прекъсвачите при прекъсване на токове с такава величина.

При изпълнение на тристепенна защита от пренапрежение устройствата трябва да бъдат разположени на определено разстояние едно от друго по дължината на проводника. Например от SPD I до SPD II разстоянието трябва да бъде най-малко 15 m по дължината на проводника, който ги свързва. Спазването на това условие ви позволява селективно да работите на различни етапи и надеждно да потискате всички смущения в мрежата.

Разстоянието между етап II и III е 5 метра. Ако е невъзможно да се разделят устройствата на предписаните разстояния, се използва съгласуващ дросел, който е активно-индуктивно съпротивление, еквивалентно на съпротивлението на проводниците.

Характеристики на избор. Най-критичната област на защитата от мълния е входът в сградата. SPD в първата секция ограничава най-големия импулсен ток. Ножевите контакти за SPD от първи клас представляват най-голямата уязвимост на устройството.

Импулсните токове с амплитуда 25-50 kA са придружени от значителни електродинамични сили, които могат да доведат до изскачане на подвижния модул от ножовите контакти и лишаване на електрическата мрежа от защита от пренапрежение, следователно е по-добре да използвате SPD без подвижен модул като първи етап.

При избора на първокласна защита е по-добре да се даде предпочитание на устройства, базирани на отводители. Производството на варистор SPD за импулсен ток над 20 kA е доста трудоемко и скъпо, поради което тяхното серийно производство не е оправдано.

Така че, ако производителят посочи номинален Iimp повече от 20 kA на варисторното устройство, трябва да внимавате с такава покупка; Може би производителят ви подвежда.

SPD, използващ искров разряд с отворена камера, е опасен при задействане, така че използването му е оправдано в разпределителни шкафове, където е изключено човешко присъствие, когато защитената зона работи. Потокът от импулсен ток през контактите на искрова междина неизбежно води до запалване на дъгата.

Когато дъгата гори, горещи газове и пръски от разтопен метал могат да навредят на човешкото здраве и живот. Шкафът, в който се монтира SPD от този тип, трябва да бъде изработен от огнеупорен материал, като всички отвори са запечатани.

Като нелинеен елемент могат да се използват и искрови междини с верига на запалващ електрод. С помощта на допълнителен електрод можете да регулирате момента на прекъсване на искрова междина и отваряне на искрова междина. Използването на електрод за запалване позволява да се намали нивото на импулсното напрежение и да се координира работата на SPD от различни класове.

Въпреки това, ако управляващата верига на запалителния електрод се повреди, изходът ще бъде защита с неизвестна характеристика, която може да не гарантира не само правилна работа, но и работа изобщо.

Съвременните домакински уреди често имат вградена защита от пренапрежение в своите захранвания, но ресурсът на типичните варисторни решения е ограничен до максимум 30 случая на задействане и дори тогава, ако токът при авария не надвишава 10 kA. Рано или късно защитата, вградена в устройството, може да се повреди и устройствата, които не са защитени от пренапрежение, просто ще се повредят и ще причинят на собствениците си много проблеми. Междувременно причините за опасни импулсни пренапрежения могат да бъдат: гръмотевични бури, ремонтни работи, пренапрежения при превключване на мощни реактивни товари и кой знае какво още.

За предотвратяване на подобни неприятни ситуации са проектирани устройства за защита от пренапрежение (наричани съкратено SPD), които поглъщат импулс от аварийно пренапрежение, като го предпазват от повреда на електрически уреди, свързани към мрежата.

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

В момента на задействане на SPD, съпротивлението във веригата фаза-нула ще падне до критично и домакинските уреди ще бъдат спасени, тъй като линията ще бъде практически късо съединение през защитния елемент на SPD. Когато линейното напрежение се стабилизира, защитният елемент на SPD отново ще премине в непроводимо състояние и токът отново ще тече към товара през шунт.

