Разрядники для защиты от перенапряжений

Разрядники в сетях

Разрядники двух выводные
Двухэлектродные разрядники предназначены для защиты от импульсных перенапряжений одной цепи или одной жилы кабеля в устройствах защиты автоматических телефонных станций, блоков питания, кабельных антенных трактов высокочастотного приемо — передающего оборудования и прочих радиоэлектронных комплексов.

Разрядники трех выводные
Трехэлектродные разрядники предназначены для симметричной защиты от импульсных перенапряжений одновременно двух электрических цепей в устройствах защиты автоматических телефонных станций, блоков питания и прочего радиоэлектронного оборудования.

Разрядники мощные
Мощные искровые газовые разрядники предназначены для использования в низковольтных (до 1000В) электрических системах зданий для разряда грозового тока и ограничения мощных импульсных перенапряжений.

Разрядники сверхмощные
Сверх мощные разрядники предназначены для выравнивания потенциалов электрически изолированных частей зданий, строений и сооружений на открытой местности при ударе молнии.

Применение разрядников для защиты ЛВС от перенапряжений

ода разряднику

Внимание уделяемое разрядникам при защите ЛВС связано с наличием перенапряжений как в цепях питания так и в сигнальных цепях ЛВС. Указанные перенапряжения появляются при: наведении паразитных токов при грозовых разрядах, возникновении токов при коммутации мощных индуктивных нагрузок в силовой сети, накоплении статических зарядов на воздушных линиях, наводках от высоковольтных линий электропередач и тд.

Типовыми неисправностями возникающими в ЛВС при воздействии перенапряжений являются: сгорание хабов и сетевых плат (в том числе и интергированных в материнские платы) при воздействиях перенапряжений через разъемы BNC, UTP и питания, выход из строя UPS и блоков питания компьютеров. Выход из строя UPS связан с тем, что в них используется дешевая варисторная защита, уступающая разрядникам, и не способная обеспечить надежное предотвращение вредных воздействий перенапряжений в цепи питания.

Для защиты сигнальной линии ЛВС, выполненной в виде витой пары, может быть использована достаточно простая схема¹:

При этом имеет смысл использовать один двухэлектродный газовый разрядник (между землей и выводами 4, 5, 7, 8), и два трехэлектродных разрядника (контакты 1-земля-2 и 3-земля-6). При такой комбинации разрядников достигается максимальное быстродействие срабатывания защиты и малые компенсационные токи через многофазный диодный мост — за счет симметричного срабатывания трехэлектродных разрядников. В случае отсутствия трехэлектродных разрядников возможно использование только двухэлектродных разрядников, однако это приведет к возникновению бОльших компенсационных токов через диодный мост в моменты неодновременного срабатывания разрядников в витых парах и к некоторому снижению надежности защиты.

В случае нежелания использовать большого количества разрядников возможно сократить их количество, например, используя только три двухэлектродных разрядника (контакты 4, 5, 7, 8 — земля; 1 — земля и 3 — земля). Платой за снижение количества разрядников в схеме защиты является увеличение времени ее срабатывания, увеличение токов через диодный мост и соответсвенно снижение надежности защиты.

Более того, возможно построить относительно надежную схему защиты даже на одном трехэлектродном разряднике или на двух двухэлектродных разрядниках:

Естественно ее надежность и скорость срабатывания ниже чем у вышеописанной схемы.

Следует отметить, что многие имеющиеся сейчас на рынке устройства защиты выполнены по аналогичной схеме, за исключением пустячка — вместо разрядников часто используется все что угодно только не сами разрядники: варисторы, воздушные искровые промежутки, закоротки.

Замена разрядников варисторами приемлема для разряда статического электричества, но недопустима для случая грозового разряда. Использование воздушного искрового промежутка приводит к недопустимо большому времени срабатывания защиты по сравнению с разрядником. Замена разрядников закоротками приводит к возникновению значительных постоянных уравнивающих токов в сети, способных вывести из строя оборудование.

