Typ urządzenia przeciwprzepięciowego. Instalacja Uzipa - schematy połączeń, zasady instalacji. Jakie zagrożenia stwarzają przepięcia? Przykłady

Stało się dla nas wszystkich normą, że w rozdzielnicach budynków mieszkalnych obowiązkowe jest instalowanie wyłączników zasilania, wyłączników modułowych dla obwodów odpływowych, wyłączników RCD lub wyłączników różnicowych w pomieszczeniach i urządzeniach, w których możliwe upływy prądu są krytyczne ( łazienki, płyta grzewcza, pralka, bojler).

Oprócz tych obowiązkowych urządzeń przełączających prawie nikt nie musi wyjaśniać, dlaczego potrzebny jest przekaźnik kontroli napięcia.

SPD lub przekaźnik napięciowy

Wszyscy zaczęli je instalować wszędzie. Z grubsza mówiąc, chroni cię przed napięciem 380 V zamiast 220 V docierającym do domu. Jednocześnie nie musisz myśleć, że zwiększone napięcie dostanie się do okablowania z powodu pozbawionego skrupułów elektryka.

Zjawiska naturalne, które nie zależą od kwalifikacji elektryków, są całkiem możliwe. Drzewo po prostu upadło i zerwało przewód neutralny.

Nie zapominaj również, że każda linia napowietrzna staje się przestarzała. I nawet to, że do Twojego domu została podłączona nowa linia za pomocą samonośnego systemu izolacji izolowanej i wszystko w Twoim domu jest zainstalowane zgodnie z przepisami, nie gwarantuje, że w samej stacji transformatorowej zasilającej wszystko jest w porządku - podstacja transformatorowa.

Tam zero na szynie zbiorczej może również się utlenić lub styk na kołku transformatora może się przepalić. Nikt nie jest na to odporny.

Dlatego wszystkie nowe panele elektryczne nie są już montowane bez różnych modyfikacji UZM lub RN.

Jeśli chodzi o urządzenia chroniące przed przepięciami, w skrócie SPD, większość tutaj ma wątpliwości co do konieczności ich zakupu. Czy są one naprawdę aż tak potrzebne i czy można się bez nich obejść?

Urządzenia tego typu pojawiły się już dość dawno temu, jednak wciąż nikomu nie spieszy się z ich masowym instalowaniem. Niewielu zwykłych konsumentów rozumie, dlaczego w ogóle są potrzebni.

Pierwsze pytanie, które pojawia się w ich głowach, brzmi: „Zainstalowałem przekaźnik przeciwprzepięciowy, po co mi kolejny SPD?”

Żaden przekaźnik napięciowy Cię przed tym nie uratuje, ale najprawdopodobniej wypali się wraz z całym innym sprzętem. Jednocześnie SPD nie chroni przed niewielkimi różnicami rzędu dziesiątek lub nawet setek woltów.

Na przykład urządzenia do montażu w panelach domowych, montowane na warystorach, mogą działać tylko wtedy, gdy zmiana osiągnie wartości powyżej 430 woltów.

Dlatego zarówno urządzenia LV, jak i SPD uzupełniają się.

Ochrona domu przed burzami

Burza jest zjawiskiem spontanicznym i nadal nie jest łatwo ją obliczyć. W tym przypadku piorun nie musi uderzać bezpośrednio w linię energetyczną. Wystarczy uderzyć obok niej.

Nawet taki wyładowanie atmosferyczne powoduje wzrost napięcia w sieci do kilku kilowoltów. Oprócz awarii sprzętu jest to również obarczone rozwojem pożaru.

Nawet gdy piorun uderzy stosunkowo daleko od linii napowietrznych, w sieciach występują przepięcia, które uszkadzają elektroniczne elementy sprzętu AGD. Nowoczesny licznik elektroniczny wraz z jego napełnieniem również może ucierpieć na skutek tego impulsu.

Całkowita długość przewodów i kabli w prywatnym domu lub domku sięga kilku kilometrów.

Dotyczy to zarówno obwodów mocy, jak i niskiego prądu:

• alarm bezpieczeństwa

Wszystkie te przewody przyjmują skutki uderzenia pioruna. Oznacza to, że wszystkie kilometry okablowania podlegają gigantycznym zakłóceniom, przed którymi żaden przekaźnik napięciowy nie jest w stanie Cię uratować.

Jedyne, co pomoże i zabezpieczy cały kosztujący kilkaset tysięcy sprzęt, to małe pudełko zwane SPD.

Instaluje się je głównie w domkach, a nie w wielopiętrowych mieszkaniach, gdzie zasilanie domu odbywa się za pomocą podziemnego kabla. Nie zapominaj jednak, że jeśli Twoja podstacja transformatorowa nie jest zasilana linią kablową 6-10 kV, ale napowietrzną linią napowietrzną lub linią napowietrzną (SIP-3), wówczas można również odzwierciedlić wpływ burzy na średnie napięcie po stronie 0,4 kV.

Dlatego nie zdziw się, gdy podczas burzy w Twoim wieżowcu jednocześnie u wielu sąsiadów zawiodą routery Wi-Fi, telefony bezprzewodowe, telewizory i inny sprzęt elektroniczny.

Piorun może uderzyć w linię energetyczną kilka kilometrów od Twojego domu, ale impuls nadal dotrze do gniazdka. Dlatego też, pomimo ich kosztu, wszyscy odbiorcy energii elektrycznej powinni pomyśleć o zakupie SPD.