Има три класа устройства за защита от пренапрежение, които се използват широко:

Защитните устройства от клас I са предназначени за защита срещу импулси на пренапрежение с вълнова характеристика 10/350 μs, което означава, че максимално допустимото време за нарастване на импулса на пренапрежение до максимума и затихване до номиналната стойност не трябва да надвишава 10 и 350 микросекунди, съответно; в този случай е приемлив краткотраен ток от 25 до 100 kA; такива импулсни токове възникват по време на разряд на мълния, когато удари електропровод на разстояние по-малко от 1,5 km до потребителя.

Устройствата от този клас се изработват с помощта на отводители и монтажът им се извършва в главното разпределително табло или входно разпределително устройство на входа на сградата.

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

Тъй като ресурсът на варисторите е ограничен, към конструкцията на SPD, базирани на тях, е добавен механичен предпазител, който просто разпоява шунта от варистора, когато съпротивлението му престане да бъде адекватно на безопасния защитен режим. Това по същество е термична защита, която предпазва устройството от прегряване и пожар. В предната част на модула има цветен индикатор за състоянието му, свързано с предпазителя, и ако варисторът трябва да бъде сменен, това може лесно да се разбере.

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

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

За да бъдем честни, заслужава да се отбележи, че за надеждна защита на оборудването е важно да се инсталират SPD от I, II и III клас на защита. Това трябва да се спазва, тъй като мощен SPD от клас I няма да работи по време на кратки импулси на ниско пренапрежение просто поради ниската си чувствителност, а по-малко мощен няма да се справи с високия ток, който може да понесе SPD от клас I.

Устройство за защита от пренапрежение (SPD) е устройство, предназначено да предпазва електрическата мрежа и електрическото оборудване от пренапрежения, които могат да бъдат причинени от преки или непреки ефекти на мълния, както и от преходни процеси в самата електрическа мрежа.

С други думи SPD изпълняват следните функции:

— Защита от мълнияелектрическа мрежа и оборудване, т.е. защита срещу пренапрежение, причинено от преки или непреки ефекти на мълния

— Защита от пренапрежениепричинени от комутационни преходни процеси в мрежата, свързани с включване или изключване на електрическо оборудване с голям индуктивен товар, като силови или заваръчни трансформатори, мощни електродвигатели и др.

— Дистанционна защита от късо съединение(т.е. от пренапрежение в резултат на късо съединение)

SPD имат различни имена: мрежов потискач на пренапрежение - OPS (OSN), ограничител на пренапрежение - OIN, но всички те имат еднакви функции и принцип на работа.

1. Принцип на действие и защитно устройство на SPD

Принципът на работа на SPD се основава на използването на нелинейни елементи, които по правило са варистори.

Варисторът е полупроводников резистор, чието съпротивление има нелинейна зависимост от приложеното напрежение.

По-долу е дадена графика на зависимостта на съпротивлението на варистора от приложеното към него напрежение:

Графиката показва, че когато напрежението се увеличи над определена стойност, съпротивлението на варистора рязко намалява.

Нека да разгледаме как работи това на практика, използвайки следната диаграма като пример:

Диаграмата показва опростено представяне на еднофазна електрическа верига, в която товар под формата на електрическа крушка е свързан през прекъсвач, SPD също е включен във веригата, от едната страна е свързан към фазата проводник след , от друга - към земята.

В нормален режим на работа напрежението на веригата е 220 волта, при това напрежение SPD варисторът има високо съпротивление, измерено в хиляди мегаома, такова високо съпротивление на варистора предотвратява протичането на ток през SPD.

Какво се случва, когато в дадена верига възникне импулс с високо напрежение, например в резултат на удар от мълния (гръмотевична буря).

Диаграмата показва, че когато се появи импулс във веригата, напрежението се увеличава рязко, което от своя страна причинява моментално, многократно намаляване на съпротивлението на SPD (съпротивлението на варистора на SPD клони към нула), намаляването на съпротивлението води до факта, че SPD започва да провежда електрически ток, късо съединение на електрическата верига по земя, т.е. създаване на късо съединение, което кара прекъсвача да се задейства и да изключи веригата. По този начин ограничителят на пренапрежения предпазва електрическото оборудване от потока на високоволтов импулс през него.