В конечном итоге выбор той или иной схемы защиты зависит от размеров самой сети, расстояний внутри ее сегментов и схемы питания оборудования. Если сеть состоит из одного сегмента, все оборудование питается от одной фазы и расстояния между защищаемыми объектами невелики, то возможен самый простой вариант защиты. Если же количество сегментов увеличивается, расстояния между объектами сети внутри сегментов возрастают, питание идет от разных фаз и хороше если от одной подстанции, то экономить на количестве разрядников не следует, иначе эта экономия на средствах приведет к огромным тратам на поиск и устранение неисправностей. Всегда следует иметь ввиду, что защита, обеспечиваемая разрядниками, является наиболее надежной. Выбор за Вами, тем более, что похожие схемы защиты широко применяется в серийно выпускаемых нетпротекторах DT******.

Для защиты сетевого оборудования от перенапряжений в силовой сети целесообразно устанавливать специальные схемы защиты в распределительных щитах зданий.

¹ Владимир Ильин «Грозозащита».

Сервис

• Техподдержка
• Новости
• Точное время

Разрядники (каталог)

• Разрядники двухвыводные
• Разрядники трехвыводные
• Разрядники мощные
• Разрядники сверхмощные

Рекомендации по разрядникам

• Общие сведения по разрядникам
• Разрядники в сигнальных цепях
• Разрядники в цепях питания
• Элементы питания

Линии поставок
Производители :

• Relpol
• Hakel
• Tele
• Lovato
• Simet
• ETI
• Zettler

Компоненты :

• Реле (индустриальные, времени, защиты, контроля, интерфейсные, сигнальные и т.д.)
• Датчики (бесконтактные — тока, мощности и напряжения)
• Контакторы
• Кнопки, светоарматура, кулачковые и концевые выключатели, прочие компоненты промавтоматики Lovato
• Клеммы
• Ограничители перенапряжений
• Автоматы и компоненты защиты
• Прочие комплектующие

Проекты

• Поставка компонентов промышленной автоматики, электротехники, электроники и защиты
• Поставка оборудования связи
• Поставка радиоэлектронных компонентов
• Разработка программного обеспечения
• Проектирование телекоммуникационных сетей

Устройство защиты от импульсного перенапряжения

УЗИП — это устройство защиты от импульсного перенапряжения в электрических сетях, возникшего от прямого удара молнии во время грозы до безопасного минимума.

Что такое УЗИП и зачем он нужен?

Современное жилище невозможно представить без системы освещения, разнообразной бытовой техники и электронных устройств, работающих от электросети. Однако большинство пользователей не знают, что многие дорогостоящие приборы могут навсегда выйти из строя после кратковременного перенапряжения в электрической сети, которое способно во много раз превысить номинальное. Такое скачкообразное повышение напряжения происходит по нескольким причинам:

• При попадании молнии в воздушную линию электроснабжения или систему грозозащиты здания;
• При оперативных переключениях на питающей трансформаторной подстанции, которые вызывают коммутационную перегрузку на ТП;
• При коротком замыкании в удаленной сети;
• При подключении оборудования большой мощности, например, сварочного аппарата или устройства с мощным электродвигателем.

Чтобы предотвратить негативные последствия скачкообразных повышений напряжения в сетях используются УЗИП – устройства защиты от импульсного перенапряжения.

Нужно заострить внимание на том, что УЗИП является устройством, наиболее эффективно защищающим электросеть именно от перенапряжения, которое возникает вследствие грозового разряда. Другие защитные устройства – УЗО (устройство защитного отключения), реле напряжения и т.п. не могут защитить электроприборы при скачке в несколько киловольт, который может возникнуть не только при поражении грозовым разрядом линии электропередач, но и даже рядом с ней. Это особенно актуально для индивидуальных жилых домов, так как в домах многоквартирных электроснабжение осуществляется по подземным кабельным линиям, а в частных по воздушным. Импульс перенапряжения способен возникнуть в сети даже при ударе молнии в ЛЭП за много километров от дома, в связи с этим владельцам индивидуальных домов обязательно следует позаботиться об оснащении УЗИП.