Cena wysokiej jakości modeli Schneider Electric lub ABB wynosi około 2-5% całkowitego kosztu szorstkiej elektryki i średniej rozdzielnicy. W sumie nie są to jakieś ogromne pieniądze.

Zajęcia SPD

Obecnie wszystkie urządzenia przepięciowe są podzielone na trzy klasy. I każdy z nich spełnia swoją rolę.

Moduł pierwszej klasy tłumi impuls główny; montowany jest na głównym panelu wejściowym.

Po wygaśnięciu największego przepięcia impuls resztkowy przejmuje SPD klasy 2. Montuje się go w panelu dystrybucyjnym domu.

Jeśli nie posiadasz urządzenia klasy I, istnieje duże prawdopodobieństwo, że całe oddziaływanie przejmie moduł II. A to może się dla niego bardzo smutno skończyć.

Dlatego niektórzy elektrycy wręcz odradzają klientom instalowanie zabezpieczeń impulsowych. Motywacją jest to, że skoro nie możesz zapewnić pierwszego poziomu, to w ogóle nie powinieneś wydawać na niego pieniędzy. Nie będzie sensu.

Zobaczmy jednak, co na ten temat powie nieobeznany elektryk, ale wiodąca firma zajmująca się instalacjami odgromowymi, Citel:

Oznacza to, że tekst bezpośrednio stwierdza, że ​​klasa II jest montowana albo po klasie 1, albo JAKO SAMODZIELNE URZĄDZENIE.

Trzeci moduł bezpośrednio chroni konkretnego konsumenta.

Jeśli nie chcesz budować całej tej trójstopniowej ochrony, kup SPD, które początkowo są przeznaczone do pracy w trzech strefach 1+2+3 lub 2+3.

Produkowane są również takie modele. I będą najbardziej uniwersalnym rozwiązaniem do zastosowania w domach prywatnych. Jednak ich koszt z pewnością odstraszy wielu.

Schemat panelu elektrycznego z SPD

Schemat połączeń rozdzielnicy dobrze wyposażonej z punktu widzenia ochrony przed wszelkimi przepięciami i przepięciami powinien wyglądać mniej więcej tak.

Na wejściu przed licznikiem znajduje się wyłącznik wejściowy zabezpieczający urządzenie pomiarowe oraz obwody wewnątrz samego pola. Następny jest licznik.

Pomiędzy licznikiem a maszyną wejściową znajduje się SPD z własnym zabezpieczeniem. Organizacja dostarczająca energię elektryczną może oczywiście zabronić takiej instalacji. Można to jednak uzasadnić potrzebą ochrony przeciwprzepięciowej samego licznika.

W takim przypadku konieczne będzie zamontowanie całego obwodu z urządzeniami w osobnej skrzynce pod uszczelką, aby uniemożliwić swobodny dostęp do odsłoniętych części pod napięciem aż do licznika.

Tutaj jednak pojawi się kwestia wymiany modułu wyzwalającego i zerwania plomb. Dlatego uzgodnij wszystkie te punkty z wyprzedzeniem.

Za urządzeniem dozującym znajdują się:

• przekaźnik napięciowy UZM-51 lub odpowiednik

• proste maszyny modułowe

Jeśli przy montażu takiej tarczy nie ma pytań dotyczących zwykłych komponentów, to na co należy zwrócić uwagę przy wyborze SPD?

Dla temperatury roboczej. Większość typów urządzeń elektronicznych zaprojektowano do pracy w temperaturach otoczenia do -25°C. Dlatego nie zaleca się ich montażu w osłonach ulicznych.

Drugim ważnym punktem są schematy połączeń. Producenci mogą produkować różne modele pasujące do różnych systemów uziemiających.

Przykładowo nie będzie już możliwości stosowania tych samych SPD w sieciach TN-C lub TT i TN-S. Z takimi urządzeniami nie osiągniesz prawidłowego działania.

Schematy połączeń

Poniżej przedstawiono podstawowe schematy połączeń SPD w zależności od konstrukcji układów uziemiających na przykładzie modeli firmy Schneider Electric. Schemat podłączenia jednofazowego SPD w sieci TT lub TN-S:

Najważniejsze jest, aby nie pomylić miejsca podłączenia wkładu N-PE. Jeśli podłączysz go do fazy, spowoduje to zwarcie.

Schemat trójfazowego SPD w układzie TT lub TN-S:

Schemat podłączenia urządzenia 3-fazowego w sieci TN-C:

Na co warto zwrócić uwagę? Oprócz prawidłowego podłączenia przewodu neutralnego i fazowego, ważną rolę odgrywa długość tych samych przewodów.

Od miejsca podłączenia w zacisku urządzenia do szyny uziemiającej łączna długość przewodów nie powinna przekraczać 50cm!

A oto podobne schematy dla ochronników przeciwprzepięciowych firmy ABB OVR. Opcja jednofazowa:

Obwód trójfazowy:

Przeanalizujmy niektóre schematy osobno. W obwodzie TN-C, gdzie połączyliśmy przewody ochronny i neutralny, najczęstszym rozwiązaniem zabezpieczającym jest zainstalowanie SPD pomiędzy fazą a ziemią.

Każda faza jest podłączona poprzez niezależne urządzenie i działa niezależnie od pozostałych.

W wersji sieci TN-S, gdzie przewód neutralny i ochronny zostały już oddzielone, obwód jest podobny, ale tutaj pomiędzy zerem a masą montowany jest dodatkowy moduł. Tak naprawdę cały ciężar ciosu spada na niego.