1. SPD класификация

Съгласно GOST R 51992-2011, разработен на базата на международния стандарт IEC 61643-1-2005, има следните класове SPD:

SPD 1 клас -(означава се също като Класб) се използват за защита срещу пряко въздействие на мълния (попадане на мълния в системата), атмосферни и комутационни пренапрежения. Те се монтират на входа на сградата във входно разпределително устройство (IDU) или главно разпределително табло (MSB). Трябва да се монтира за свободностоящи сгради на открити площи, сгради, свързани с въздушна линия, както и сгради с гръмоотвод или разположени до високи дървета, т.е. сгради с висок риск от пряко или косвено въздействие от мълния. Нормализиран импулс с форма на вълната 10/350 μs. Номиналният ток на разреждане е 30-60 kA.

SPD 2-ри клас -(означава се също като клас C) се използват за защита на мрежата от остатъчни атмосферни и комутационни пренапрежения, преминаващи през клас 1 SPD. Монтират се в локални разпределителни табла, например във входното табло на апартамент или офис. Те се нормализират чрез импулсен ток с форма на вълната 8/20 μs Номиналният разряден ток е 20-40 kA.

SPD 3 клас -(означава се също като Класд) се използват за защита на електронно оборудване от остатъчни атмосферни и комутационни пренапрежения, както и високочестотни смущения, преминаващи през SPD от клас 2. Монтират се в разклонителни кутии, фасунги или се вграждат директно в самото оборудване. Пример за използване на SPD от 3-ти клас са мрежовите филтри, използвани за свързване на персонални компютри. Те се нормализират чрез импулсен ток с форма на вълната 8/20 µs. Номиналният ток на разреждане е 5-10 kA.

1. SPD маркировка - характеристики

SPD характеристики:

• Номинално и максимално напрежение— максималното работно напрежение на мрежата за работа, при което е проектиран SPD.
• Текуща честота— работна честота на мрежовия ток за работата, за която е проектиран SPD.
• Номинален разряден ток(текущата форма на вълната е посочена в скоби) - токов импулс с форма на вълна от 8/20 микросекунди в килоампери (kA), който SPD е в състояние да предава много пъти.
• Максимален ток на разреждане(текущата форма на вълната е посочена в скоби) - максималният токов импулс с форма на вълната от 8/20 микросекунди в килоампери (kA), който SPD е в състояние да предаде веднъж, без да се повреди.
• Ниво на защитно напрежение— максималната стойност на спада на напрежението в киловолта (kV) през SPD, когато токов импулс протича през него. Този параметър характеризира способността на SPD да ограничава пренапрежението.

1. Схема на свързване на SPD

Общо условие при свързване на SPD е наличието на предпазител от страната на захранването или съответстващ на натоварването на мрежата, следователно всички диаграми, представени по-долу, ще включват прекъсвачи (схема на свързване на SPD в електрическото табло):

Схеми за свързване на SPD (OPS, OIN) към еднофазна мрежа 220V(двужилен и трижилен):

Схеми за свързване на SPD (OPS, OIN) към трифазна мрежа 3800V

Схематичните диаграми за свързване на SPD са както следва.

Ако в дома ви има много скъпи домакински уреди, по-добре е да се погрижите за организирането на цялостна електрическа защита. В тази статия ще говорим за устройствата за защита от пренапрежение, защо са необходими, какво представляват и как се инсталират.

Естеството на импулсните пренапрежения и тяхното влияние върху технологията

Много хора са запознати от детството с суетенето на изключването на домакинските електрически уреди от контакта при първите признаци на наближаваща гръмотевична буря. Днес електрическото оборудване на градските мрежи е станало по-напреднало, поради което много хора пренебрегват основните защитни устройства. В същото време проблемът не е изчезнал напълно, домакинските уреди, особено в частните домове, все още са изложени на риск.