Стоит помнить! Грозовые разряды — это источник огромного скачка напряжений, со всеми вытекающими последствиями от оплавления контактов вводных автоматов при прямом заносе тока молнии до выхода из строя полупроводниковых приборов при наводках от грозового разряда над зданием в облаке.

Принцип работы

Чтобы понять, каким образом функционирует УЗИП, нужно иметь понятие о таких элементах электрических схем, как резисторы и варисторы. Резистор – это пассивное микроустройство, встраиваемое в схемы электросистем и предназначенное для создания определенных сопротивлений электротоку. С помощью резисторов происходит ограничение потребляемой мощности электроприборов и регулировка характеристик электротока. Варистор – это разновидность резистора, который способен менять сопротивление по нелинейному закону при изменении напряжения. При подъеме напряжения сверх нормативной величины сопротивление варистора скачкообразно падает.

В схему УЗИП включен по меньшей мере один варистор, и функционирование устройства основано на свойстве элемента резкого снижения сопротивления при скачкообразном подъеме напряжения. Когда напряжение в сети, работающей в обычном режиме, не превышает 220 В, сопротивление варистора не позволяет электротоку протекать через защитное устройство. При поражении грозовым разрядом молниеотвода или по другой причине, из-за чего происходит скачкообразный подъем напряжения, сопротивление варистора многократно падает, в результате через УЗИП начинает протекать ток. А так как УЗИП для дома соединяется с заземляющим проводником, происходит короткое замыкание, приводящее к срабатыванию автомата аварийного выключения.

Помимо варисторов в устройство УЗИП включаются разъединители, конденсаторы, предохранители из плавкого материала, индикаторы, по которым определяют состояние устройства, катушки индуктивности.

Производителей УЗИП и торговых марок множество, тысячи наименований устройств для всех цепей и приборов, но существует опасность выбора некачественного разрядника.

Многие продавцы предлагают недорогие варисторные Узип с Восточной Европы класса I «пропускают» ток молнии по причине «гирлянды» параллельно включённых варисторов, из которых срабатывает один потому, что подобрать варисторные элементы китайского происхождения с одинаковыми параметрами при массовом производстве практически невозможно.

Не каждая подрядная организация в состоянии спроектировать и правильно выполнить монтаж УЗИП.

Без опыта — разрядник даже приличного качества можно угробить или свести на нет его защитные свойства.

Неподготовленные инженеры для защиты дорогих приборов в коттеджах предлагают разрядник только на электрическом вводе без учета возможности заноса грозового потенциала по антенному фидеру от антенны, а мачта антенны – это молниеприёмник.

Виды УЗИП

По количеству клемм подключения УЗИП делятся на устройства с одним или с двумя вводами. Одновводные УЗИП оснащаются отдельными вводами и выводами и подключаются к защищаемой сети параллельно. Двухвводные оборудуются дополнительным сопротивлением между отдельными вводами и выводами и подключаются в сеть последовательно.

По виду нелинейного элемента УЗИП подразделяются на 3 основных типа:

• коммутирующие устройства
• ограничители сетевого перенапряжения или ОПН;
• комбинированные устройства

Коммутирующие устройства

Коммутирующие защитные устройства характеризуются наличием нелинейного элемента с высоким сопротивлением, которое резко падает до минимума при скачкообразном повышении напряжения. Наиболее характерные представители подобных устройств – так называемые «разрядники», которые подразделяются на устройства открытого типа, с использованием искровых промежутков, с использованием угольных элементов, газонаполненные.

Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)

Устройства-ограничители – (ОПН) – способны поддерживать значительное сопротивление при подъеме напряжения и плавно снижать его по мере возрастания величины напряжения. В ходе этого процесса электрический импульс сглаживается. После кратковременного подъема напряжения импульсный ограничитель возвращается в состояние нормального функционирования.

Комбинированные УЗИП

Комбинированные устройства оснащаются регулирующими элементами, способными как замыкать и размыкать электрические цепи, так и сглаживать характеристики электротока. Такие устройства могут осуществлять обе функции по отдельности или одновременно в зависимости от того, какие характеристики свойственны напряжению в текущий момент

Классы УЗИП

УЗИП подразделяются на 3 класса в зависимости от той степени, в какой устройства могут осуществлять защитные функции.