Dlatego przy wyborze i podłączeniu opcji N-PE SPD wskazana jest indywidualna charakterystyka prądu impulsowego. I są one zwykle większe niż wartości fazowe.
Ponadto nie zapominaj, że ochrona burzowa to nie tylko odpowiednio dobrany ogranicznik przepięć. To cały kompleks zdarzeń.

Można je stosować zarówno z ochroną odgromową, jak i bez niej na dachu domu.

Szczególną uwagę należy zwrócić na wysokiej jakości pętlę uziemiającą.
Jeden narożnik lub kołek wbity w ziemię na głębokość 2 metrów tutaj zdecydowanie nie wystarczy. Dobra rezystancja uziemienia powinna wynosić 4 omy.

Zasada działania

Zasada działania SPD polega na tłumieniu przepięć napięciowych do wartości, jaką są w stanie wytrzymać urządzenia podłączone do sieci. Innymi słowy, to urządzenie nawet przy wejściu do domu zrzuca nadmiar napięcia do pętli masy, oszczędzając w ten sposób kosztowny sprzęt przed niszczycielskim impulsem.

Określenie stanu urządzenia zabezpieczającego jest dość proste:

• zielony wskaźnik – moduł pracuje

Nie włączaj jednak modułu z czerwoną flagą. Jeśli nie ma zapasowego, lepiej go całkowicie zdemontować.

SPD nie zawsze jest urządzeniem jednorazowym, jak niektórzy myślą. W niektórych przypadkach modele klasy 2 i 3 mogą strzelać nawet 20 razy!

Wyłączniki automatyczne lub bezpieczniki przed SPD

Aby zachować ciągłość zasilania w domu, konieczne jest również zainstalowanie wyłącznika, który wyłączy zabezpieczenie przeciwprzepięciowe. Instalacja tej maszyny wynika również z faktu, że w momencie usunięcia impulsu pojawia się tzw. Prąd towarzyszący.

Nie zawsze pozwala to na powrót modułu warystora do pozycji zamkniętej. W rzeczywistości nie wraca do zdrowia po uruchomieniu, jak teoretycznie powinno.

W rezultacie łuk wewnątrz urządzenia utrzymuje się, co prowadzi do zwarcia i zniszczenia. Łącznie z samym urządzeniem.

W przypadku takiej awarii maszyna zostaje uruchomiona i odłącza zasilanie modułu zabezpieczającego. Ciągłe zasilanie domu w energię elektryczną.

Pamiętaj, że ta maszyna nie chroni przede wszystkim ogranicznika, ale Twojej sieci.

Jednocześnie wielu ekspertów zaleca instalowanie nawet nie maszyny, ale bezpieczników modułowych jako takiej ochrony.

Wyjaśnia to fakt, że sama maszyna podczas awarii jest narażona na prąd pulsacyjny. A jego wyzwalacze elektromagnetyczne również będą pod zwiększonym napięciem.

Może to prowadzić do uszkodzenia cewki wyzwalającej, spalenia styków, a nawet awarii całego zabezpieczenia. W rzeczywistości w obliczu zwarcia będziesz bezbronny.

Dlatego instalowanie SPD za maszyną jest znacznie gorsze niż za bezpiecznikami.

Istnieją oczywiście specjalne automatyczne przełączniki bez cewek, które w swojej konstrukcji mają jedynie wyzwalacze termiczne. Na przykład Tmax XT lub Formuła A.

Jednak rozważenie tej opcji w przypadku domków nie jest całkowicie racjonalne. Znacznie łatwiej jest znaleźć i kupić bezpieczniki modułowe. W takim przypadku możesz wybrać typ GG.

Są w stanie chronić w całym zakresie przetężeń w stosunku do wartości znamionowych. Oznacza to, że jeśli prąd nieznacznie wzrośnie, GG nadal go wyłączy w określonym przedziale czasu.

Istnieje oczywiście minus w obwodzie z maszyną lub komputerem PC bezpośrednio przed SPD. Wszyscy wiemy, że burze i błyskawice są zjawiskami długotrwałymi, a nie jednorazowymi. Wszystkie późniejsze uderzenia mogą być niebezpieczne dla Twojego domu.

Zabezpieczenie zadziałało już za pierwszym razem i karabin maszynowy został zniszczony. I nawet się o tym nie domyślisz, bo Twoje zasilanie nie zostało przerwane.

Dlatego niektórzy wolą instalować SPD bezpośrednio za wyłącznikiem wejściowym. Dzięki temu po uruchomieniu napięcie w całym domu zostaje wyłączone.

Jednak i tutaj istnieją pułapki i zasady. Wyłącznik ochronny nie może mieć żadnej wartości znamionowej, ale jest wybierany zgodnie z marką zastosowanego SPD. Oto tabela zaleceń dotyczących wyboru wyłączników montowanych przed urządzeniami przeciwprzepięciowymi:

Jeśli myślisz, że im niższa wartość nominalna maszyny jest zainstalowana, tym bardziej niezawodna będzie ochrona, jesteś w błędzie. Prąd impulsowy i udar napięcia mogą być tak duże, że doprowadzą do wyzwolenia wyłącznika jeszcze przed zadziałaniem SPD.

W związku z tym ponownie pozostaniesz bez ochrony. Dlatego też należy mądrze i zgodnie z przepisami wybierać całe wyposażenie ochronne. SPD to cicha, ale bardzo aktualna ochrona przed niebezpieczną elektrycznością, która uruchamia się natychmiast.

Błędy połączenia

1 Najczęstszym błędem jest instalacja SPD w pomieszczeniu elektrycznym ze słabym obwodem uziemiającym.

Taka ochrona nie będzie miała sensu. A pierwsze „udane” uderzenie pioruna spali zarówno wszystkie Twoje urządzenia, jak i samą ochronę.