Природата на възникване на импулсни пренапрежения (OS) може да бъде естествена и причинена от човека. В първия случай IP възниква поради удар на мълния по въздушни електропроводи, като разстоянието между точката на удара и рисковите потребители може да бъде до няколко километра. Възможно е също така да се ударят радио кули и гръмоотводи, свързани към главната заземителна верига, в който случай се появява индуцирано пренапрежение в битовата мрежа.

1 - дистанционен удар на мълния върху електропроводи; 2 - консуматори; 3 - заземен контур; 4 - близък удар на мълния до електропроводи; 5 - директен удар на мълния в гръмоотвода

Създадените от човека източници на енергия са непредсказуеми; те възникват в резултат на комутационни претоварвания в трансформаторни и разпределителни подстанции. При асиметрично увеличаване на мощността (само в една фаза) е възможен рязък скок на напрежението, което е почти невъзможно да се предвиди.

Импулсните напрежения са много кратки по време (под 0,006 s), появяват се систематично в мрежата и най-често остават незабелязани от наблюдателя. Домакинските уреди са проектирани да издържат на пренапрежения до 1000 V, които се срещат най-често. При по-високо напрежение е гарантирано прекъсване на захранването, възможно е и прекъсване на изолацията в окабеляването на къщата, което води до множество къси съединения и пожар.

Как работи SPD и как работи

SPD, в зависимост от класа на защита, може да има полупроводниково устройство на базата на варистори или да има контактен разрядник. В нормален режим SPD работи в режим на байпас, токът вътре в него протича през проводящ шунт. Шунтът е свързан към защитно заземяване чрез варистор или два електрода със строго регулирана междина.

По време на скок на напрежението, дори много кратък, токът преминава през тези елементи и се разпространява по заземяването или се компенсира от рязък спад на съпротивлението във веригата фаза-нула (късо съединение). След стабилизиране на напрежението разрядникът губи капацитета си и устройството отново работи в нормален режим.

Така SPD затваря веригата за известно време, за да може излишното напрежение да се преобразува в топлинна енергия. В този случай през устройството преминават значителни токове - от десетки до стотици килоампери.

Каква е разликата между класовете на защита

В зависимост от причините за IP се разграничават две характеристики на вълната на повишено напрежение: 8/20 и 10/350 микросекунди. Първата цифра е времето, през което PI достига максималната си стойност, втората е времето, което е необходимо, за да падне до номиналните стойности. Както можете да видите, вторият тип пренапрежение е по-опасен.

Устройствата от клас I са предназначени за защита срещу пренапрежения на тока с характеристика 10/350 μs, които най-често възникват при разряд на мълния в електропроводи на по-близо от 1500 m до потребителя. Устройствата са способни да пропускат за кратко ток от 25 до 100 kA през себе си; почти всички устройства от клас I са базирани на отводители.

Клас II SPD са фокусирани върху IP компенсация с характеристика 8/20 μs, пиковите стойности на тока в тях варират от 10 до 40 kA.

Клас на защита III е предназначен да компенсира пренапрежения с текущи стойности по-малки от 10 kA с IP характеристика 8/20 μs. Устройствата с клас на защита II и III се основават на полупроводникови елементи.

Може да изглежда, че инсталирането само на устройства от клас I като най-мощни е достатъчно, но това не е така. Проблемът е, че колкото по-висок е долният праг на пропускателния ток, толкова по-малко чувствителен е SPD. С други думи: при кратки и относително ниски стойности на IP, мощен SPD може да не работи, а по-чувствителен няма да се справи с токове с такава величина.

Устройствата с клас на защита III са предназначени да елиминират най-ниските напрежения - само няколко хиляди волта. Те са напълно сходни по характеристики със защитните устройства, инсталирани от производителите в захранвания за домакински уреди. В случай на резервна инсталация, те са първите, които поемат товара и предотвратяват работата на SPD в устройства, чийто експлоатационен живот е ограничен до 20-30 цикъла.

Има ли нужда от SPD, оценка на риска

Пълен списък с изисквания за организиране на защита срещу захранване е изложен в IEC 61643-21; задължителната инсталация може да бъде определена с помощта на стандарта IEC 62305-2, според който се извършва специфична оценка на степента на риск от удар на мълния и се установяват причинените от него последици.