УЗИП 1 класса

УЗИП 1 класса (другое обозначение – класс УЗИП «B» по международному стандарту) предназначаются для защиты от последствий, вызванных непосредственным проявлением грозового разряда – ударом молнии. Приборами такого класса оборудуются устройства на вводе электросетей в здание – в ВРУ (вводно-распределительном устройстве) или ГРЩ (главном распределительном щите). УЗИП 1 класса рекомендуется устанавливать для защиты систем электроосвещения зданий с воздушными вводами и молниеотводами, которыми чаще всего оборудуются частные жилые дома. А также для защиты зданий, стоящих обособленно на открытой местности, или имеющих поблизости высокие деревья, то есть подверженные высокой опасности грозового воздействия.

УЗИП 2 класса

УЗИП 2 класса (класс «С») – используются для защиты сетей от последствий скачков напряжения, вызванных атмосферными или коммутационными процессами, которые могут оставаться после прохождения электротока через защитные устройства 1 класса. Должны включаться в электрические схемы в распределительных щитах, которые устанавливаются по зданию.

УЗИП 3 класса

УЗИП 3 класса (класс «D») – применяются в качестве непосредственной защиты различных электроприборов и электронной аппаратуры от скачков напряжения и помех высокой частоты, которые прошли через устройства 2 класса. Могут быть вмонтированы в розетки, разветвительные коробки, сетевые фильтры в местах подключения аппаратуры.

Наличие УЗИП трех классов позволяет выстроить защиту сети дома от перепадов напряжения различного происхождения и силы, состоящую из трех ступеней.

Обращайтесь к специалистам Амнис

Мы — единственные, кто при проектировании внутренней защиты от перенапряжений в высотных зданий Делового центра «Москва Сити» отказались от подбора УЗИП по рекомендациям производителей и использовали собственную компьютерную программу расчета напряженности полей внутри здания.

Мы — партнёры и дистрибьюторы DEHN + SOHNE

• DEHN — это узкая специализация.
• DEHN — это одна из нескольких в Европе лабораторий с возможностью воспроизводства разрядов импульсного тока с характеристиками тока молнии.
• DEHN — это силовые УЗИП на электрических вводах, собранные исключительно на искровых промежутках с уникальной технологией Radax Flow.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Устройствами защиты от перенапряжения служат разрядники. Существуют три типа разрядников, а соответственно, и три класса. Каждому типу разрядников соответствует определенный класс. Так, разрядникам типа1 соответствует класс В, разрядникам типа 2 соответствует класс С и, соответственно, разрядникам типа 3 соответствует класс D.

Разрядники перенапряжения тип 1 (класс В)

Разрядники перенапряжения типа 1 (класс В), благодаря своему строению, предназначены для отвода тока молний или частичных токов молний при прямом ее попадании. Они характеризуются высокой отводящей способностью и обладают малыми габаритными размерами. Устройство представляет собой блок с установленным в него герметическим разрядником, устойчивым к сильным токам. Блок можно устанавливать в любой распределительный щит благодаря компактности и безопасности устройства. Разрядник перенапряжения типа 1 (класс В) устанавливается в главном распределительном устройстве. Возможна установка разрядника в щите до счетчика. Данное устройство позволяет избежать переброса напряжения на защитный проводник и возникновения опасного контактного напряжения в месте уравнивания потенциалов. Разрядники перенапряжения данного типа используют в промышленных объектах, зданиях общественного пользования, а также крупных жилых комплексах.

Разрядники перенапряжения тип 2 (класс С)

Разрядники перенапряжения типа 2 (класс С) служат для защиты устройств низкого напряжения. Данные устройства предназначены для отвода перенапряжения, вызванные ближним или дальним ударом молнии или действиями при переключении. Разрядники перенапряжения типа 2 позволяют избежать переброса напряжения на защитный проводник и возникновения опасного контактного напряжения в месте уравнивания потенциалов.

Разрядники перенапряжения типа 2 (класс С) могут монтироваться в стандартном распределительном корпусе, а также подходят для использования в промышленных и жилых зданиях.