2 Nieprawidłowe połączenie w oparciu o system uziemiający.

Sprawdź dokumentację techniczną ogranicznika przepięć i skonsultuj się z doświadczonym elektrykiem odpowiedzialnym za urządzenia elektryczne, który powinien wiedzieć, jaki system uziemienia jest zastosowany w Twoim domu.

Ochrona przeciwprzepięciowa jest urządzeniem blokującym przed nadmiernym napięciem w postaci impulsów prądu. Jest instalowany w mieszkaniach i domach i ma takie zalety, jak wysoka wydajność, niski koszt i doskonały design.

Ten rodzaj ochrony urządzeń linii dystrybucyjnych do 1000 woltów służy do ochrony przed podwyższonymi napięciami związanymi z przepięciami.

Źródłami impulsów mogą być:

• Piorun wyładowuje się w obwodzie zasilania lub w piorunochronie obiektu w pobliżu źródła zasilania obiektu.
• Pioruny wyładowują się w odległości do kilku tysięcy metrów w pobliżu komunikacji obiektu.
• Połączenia dostatecznie dużych obciążeń, zwarcia w liniach elektroenergetycznych.
• Zakłócenia wywołane falami elektromagnetycznymi, urządzeniami i sprzętem elektronicznym.

W biurach i mieszkaniach znajduje się mnóstwo sprzętu AGD, komputerów i innego drogiego sprzętu, który zużywa prąd. Dlatego, aby uniknąć ryzyka uszkodzenia i awarii spowodowanej przepięciami sprzętu, lepiej kupić i zainstalować urządzenie zabezpieczające.

Wystarczy jeden nagły spadek napięcia, aby spowodować awarię kilku urządzeń gospodarstwa domowego na raz. Kwestia ta jest szczególnie istotna w domach wiejskich i wiejskich, w których systemy zasilania, ogrzewania i zaopatrzenia w wodę są podłączone do autonomicznych sieci energetycznych. Nie należy lekceważyć wymogów bezpieczeństwa elektrycznego.

Ochrona przeciwprzepięciowa służy do ograniczania napięcia w postaci impulsów od uderzeń pioruna, połączeń dużego obciążenia indukcyjnego (mogą to być duże silniki elektryczne, transformator) itp.

Rodzaje i klasy ochrony przed przepięciami

1. Typ 1. Klasa B . Urządzenia stosuje się w przypadku możliwości bezpośredniego uderzenia pioruna w obwód elektroenergetyczny lub w pobliżu przedmiotu w ziemię. Jeśli zasilanie odbywa się za pośrednictwem linii napowietrznej, a także jeśli występuje piorunochron, wówczas bezwzględnie konieczna jest instalacja zabezpieczenia impulsowego. Sprzęt montowany jest w żelaznej obudowie, obok wejścia zasilania do budynku lub w tablicy rozdzielczej.
2. Typ 2. Klasa C. Posiada obniżoną ochronę przed przepięciami i montowana jest przy wejściu do instalacji elektrycznej oraz do pomieszczenia jako II stopień ochrony. Montowane w panelach dystrybucyjnych.
3. Typ 3. KlasaD. Chroni sprzęt elektryczny przed przepięciami szczątkowymi, prądami niezrównoważonymi i zakłóceniami o wysokiej częstotliwości. Montowany w pobliżu urządzeń elektrycznych. Zaleca się zainstalowanie zabezpieczenia impulsowego w pobliżu konsumenta, nie dalej niż pięć metrów od niego, a jeśli znajduje się piorunochron, to bezpośrednio przy wejściu zasilania konsumenta, ponieważ prąd w piorunochronie wywołuje znaczny impuls w okablowaniu elektrycznym .

Zasada działania

Działanie zabezpieczenia przeciwprzepięciowego można łatwo wyjaśnić, ponieważ ma on prosty obwód wyjściowy napięcia udarowego. W obwód urządzenia wbudowany jest bocznik, przez który prąd dostarczany jest do obciążenia odbiornika podłączonego do zasilacza. Zworka jest podłączona od bocznika do masy, która składa się z iskiernika lub warystora.

Przy normalnym napięciu sieciowym warystor ma rezystancję kilku omów. Kiedy na linii pojawi się przepięcie, warystor zaczyna przepuszczać przez siebie prąd, który następnie spływa do ziemi. Tak po prostu działa ochrona przed impulsami. Kiedy napięcie zasilania normalizuje się, warystor przestaje być przewodnikiem prądu, a moc jest dostarczana do odbiornika poprzez wbudowany bocznik.

Urządzenie zabezpieczające

Ochrona przeciwprzepięciowa opiera się na warystorach lub ogranicznikach. Istnieją również urządzenia sygnalizacyjne, które dają sygnał o uszkodzeniu zabezpieczenia. Wady ochrony warystorowej obejmują fakt, że po uruchomieniu zabezpieczenia warystory nagrzewają się i potrzeba czasu, aby ostygnąć, aby ponownie działać. Wpływa to niekorzystnie na pracę podczas burzy i wielokrotnych uderzeń pioruna.

Często ochrona warystorów jest wykonywana za pomocą urządzenia do montażu. Warystor można łatwo wymienić, po prostu wyjmując go z obudowy ochronnej i instalując nowy warystor.

Praktyczne użycie

Aby niezawodnie chronić odbiorcę energii przed przepięciem, należy najpierw zainstalować dobry. W tym celu stosuje się obwody z ochronnym i odseparowanym przewodem neutralnym.