Като цяло, когато захранвате от въздушни електропроводи, инсталирането на защита от пренапрежение от клас I е почти винаги за предпочитане, освен ако не е взет набор от мерки за намаляване на въздействието на гръмотевичните бури върху режима на захранване: повторно заземяване на опори, PEN проводник и метални носещи елементи, монтаж на гръмоотвод с отделен заземителен контур, инсталационни системи за изравняване на потенциала.

По-лесен начин за оценка на риска е да се сравнят разходите за незащитени домакински уреди и устройства за сигурност. Дори в многоетажни сгради, където пренапреженията имат много ниски стойности с характеристика 8/20, рискът от повреда на изолацията или повреда на устройствата е доста висок.

Монтаж на устройства в главно табло

Повечето предпазители от пренапрежение са модулни и могат да се монтират на 35 mm DIN шина. Единственото изискване е екранът за инсталиране на SPD да има метален корпус със задължителна връзка към защитния проводник.

При избора на SPD, в допълнение към основните експлоатационни характеристики, трябва да вземете предвид и номиналния работен ток в режим на байпас, той трябва да съответства на натоварването във вашата електрическа мрежа. Друг параметър е максималното ограничаващо напрежение, то не трябва да бъде по-ниско от най-високата стойност в рамките на дневните колебания.

SPD са свързани последователно към еднофазна или трифазна захранваща мрежа, съответно чрез двуполюсен и четириполюсен прекъсвач. Неговият монтаж е необходим в случай на запояване на електродите на искрова междина или повреда на варистора, което причинява постоянно късо съединение. Фазите и защитният проводник са свързани към горните клеми на SPD, а нулевият проводник е свързан към долните клеми.

Пример за свързване на SPD: 1 – вход; 2 - автоматичен превключвател; 3 - SPD; 4 - заземителна шина; 5 - земен контур; 6 - електромер; 7 - диференциал автоматичен; 8 - към потребителски машини

При инсталиране на няколко защитни устройства с различни класове на защита е необходима тяхната координация с помощта на специални дросели, свързани последователно с SPD. Защитните устройства са вградени във веригата във възходящ ред на класа. Без одобрение по-чувствителните SPD ще поемат основното натоварване и ще се повредят по-рано.

Инсталирането на дросели може да се избегне, ако дължината на кабелната линия между устройствата надвишава 10 метра. По тази причина разпределителите от клас I се монтират на фасадата още преди измервателния уред, предпазвайки измервателния уред от пренапрежения, а вторият и третият клас се монтират съответно на ASU и етажните/груповите табла.

Стандартът GOST 13109-97 не дава никакви ограничителни или допустими стойности на импулса, а само ни дава формата на този импулс и неговата дефиниция. По време на измерванията приемаме, че в мрежата не трябва да се появяват импулси. И ако са, тогава ще трябва да се подреди и да се потърсят виновните. При нашите измервания в мрежи 0,4 kV не срещнахме проблеми с импулса. Това не е изненадващо - при измерване от страна на 0,4 kV всеки импулс ще бъде погълнат или отрязан от ограничителите на пренапрежение, но това е тема за друга статия. Но както се казва, предупреденият е предварително въоръжен. Затова в статията ще дадем това, което знаем.

Това са определенията от GOST 13109-97:

импулс на напрежението - рязка промяна на напрежението в точка от електрическата мрежа, последвана от възстановяване на напрежението до първоначалното или близко до него ниво за период от време до няколко милисекунди;

— амплитуда на импулса - максималната моментна стойност на импулса на напрежението;

— продължителност на импулса - интервалът от време между началния момент на импулса на напрежението и момента на възстановяване на моментната стойност на напрежението до първоначалното или близко до него ниво;

Откъде идват импулсите?

Импулсните напрежения се причиняват от светкавични явления, както и от преходни процеси при превключване в електрозахранващата система. Импулсите на мълния и комутационно напрежение се различават значително по характеристики и форма.