Разрядники перенапряжения тип 3 (класс D)

Разрядники перенапряжения типа 3 отводят перенапряжение отдельных потребителей или групп потребителей и используются, непосредственно, в розетках. Также применяются для защиты от импульсных перенапряжений коммутационных, распределительных устройств и пультов управления. Разрядники данного типа предназначены для защиты оконечных приборов от временного перенапряжения. Разрядники типа 3 (класс D) могут использоваться для защиты линий электропитания спутниковых и телекоммуникационных систем.

Способы защиты от перенапряжений в электрических сетях

Перенапряжение – это ненормальный режим работы в электрических сетях, который заключается в чрезмерном увеличении значения напряжения выше допустимых значений для участка электрической сети, который является опасным для элементов оборудования данного участка электрической сети.

Изоляция оборудования электроустановок рассчитана на нормальную работу при определенных значениях напряжения, в случае наличия перенапряжения, изоляция приходит в негодность, что приводит к повреждению оборудования и представляет опасность для обслуживающего персонала или людей, которые находятся в непосредственной близости к элементам электрических сетей.

Перенапряжения могут быть двух видов – природными (внешними) и коммутационными (внутренними). Природные перенапряжения – это явление атмосферного электричества. Коммутационные перенапряжения возникают непосредственно в электрических сетях, причинами их проявления могут быть большие перепады нагрузки на линиях электропередач, феррорезонансные явления, послеаварийные режимы работы электрических сетей.

Способы защиты от перенапряжений

В электроустановках для защиты оборудования от возможных перенапряжений применяют такое защитное оборудование, как разрядники и ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) .

Основным конструктивным элементом данного защитного оборудования является элемент с нелинейными характеристиками. Характерная особенность данных элементов заключается в том, что они изменяют свое сопротивление в зависимости от приложенного к ним значения напряжения. Рассмотрим вкратце принцип работы данных защитных элементов.

Разрядник или ограничитель перенапряжения присоединяется к шине рабочего напряжения и к контуру заземления электроустановки. В нормальном режиме, то есть, когда сетевое напряжение находится в пределах допустимых значений, разрядник (ОПН) имеет очень большое сопротивление, и он не проводит напряжение.

В случае возникновения перенапряжения на участке электрической сети сопротивление разрядника (ОПН) резко падает, и данный защитный элемент проводит напряжение, способствуя утечке возникшего скачка напряжения в заземляющий контур. То есть на момент перенапряжения разрядник (ОПН) осуществляет электрическое соединение провода с землей.

Разрядники и ОПН устанавливаются для защиты элементов оборудования на территории распределительных устройств электроустановок, а также в начале и в конце линий электропередач напряжением 6 и 10 кВ, которые не оборудованы грозозащитным тросом.

Для защиты от природных (внешних) перенапряжений на металлических и железобетонных конструкциях открытых распределительных устройств устанавливают стержневые молниеотводы . На высоковольтных линиях напряжением 35 кВ и выше применяют грозозащитный трос (тросовый молниеотвод), который располагается в верхней части опор линий электропередач на всей их протяженности, соединяясь с металлическими элементами линейных порталов открытых распределительных устройств подстанций. Молниеотводы притягивают атмосферные заряды на себя, тем самым предупреждая их попадания на токоведущие части электрооборудования электроустановок.

Для обеспечения надежной защиты оборудования электроустановок от возможных перенапряжений, разрядники и ограничители перенапряжений, как и все элементы оборудования, должны проходить периодические ремонты и испытания. Также необходимо в соответствии с установленной периодичностью проверять сопротивление и техническое состояние заземляющих контуров распределительных устройств.

Перенапряжения в низковольтных сетях

Явление перенапряжений также характерно и для низковольтных сетей напряжением 220/380 В. Перенапряжения в низковольтных сетях приводят к выходу из строя не только оборудования данных электрических сетей, но и электроприборов, которые включены в сеть.

Для защиты от перенапряжений в домашней электропроводке используют реле напряжения или стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, в которых предусмотрена соответствующая функция. Также существуют модульные устройства защиты от импульсных перенапряжений, предназначенные для установки в домашний распределительный щиток.