Następnie montuje się urządzenia zabezpieczające w taki sposób, aby odległość od sąsiednich urządzeń zabezpieczających wzdłuż przewodu linii elektroenergetycznej wynosiła co najmniej 10 metrów. Zasada ta jest istotna dla prawidłowej kolejności aktywacji zabezpieczeń.

Jeżeli do zasilania wykorzystywana jest linia napowietrzna, optymalnym zastosowaniem będzie ochrona impulsowa oparta na bezpiecznikach i ogranicznikach. W płycie głównej domu zabezpieczenia montuje się na warystorach klasy 1 i 2, w panelach podłogowych - klasie 3. Aby jeszcze bardziej chronić odbiorców energii elektrycznej, do gniazdek podłącza się przenośne zabezpieczenie impulsowe w postaci przedłużaczy z bezpiecznikami.

Takie środki ochronne zmniejszają prawdopodobieństwo narażenia na podwyższone napięcie, ale nie zapewniają pełnej gwarancji. Dlatego podczas burzy najlepiej, jeśli to możliwe, wyłączyć wrażliwe urządzenia i sprzęt.

Jak chronić samo urządzenie zabezpieczające

Samo urządzenie zabezpieczające również wymaga ochrony przed uszkodzeniem. Mogą powstać w wyniku zniszczenia części podczas pochłaniania impulsów przepięciowych. Zdarzały się przypadki, gdy same urządzenia zabezpieczające zapalały się i powodowały pożar.

• Urządzenia klasy 1 są chronione wkładkami 160 A.
• Klasa 2 jest zabezpieczona wkładkami 125 A.

Jeśli wartość bezpiecznika jest wyższa niż zalecana, należy zainstalować wkładkę pomocniczą, która chroni części panelu przed awarią. Kiedy do zabezpieczenia przez dłuższy czas podawane jest wysokie napięcie, warystory bardzo się nagrzewają. Wyzwalacz termiczny wyłącza zabezpieczenie zasilania, jeśli warystor osiągnie temperaturę krytyczną.

Można wyposażyć w ochronę przeciwprzepięciową. Ochronę klasy 1 można chronić wyłącznie za pomocą wkładek, ponieważ wkładki odłączają prądy zwarciowe przy wysokich napięciach.

Można stwierdzić, że prawidłowe zastosowanie zabezpieczeń przeciwprzepięciowych pozwala skutecznie chronić urządzenia przed awariami spowodowanymi nadmiernym napięciem w sieci energetycznej.

Ochrona impulsowa -jak wybrać

przez prąd piorunowy

Energia elektryczna może być doprowadzona do budynku linią napowietrzną o następujących właściwościach:

• Przewody izolowane, samonośne.
• Proste przewody bez izolacji.

Izolacja przewodów linii napowietrznej i jej elementów wpływa na skuteczność działania obwodów ochronnych i połączeniowych, a także zmniejsza skutki uderzenia pioruna.

SPD w systemie TN-C-S

Podłączając dom do izolowanej linii, uziemienie wykonuje się zgodnie ze schematem pokazanym na rysunku. Pomiędzy fazami a PEN zainstalowana jest ochrona przeciwprzepięciowa. Miejsce odłączenia przewodów PEN od PE i N w odległości 30 m od domu wymaga zabezpieczenia pomocniczego.

Jeśli w domu zainstalowano ochronę odgromową, istnieje komunikacja metalowa, wówczas wpływa to na obwód i wybór podłączenia ochrony impulsowej, a także negatywnie wpływa na bezpieczeństwo elektryczne domu.

Opcje proponowanych programów

Opcja 1. Warunki.

Energia elektryczna dostarczana jest izolowaną linią napowietrzną.

• Brak ochrony odgromowej.
• Na zewnątrz domu nie ma żadnych metalowych konstrukcji. Obwód uziemiający wykonany jest według schematu TN – C – S.

Rozwiązanie

W takim przypadku jest mało prawdopodobne, że w dom uderzy bezpośrednio piorun, ze względu na:

• Dostępność izolacji przewodów linii napowietrznej.
• Brak piorunochronu i zewnętrznej komunikacji metalowej w domu.

Dzięki temu wystarczające będzie zabezpieczenie przed impulsami wysokiego napięcia, które dla prądu mają kształt 8/20 μs. Nadaje się do ochrony przed impulsami o mieszanym stopniu ochrony w jednej obudowie.

Zakres prądu z impulsów napięcia wybiera się z zakresu od 5 do 20 kiloamperów. Lepiej wybrać największą wartość.

Opcja 2. Warunki.

Prąd elektryczny przepływa przez izolowaną linię napowietrzną.

• Nie ma ochrony odgromowej.
• Na zewnątrz domu znajdują się metalowe połączenia do zaopatrzenia w gaz lub wodę. System uziemienia wykonany jest zgodnie ze schematem TN-C-S.

Rozwiązanie

Jeśli porównamy to z poprzednią opcją, tutaj może nastąpić uderzenie pioruna w rurę o prądzie do 100 kiloamperów. Wewnątrz rury prąd ten zostanie podzielony na dwa końce po 50 kiloamperów. Po naszej stronie budynku część ta będzie podzielona przez 25 kiloamperów na budynek i uziemienie.

Drut PEN przejmie część 12,5 kiloampera, a reszta impulsu o tej samej wielkości przejdzie przez urządzenie zabezpieczające do przewodu fazowego. Można zastosować to samo urządzenie zabezpieczające, co poprzednio.