Импулсното напрежение е внезапна промяна на напрежението в точка от електрическата мрежа, последвана от възстановяване на напрежението до първоначалното или близко до него ниво в рамките на 10-15 μs (мълниеносен импулс) и 10-15 ms (превключващ импулс). И ако продължителността на фронта на импулса на тока на мълния е с порядък по-малка от импулса на комутационния ток, тогава амплитудата на импулса на мълния може да бъде с няколко порядъка по-висока. Измерената максимална стойност на тока на разряд на мълния, в зависимост от неговата полярност, може да варира от 200 до 300 kA, което се случва рядко. Обикновено този ток достига 30-35 kA.

Фигура 1 показва осцилограма на импулс на напрежение, а фигура 2 показва общия му изглед.

Удари от мълнии в или близо до електропроводи в земята водят до появата на импулсни напрежения, които са опасни за изолацията на линиите и електрическото оборудване на подстанциите. Основната причина за неизправност на изолацията на електроенергийните съоръжения, прекъсване на електрозахранването и разходите за възстановяването му е поражението от мълния на тези съоръжения.

Фигура 1 — Осцилограма на импулса на напрежението

Фигура 2 — Общ изглед на импулс на напрежение

Светкавичните импулси са често срещано явление. По време на разрядите мълнията навлиза в мълниезащитното устройство на сгради и подстанции, свързани с кабели за високо и ниско напрежение, комуникационни и контролни линии. При една светкавица могат да се наблюдават до 10 импулса, следващи един след друг с интервал от 10 до 100 ms. Когато мълния удари заземително устройство, неговият потенциал се увеличава спрямо отдалечени точки и достига милион волта. Това допринася за факта, че във вериги, оборудвани с кабелни и надземни връзки, се индуцират напрежения, вариращи от няколко десетки волта до много стотици киловолта. Когато мълнията удари въздушните линии, вълна от пренапрежение се разпространява по тях и достига до шините на подстанцията. Вълната от пренапрежение се ограничава или от здравината на изолацията по време на нейното разрушаване, или от остатъчното напрежение на защитните отводители, като същевременно се поддържа остатъчна стойност, достигаща десетки киловолта.

Импулсите на превключващото напрежение възникват при превключване на индуктивни (трансформатори, двигатели) и капацитивни (кондензаторни батерии, кабели) товари. Те възникват при късо съединение и неговото изключване. Стойностите на превключващите импулси на напрежение зависят от вида на мрежата (въздушна или кабелна), вида на превключването (включване или изключване), естеството на товара и вида на превключващото устройство (предпазител, разединител, прекъсвач). Превключващите импулси на ток и напрежение имат колебателен, затихващ, повтарящ се характер поради изгаряне на дъгата.

Стойностите на превключващите импулси на напрежение с продължителност на ниво 0,5 импулсна амплитуда (виж фиг. 3.22), равна на 1-5 ms, са дадени в таблицата.

Импулсът на напрежението се характеризира с амплитудата U imp.a, максимална стойност на напрежението U imp, продължителността на предния ръб, т.е. интервал от време от началото на импулса Tкато се започне, докато достигне своята максимална (амплитудна) стойност Tусилвател и продължителност на импулса на напрежението на ниво 0,5 от неговата амплитуда Tусилвател 0,5. Последните две времеви характеристики са показани като дроб ∆ Tусилвател/ Tимп 0,5.

Стойност на превключващите импулсни напрежения

Списък на използваните източници

1. Кужекин И.П. , Ларионов В.П., Прохоров В.Н. Мълния и мълниезащита. М.: Знак, 2003

2. Карташев И.И. Управление на качеството на електроенергията / I.I. Карташев, В.Н. Тулски, Р.Г. Шамонов и др.: изд. Ю.В. Шарова. – М.: Издателство MPEI, 2006. – 320 с.: ил.

3. ГОСТ 13109-97. Електрическа енергия. Електромагнитна съвместимост на техническите средства. Стандарти за качество на електрическата енергия в електроснабдителните системи с общо предназначение. Въведете. 1999-01-01. Минск: Издателство на IPK Standards, 1998. 35 с.