В низковольтных распределительных устройствах предприятий, электроустановок, ЛЭП для защиты от перенапряжений применяют специальные ограничители перенапряжений по принципу работы схожие с высоковольтными ОПН.

Разрядники для защиты от перенапряжений

Нормативная база по системам защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений для сетей электроснабжения низкого напряжения до настоящего времени разработана недостаточно. Но как показывает практика для жилых домов , офисных и административных зданий , складских помещений защита от перенапряжений является не маловажным фактором. В этой статье мы рассмотрим основные принципы выполнения защиты от перенапряжений в электрических сетях, на которые необходимо обратить внимание уже на стадии проектирования.

В ПУЭ (7-е изд., п. 7.1.22) содержится следующее требование:

«…При воздушном вводе должны устанавливаться ограничители импульсных перенапряжений».

Технический комитет Международной электротехнической комиссии — ТС 37 разработал стандарты по защите от волновых грозовых и коммутационных перенапряжений — МЭК 61647-1,2,3,4, МЭК 61643-1,2, МЭК 61644-1,2.

На основе стандарта МЭК 61643-1 (1998-02) «Устройства защиты от волн перенапряжения, для низковольтных систем распределения электроэнергии. Эксплуатационные требования и методы испытания» был разработан, в частности, немецкий стандарт VDE 0675 Ч.6. «Разрядники и устройства защиты от перенапряжений для сетей переменного тока 100-1000 В».

В России системы грозозащиты регламентируются «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122-87)» и «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций (СО 153-34.21.122-2003)». Для Украины действующим документом является «Устройство молниезащиты зданий и сооружений (ДСТУ Б В.2.5-38:2008)».

Грозозащита является одним из разделов комплекса задач по обеспечению электромагнитной совместимости. В настоящее время общепринятой считается зонная концепция защиты от перенапряжений (МЭК 1024).

Существует различие между внешней и внутренней грозозащитой.

Внешняя грозозащита предназначена для защиты зданий и других объектов при прямых ударах молнии. Эта защита представляет собой один или несколько низкоомных и малоиндуктивных путей тока молнии на землю (молниеотвод, состоящий из токоприемника, токоотвода и заземлителя). Внешняя грозозащита является классической и выполняется в соответствии с действующими нормами.

Внутренняя грозозащита защищает электрические установки и электронные приборы внутри зданий от частичных токов молнии, от коммутационных, грозовых перенапряжений и повышения потенциала в системе заземления. Кроме того, внутренняя грозозащита обеспечивает защиту от воздействий, вызванных ударами молний, электромагнитных полей. Для внутренней грозозащиты основным условием является наличие эффективной системы заземления. Внутренняя грозозащита приобрела значение лишь в последние годы в связи с широким распространением микроэлектроники.

Границы эшелонированных защитных зон в здании образуются устройствами внешней грозозащиты, стенами зданий (металлическими фасадами, арматурой несущих стен и др.), внутренними экранированными помещениями, измерительными камерами, корпусами приборов и т.д.

На рис. 1 представлена схема питания электроустановки со ступенчатой системой защиты от перенапряжений. На главном вводе после группы предохранителей между каждым фазным проводником и главной шиной заземления включены искровые разрядники. При импульсах перенапряжений, поступающих по проводам сети, или при повышениях потенциала точки А во время прямого удара молнии разрядники срабатывают и пропускают заряд на землю.

При ударе молнии потенциал точки А относительно удаленного заземлителя, например, заземлителя трансформатора источника питания, может достигать миллиона вольт. Однако напряжение между фазами сети и главной заземляющей шины не превысит значение напряжения срабатывания искровых разрядников. Это означает, что вся внутренняя электропроводка испытывает одинаковое повышение потенциала.

Рис 1. Схема питания электроустановки со ступенчатой системой защиты от перенапряжений
Допустимо также предположить, что при соотношении сопротивлений заземлителя и проводов сети 1:10 лишь 10 % тока молнии поступает в распределительную сеть электроустановки.