Opcja 3. Warunki.

Energia elektryczna jest dostarczana linią napowietrzną bez izolacji.

Rozwiązanie

Istnieje duże prawdopodobieństwo wyładowania atmosferycznego w przewodach; w budynku zastosowano schemat uziemienia CT.

SPD w systemie TT

Należy zapewnić ochronę przed impulsami zarówno z przewodów fazowych względem ziemi, jak i z przewodu neutralnego. Ochrona przewodu neutralnego do masy jest rzadko stosowana ze względu na warunki lokalne.

Podczas instalowania przewodów do linii otwartej bez izolacji na bezpieczeństwo domu wpływa kształt odgałęzienia, który można wykonać:

• Przez kabel.
• Przewody z izolacją, jak izolowana linia napowietrzna.
• Odsłonięte przewody.

Podczas rozgałęziania w powietrzu mniejsze ryzyko stwarzają izolowane przewody o przekroju co najmniej 16 mm2. Prawdopodobieństwo uderzenia pioruna w takie przewody jest bardzo niskie. W pobliżu izolatorów na wejściu może dojść do wyładowania atmosferycznego w urządzeniu do cięcia drutu. W takim przypadku na fazie pojawi się połowa napięcia z wyładowania piorunowego.

Współczesny człowiek, chcąc nadążać za duchem czasu, zapełnia swój dom urządzeniami elektrycznymi o najróżniejszym przeznaczeniu. Ale nie każdy właściciel domu myśli, że jeśli w sieci pojawi się nawet bardzo krótkotrwałe napięcie impulsowe, kilkukrotnie wyższe od napięcia nominalnego, to cała jego kosztowna flota sprzętu elektrycznego i elektronicznego może zawieść. Warto zauważyć, że wpływ przepięcia na odbiorniki elektryczne jest szkodliwy, ponieważ uszkodzony sprzęt z reguły nie nadaje się do naprawy. Można zagwarantować, że to zdarzenie siły wyższej, chociaż nie jest częste, jest konsekwencją przepięcia w sieciach spowodowanego burzą, nałożeniem się faz awaryjnych lub procesami przełączania. Tak zwane urządzenia przeciwprzepięciowe służą do ochrony urządzeń elektrycznych. Poniżej omówiliśmy zasadę działania SPD, klasy i różnicę między nimi.

Klasyfikacja SPD

Urządzenia chroniące przed przepięciami są pojęciem szerokim i ogólnym. Do tej kategorii urządzeń zaliczają się urządzenia, które można podzielić na klasy:

• I klasa. Przeznaczone do ochrony przed bezpośrednim działaniem pioruna. Urządzenia te muszą być wyposażone w wejściowe urządzenia dystrybucyjne (IDU) budynków administracyjnych i przemysłowych oraz budynków mieszkalnych.
• II klasa. Zapewniają ochronę elektrycznych sieci rozdzielczych przed przepięciami wywołanymi procesami łączeniowymi, a także pełnią funkcje drugiego stopnia ochrony przed uderzeniami pioruna. Montowane i podłączane do sieci w tablicach rozdzielczych.
• III klasa. Służą do ochrony urządzeń przed przepięciami spowodowanymi przepięciami szczątkowymi i asymetrycznym rozkładem napięcia pomiędzy fazą a przewodem neutralnym. Urządzenia tej klasy działają także w trybie filtra zakłóceń wysokich częstotliwości. Są najbardziej odpowiednie dla warunków prywatnego domu lub mieszkania; są podłączane i instalowane bezpośrednio w pomieszczeniach konsumentów. Szczególnie popularne są urządzenia, które produkowane są jako moduły wyposażone w szybkozłączkę do montażu na lub posiadają konfigurację gniazd elektrycznych lub wtyczek sieciowych.

Typy urządzeń

Wszystkie urządzenia zapewniające ochronę przed przepięciami dzielą się na dwa typy, które różnią się konstrukcją i zasadą działania. Przyjrzyjmy się, jak działają różne typy SPD.

Zawory i iskierniki. Zasada działania ograniczników opiera się na wykorzystaniu efektu iskiernika. Konstrukcja ograniczników zapewnia szczelinę powietrzną w zworku łączącym fazy linii energetycznej z pętlą uziemiającą. Przy nominalnej wartości napięcia obwód w zworce jest przerwany. W przypadku wyładowania atmosferycznego dochodzi do przebicia szczeliny powietrznej w linii energetycznej, obwód między fazą a ziemią zostaje zamknięty, a impuls wysokiego napięcia trafia bezpośrednio do ziemi. Konstrukcja szczeliny zaworowej w obwodzie z iskiernikiem zawiera rezystor, na którym tłumiony jest impuls wysokiego napięcia. W większości przypadków ograniczniki stosowane są w sieciach wysokiego napięcia.

Tłumiki przepięć (SPD). Urządzenia te zastąpiły przestarzałe i nieporęczne ograniczniki. Aby zrozumieć działanie ogranicznika, należy pamiętać o właściwościach rezystorów nieliniowych, które zbudowane są w oparciu o ich charakterystykę prądowo-napięciową. Warystor służy jako rezystor nieliniowy w SPD. Dla osób nie mających doświadczenia w zawiłościach elektrotechniki trochę informacji o tym z czego się składa i jak działa. Głównym materiałem do produkcji warystorów jest tlenek cynku. Po zmieszaniu z tlenkami innych metali powstaje zespół składający się ze złączy p-n, który ma charakterystykę prądowo-napięciową. Gdy napięcie w sieci odpowiada parametrom nominalnym, prąd w obwodzie warystora jest bliski zeru. W przypadku wystąpienia przepięcia na złączach p-n następuje gwałtowny wzrost prądu, co prowadzi do spadku napięcia do wartości nominalnej. Po normalizacji parametrów sieci warystor powraca do trybu nieprzewodzącego i nie ma wpływu na pracę urządzenia.