Наряду с классическими разрядниками во внутренней грозозащите применяются специальные ограничители перенапряжений (ОПН), состоящие из параллельно соединенных искрового разрядника и варистора. Варистор ограничивает возникающие довольно часто перенапряжения, вызванные дальними ударами молний, искровой разрядник срабатывает при прямом ударе молнии, если из-за больших токов на варисторе остается достаточное высокое остающееся напряжение. При необходимости, в областях с высокой грозовой активностью, остающиеся перенапряжения на последующих зонах снижают дополнительно включенными варисторными или комбинированными ОПН с различными параметрами, устанавливаемыми на границах зон. При этом для развязки ступеней защиты применяют специальные, включаемые последовательно в линию индуктивности.

В российских нормативных документах указания о применении ОПН содержатся во «Временных указаниях по применению УЗО в электроустановках зданий» (И.П. от 29.04.97 № 42-6/9-ЭТ). В разд. 6 «Указания по применению УЗО для объектов индивидуального строительства» в п. 6.3 указывается: «При выборе схемы электроснабжения, распределительных щитков и собственно типов УЗО следует обратить особое внимание на необходимость установки ограничителей перенапряжений (ОПН) (разрядников) при воздушном вводе». Там же показана схема электроснабжения коттеджа, где на главном вводе показано подключение ОПН с фазного и нулевого проводников на шину РЕ.

Оставить комментарий или два

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.

Устройства защиты от перенапряжения в электрических сетях

Автоматические защиты от перенапряжения в сети отлично справляются с задачами быстро снять напряжение с электроприемников уже многие десятилетия. Их по старинке электрики называют «Разрядники».

Объяснить это можно тем, что первоначальные конструкции использовали принцип разряда через искровой промежуток. Этот термин плавно перешел к последующим устройствам на базе полупроводниковых элементов или металл-оксидных варисторах. Хотя их называют еще «ОПН» или «Ограничители повышенного напряжения».

Многие ведущие производители бытовой техники встраивают защиту ОПН в свои изделия. Поэтому новые холодильники при созданном критическом режиме электриками просто отключились. Эта функция указывается в паспорте на изделие.

Перенапряжения чаще всего появляются при грозе, когда молния проникает в электрические сети через протяженные ЛЭП. Не исключен также вариант пробоя изоляции высоковольтного оборудования с проникновением высокого потенциала в низковольтную схему. Для таких случаев защиты систем 0,4 кВ используются трехфазные или однофазные устройства.

Принципы работы ограничителей перенапряжений 0,4 кВ

Их подключают между фазным проводом и контуром земли. При обычных условиях эксплуатации сквозь них протекает очень маленький ток с емкостной характеристикой — в доли миллиампер.

Во время превышения допустимой нормы напряжения происходит пробой на землю с отводом энергии через РЕ-проводник за счет теплового рассеивания. Одна из основных задач надежной работы разрядника — исключение ложных действий от рабочих нагрузок в электросети промышленной частоты.

Классификация ОПН 0,4 кВ

Такие устройства выпускаются трех классов: «В», «С», «D». Они работают в комплексе и последовательно снижают уровень опасной энергии.

Ограничители класса В задействуют на вводах зданий как внутреннюю защиту от молний и перенапряжений от коммутаций силовой распределительной сети, главного распред щита с вводным электросчетчиком.

ОПН с классом С монтируют в вводных щитах подъездов или этажей для ликвидации перенапряжений, прошедших через устройства класса В.

Класс D окончательно устраняет последствия аварийного режима в жилом помещении, предохраняет бытовую технику от повреждений. Только комплексное включение дает гарантию защиты.

Промышленные конструкции разрядников

Их устанавливают во всех схемах, особенно там, где оборудование размещено на открытом воздухе. Габариты, мощность и величина рабочего напряжения подбираются к конкретным условиям эксплуатации.

По конструктивному исполнению их подразделяют на:

газовые с инертными средами;

вентильные односекционные или из нескольких блоков;

Разрядники воздушного типа — это полимерная дугогасительная трубка, подвергающаяся термическому разрушению (деструкции). Процесс гашения избыточного потенциала сопровождается большим газовыделением. В их конструкции обычно применяют внутренний и внешние промежутки.

Принцип работы трубчатого воздушного разрядника:

Вакуумные разрядники часто делают с дополнительными управляющими электродами: тригитроны имеют один, а крайтроны — два дополнительных контакта для расширения возможностей регулирования. Изготавливают их в разных корпусах.

Управляемые разрядники, выпущенные предприятиями СССР:

Газовые разрядники имеют сходное устройство, но у них между внешними электродами закачан инертный газ. Конструкция и рабочие состояния разрядников с инертным газом показаны на картинке.

Вентильные разрядники состоят из многократно повторяющихся искровых промежутков и последовательно подключенных резисторов — вилитовых дисков, которые надежно герметизируют от атмосферных воздействий. Нелинейная вольтамперная характеристика вилита позволяет пропускать через него большие величины токов при маленьком падении напряжения.

Такие конструкции не осуществляют выброс газов и пламени в воздух, бесшумны в работе. Их применяют на ответственных объектах.

Защита фазы шин и ТН-110 посредством ОПН-110 показана на фотографии.

Размеры и конструкция из трех вентильных разрядников РВС-110 кВ демонстрирует картинка.

Магнитовентильные разрядники «РВМГ»состоят из последовательных секций вентильных блоков с магнитными искровыми промежутками из постоянных магнитов в фарфоровом цилиндрическом корпусе.

Высоковольтный промышленный ограничитель перенапряжения типа Siemens 3EL2 на фоне опоры высоковольтной ЛЭП 330 кВ выглядит очень внушительно.

Перечень типов разрядников и их свойства можно еще продолжать. Таких конструкций разработано много потому, что атмосферные и коммутационные причины возникновения перенапряжений в электрической сети имеют возможность проявиться в любой неблагоприятный момент времени. А последствия от их воздействия и разрушения оборудования — огромны.

Разрядники защиты от перенапряжения HAGER

Устройства защиты от перенапряжения для использования в жилых и производственных помещениях, в промышленности. Позволяют создать трехступенчатую защиту от перенапряжения. Технические характеристики: 1-, 3- и 4-полюсные, классы защиты B/C/D, для сетей TN-C, TN-С-S, TT; возможна дистанционная сигнализация.

Ассортимент профессиональной модульной автоматики Hager включает в себя специальную группу электрооборудования – разрядники защиты от перенапряжения.

Стремление человека создать комфортную и безопасную среду обитания ставит новые требования по создания системы электрозащиты современного жилья, в том числе при возникновении природных форс – мажорных ситуаций.

Мощным фактором, препятствующим нормальной работе электрооборудования, распределительных сетей здании и сооружений, а также слаботочных систем — являются прямые и удалённые удары молнии и, как возможное следствие – возникающие перенапряжения в сети.

Во избежание возникновения подобных аварийных ситуаций и для обеспечения работоспособности электроприемников, распределительных и информационных систем вследствие ударов молнии – компания Hager разработала концепцию трехступенчатой защиты от перенапряжений: предварительная защита, защита среднего класса и точная защита.

Элементной базой, применяемой в данной концепции, являются низковольтные разрядники (ограничители перенапряжения). Виды разрядников, их классификация, применение и место установки определяются, исходя из концепции зон молниезащиты, приведенной в IEC 62305-4 (DINVVDEV 0185-4).

Компания Hager производит разрядники следующих классов:

Класс В — Защитное устройство для уравнивания потенциалов системы молниезащиты согласно DIN VDE 0185-3 при прямом или близком ударе молнии.
Например, установка в главном распределительном устройстве на входе в здание

Класс С — Устройство для защиты от перенапряжений согласно DIN VDE 0100-443 при входящих по питающей сети перенапряжениях из-за далеких ударов молнии или коммутационных операций.
Например, установка в устройстве распределения тока, вторичном устройстве распределения.

Класс D — Защитное устройство, предназначено для защиты от перенапряжений нестационарных потребителей в розетках и местах электропитания. Например, установка в конечном потребителе.

Ассортимент модульных измерительных приборов Hager