Kompaktowe wymiary ograniczników przepięć oraz szeroka gama odmian tych urządzeń pozwoliły znacznie rozszerzyć zakres stosowania tych urządzeń; stało się możliwe wykorzystanie ograniczników jako środka ochrony przeciwprzepięciowej w prywatnym domu lub mieszkaniu . Jednakże ograniczniki napięcia impulsowego montowane na warystorach, pomimo wszystkich swoich zalet w porównaniu z ogranicznikami, mają jedną istotną wadę - ograniczoną żywotność. Ze względu na wbudowane w nie zabezpieczenie termiczne, urządzenie pozostaje nieaktywne przez pewien czas po uruchomieniu; z tego powodu na korpusie SPD znajduje się szybkozamykacz, umożliwiający szybką wymianę modułu.

Możesz dowiedzieć się więcej o tym, czym jest SPD i jaki jest jego cel, z filmu:

Jak zorganizować ochronę?

Przed przystąpieniem do instalacji i podłączenia urządzeń przeciwprzepięciowych jest to konieczne, w przeciwnym razie wszelkie prace związane z ustawieniem SPD stracą wszelki sens. Klasyczny schemat zapewnia 3 poziomy ochrony. Na wejściu zamontowane są ograniczniki (I klasa ochrony przeciwprzepięciowej), zapewniające ochronę odgromową. Kolejne urządzenie zabezpieczające klasy II, zwykle ogranicznik, podłącza się do rozdzielnicy domowej. Stopień jego ochrony powinien zapewniać zmniejszenie wielkości przepięcia do parametrów bezpiecznych dla urządzeń gospodarstwa domowego i sieci oświetleniowej. W bezpośrednim sąsiedztwie produktów elektronicznych wrażliwych na wahania prądu i napięcia pożądana jest klasa III.

Przy podłączaniu SPD należy zapewnić ich zabezpieczenie prądowe i przeciwzwarciowe za pomocą wyłącznika wejściowego lub bezpieczników. Więcej o montażu tych urządzeń zabezpieczających powiemy w osobnym artykule.

Przyjrzeliśmy się więc zasadzie działania SPD, klasom i różnicom między nimi. Mamy nadzieję, że podane informacje były dla Ciebie przydatne!

Wiele procesów zachodzących w naszym domu, nawet nie zakładamy, że stało się to z powodu przepięcia. Spalił nam się telewizor Philips i obwiniamy producenta za zakup Samsunga. Nawet nie myślimy o tym, dlaczego się spalił.

Co to jest napięcie udarowe?

Przepięcie to krótkotrwały wzrost napięcia w punkcie zasilania powyżej dopuszczalnej wartości. Po tym skoku napięcie sieciowe zostaje przywrócone do pierwotnej wartości. Stopień odkształcenia napięcia charakteryzuje wskaźnik napięcia impulsowego.

Przykładowo w naszym mieszkaniu napięcie sinusoidalne wynosi 220 V. W sieci elektrycznej mogą wystąpić przepięcia impulsowe (przyczynę ich wystąpienia przyjrzymy się nieco później), wtedy pojawia się skok przepięcia, trwający kilka milisekund, ale o amplitudzie (wartość maksymalna) może osiągnąć nawet 10 tys. IN.

Dlaczego napięcie udarowe jest niebezpieczne dla domowych urządzeń elektrycznych?

Izolacja każdego urządzenia elektrycznego jest zaprojektowana na określony poziom napięcia. Z reguły urządzenia elektryczne o napięciu 220 - 380 V są zaprojektowane na impuls przepięciowy o wartości około 1000 V. Co się stanie, jeśli w sieci wystąpią przepięcia o impulsie 3000 V? W takim przypadku następuje uszkodzenie izolacji. Pojawia się iskra – zjonizowana szczelina powietrza, przez którą przepływa prąd elektryczny. Prowadzi to do powstania łuku elektrycznego, zwarcia i pożaru.

Należy pamiętać, że uszkodzenie izolacji może nastąpić nawet wtedy, gdy wszystkie urządzenia zostaną odłączone od prądu. Okablowanie elektryczne, skrzynki rozdzielcze i gniazdka w domu będą nadal pod napięciem. Te elementy sieci również nie są chronione przed przepięciami.

Przyczyny przepięć

Jedną z przyczyn przepięć są wyładowania atmosferyczne (uderzenie pioruna). Przepięcia przełączające powstające w wyniku włączania/wyłączania odbiorników o dużym obciążeniu. W przypadku asymetrii faz w wyniku zwarcia w sieci.

Ochrona domu przed przepięciami

Nie da się pozbyć przepięć impulsowych, ale aby zapobiec uszkodzeniu izolacji, istnieją urządzenia, które zmniejszają wielkość przepięć impulsowych do bezpiecznej wartości.

Takie urządzenia zabezpieczające są SPD - urządzenie przeciwprzepięciowe.

Istnieje częściowy I pełna ochrona za pomocą urządzeń SPD.

Tłumik przepięć jest jednym z najbardziej znanych urządzeń wysokiego napięcia służących do ochrony sieci.

Opis urządzenia

Na początek warto wyjaśnić, dlaczego w zasadzie występują przepięcia impulsowe i dlaczego są niebezpieczne. Przyczyną pojawienia się tego procesu jest zaburzenie procesu atmosferycznego lub przełączającego. Takie defekty mogą spowodować ogromne uszkodzenia sprzętu elektrycznego narażonego na takie wpływy.

Tutaj warto podać przykład piorunochronu. Urządzenie to doskonale radzi sobie z odwracaniem silnego wyładowania uderzającego w obiekt, ale nie będzie w stanie w żaden sposób pomóc, jeśli wyładowanie przedostanie się do sieci liniami napowietrznymi. Jeśli tak się stanie, pierwszy przewodnik, który stanie na przeszkodzie takiemu wyładowaniu, ulegnie awarii i może również spowodować awarię innego sprzętu elektrycznego podłączonego do tej samej sieci elektrycznej. Podstawowa ochrona polega na wyłączeniu wszystkich urządzeń podczas burzy, jednak w niektórych przypadkach jest to niemożliwe, dlatego wynaleziono urządzenia takie jak ograniczniki przepięć.

Co da korzystanie z urządzenia?

Jeśli mówimy o konwencjonalnych środkach ochrony, to ich konstrukcja jest nieco gorsza niż ograniczników przepięć. W zwykłej wersji zainstalowane są rezystory karborundowe. Dodatkową konstrukcją są iskierniki, które są ze sobą połączone szeregowo.

Tłumiki przepięć zawierają również elementy takie jak tranzystory nieliniowe. Podstawą tych pierwiastków był tlenek cynku. Takich części jest kilka i wszystkie są połączone w jedną kolumnę, którą umieszcza się w specjalnej obudowie wykonanej z materiału takiego jak porcelana lub polimer. Zapewnia to całkowicie bezpieczne użytkowanie takich urządzeń, a także niezawodnie chroni je przed wszelkimi wpływami zewnętrznymi.

Należy tutaj zauważyć, że główną cechą tłumika przepięć jest konstrukcja rezystorów z tlenku cynku. Taka konstrukcja pozwala znacznie rozszerzyć funkcje, które może wykonywać urządzenie.

Specyfikacja techniczna

Jak każde inne urządzenie, ogranicznik ma podstawową cechę, która określa jego działanie i jakość. W tym przypadku wskaźnikiem tym była wielkość napięcia roboczego, jaką można dostarczyć na zaciski urządzenia bez ograniczeń czasowych.

Jest jeszcze jedna cecha - prąd przewodzenia. Jest to wartość prądu przepływającego przez urządzenie pod wpływem napięcia. Wskaźnik ten można zmierzyć jedynie w warunkach rzeczywistego użytkowania urządzenia. Głównymi wskaźnikami liczbowymi tego parametru są pojemność i aktywność. Całkowita wartość tej cechy może sięgać kilkuset mikroamperów. Na podstawie otrzymanej wartości tej charakterystyki ocenia się skuteczność tłumika przepięć.

Opis urządzenia zatrzymującego

Aby wyprodukować to urządzenie, producenci stosują te same techniki elektryczne i projektowe, które są wykorzystywane przy wytwarzaniu innych produktów. Jest to najbardziej zauważalne, gdy przyjrzymy się wymiarom i materiałom użytym do wykonania obudowy. Wyglądem również wykazuje pewne podobieństwa do innych urządzeń. Warto jednak zauważyć, że szczególną uwagę zwraca się na takie rzeczy, jak instalacja tłumika przepięć, a także jego dalsze podłączenie do ogólnych instalacji elektrycznych typu konsumenckiego.

Istnieje kilka wymagań, które dotyczą konkretnie tej klasy urządzeń. Obudowa ogranicznika przepięć musi być całkowicie zabezpieczona przed bezpośrednim kontaktem z człowiekiem. Należy całkowicie wyeliminować ryzyko zapalenia się urządzenia na skutek ewentualnych przeciążeń. Jeśli element ulegnie awarii, nie powinno to skutkować zwarciem w linii.

Cel i zastosowanie ograniczników przepięć

Głównym celem nieliniowych tłumików przepięć jest izolowanie urządzeń elektrycznych od przepięć atmosferycznych lub przełączających. Urządzenie to należy do grupy urządzeń wysokiego napięcia.

Urządzenia te nie mają takiej sekcji jak iskiernik. Jeśli porównamy zakres działania ogranicznika i konwencjonalnego, ogranicznik jest w stanie wytrzymać głębsze spadki napięcia. Głównym zadaniem tego urządzenia jest wytrzymywanie tych obciążeń bez ograniczeń czasowych. Kolejną istotną różnicą pomiędzy tłumikiem przepięć a konwencjonalnym zaworem jest to, że wymiary, a także ciężar fizyczny konstrukcji w tym przypadku są znacznie mniejsze. Obecność takiego elementu, jak pokrywa wykonana z porcelany lub polimerów, doprowadziła do tego, że wnętrze urządzenia jest niezawodnie chronione przed zewnętrznymi wpływami środowiska.

OPN-10

Konstrukcja tego urządzenia różni się nieco od konwencjonalnego ogranicznika przepięć. W tym wykonaniu zastosowano kolumnę warystorów, które są zamknięte w oponie. Do wytworzenia opony w tym przypadku nie używa się już porcelany ani polimerów, ale rurę z włókna szklanego, na którą wciskana jest powłoka z odpornej na śledzenie gumy silikonowej. Dodatkowo kolumna warystorowa posiada aluminiowe wyprowadzenia, które są wciskane z obu stron i jednocześnie wkręcane wewnątrz rury.