Jak ochránit svůj majetek (a sebe) před přepětím? Jaké jsou typy přepětí?

přepětí
Jedná se o stálý nebo krátkodobý přebytek napětí nad povolenou dovolenou, která je 230/400 voltů +/-10 % (GOST).
Představuje nebezpečí pro domácí spotřebiče. V případě selhání ochrany zabudované v jednotce může dojít k poškození napájecího zdroje i veškeré vnitřní elektroniky.
Nejčastějšími příčinami výskytu jsou nerovnoměrné zatížení fází (zkosení) a přerušení nulového vodiče.

pod napětím
Jedná se o trvalý nebo krátkodobý pokles napětí pod přípustnou, která je 230/400 voltů +/-10 % (GOST).
Nejedná se sice o přepětí, ale stojí za zmínku. Pro moderní domácí spotřebiče se spínanými zdroji nepředstavuje nebezpečí. Navíc ve většině případů jsou nyní napájecí zdroje instalovány univerzální “globálně”, to znamená, že podporují celý rozsah světových napětí 100-240 voltů.
Zařízení, která neobsahují bloky impulsů, mají problémy kvůli ztrátě napájení. Topná tělesa (topení, rychlovarná konvice, varné desky atd.) jednoduše ztrácejí svůj výstupní výkon a například kompresory se mohou kvůli nedostatku startovacího výkonu přestat spouštět.
O tom druhém řeknu více. Dříve na starších modelech chladniček dlouhotrvající nízké napětí často vedlo k požáru. Relé na zapnutí kompresoru fungovalo a motor neměl dost síly na to, aby ho při startu zapnul. V důsledku toho stál v jedné poloze a nabíjel energií, což vedlo k zahřátí a vznícení sebe sama nebo něčeho kolem. Takhle shořelo mnoho dach.
Totéž platí pro vysoce výkonná zařízení s elektromotory. Například vzduchový kompresor v garáži (bez elektronického ovládání) se může, stejně jako stará lednička, „nestartovat“ a zůstat pod napětím, dokud motor nezapálí.

Pulzní přepětí:

Jedná se o krátké a velmi silné výboje (někdy přesahující 1000 voltů), odtud název.

Přepínání
Vyskytují se při pracovních procesech v rozvodnách. Přirozeně se je snaží vyhladit, ale stále existují.

nouzový
Poruchy v rozvodnách. Blesk udeří do venkovní sítě.

Spínací mají škodlivý vliv na zdroje v domácích spotřebičích, při výrazných „výbuších“ mohou vyletět vnitřní pojistky a varistory.
Nouzové jsou schopny proměnit v popel nejen to, co je zapojeno do zásuvky, ale dokonce i elektrické panely a samotné vedení. Často končí požárem.

Napěťové relé

Vypne fázi, pokud napětí překročí specifikovaný parametr.
Jsou jak monoblokové, tak samostatné, ovládací relé + stykač, který spíná výkonovou část.

– schopnost obnovit dodávku energie po provozu
— často mají pokročilé funkce (například řízení proudu)
– kompaktní a zabírají málo místa ve štítu
– chránit před vysokým a nízkým napětím
– nízké náklady

– nízká spolehlivost a zdroje
– nízká spínací kapacita
– omezení výkonu
— nedostatečná ochrana proti impulsním rázům

Bohužel se toto rozpočtové řešení tak rozšířilo ne proto, že je správné, ale jednoduše proto, že je levné a existuje „obrazovka“. Bohužel, většina těchto produktů často nadělá více škody než užitku.

Musíme pochopit, že toto je náš místní „vynález“. Velké evropské značky (až na vzácné výjimky) takové produkty z výše uvedených důvodů vůbec nevyrábějí.

V průběhu mých osobních testů a měření, jakož i podle statistik od těch, kteří tyto produkty používají, jsou závěry následující:

ČTĚTE VÍCE
Jaký je rozdíl mezi normálně uzavřeným ventilem a normálně otevřeným ventilem?

– nepoužívejte monobloková napěťová relé se vstupními automaty nad C40
– nezapomeňte nainstalovat přemosťovací spínač pro rychlé obnovení napájení, když tento zázrak náhle zemře

Mnohem složitější a dražší řešení. Ale spolehlivý a odolný.

– schopnost obnovit dodávku energie po provozu
— vysoká spolehlivost a zdroje
– libovolný výkon a spínací kapacita (v závislosti na použitém stykači)
– chránit před vysokým a nízkým napětím

– zabírají hodně místa ve štítu
– vysoká cena ve srovnání s monoblokovými (samotné relé + stykač)
– nižší rychlost odezvy ve srovnání s více relé
– problémy s výkonem při nízkém napětí (v závislosti na modelu stykače)
— nedostatečná ochrana proti impulsním rázům

Uvolnění přepětí

Vypne zařízení k němu připojené (například zaváděcí stroj), pokud napětí překročí povolené napětí. Existují také nízkonapěťové spouště, které vypínají při nízkém napětí.

— vysoká spolehlivost a zdroje
– neovlivňuje výkon a spínací kapacitu (závisí na připojeném zařízení)
– zabírají velmi málo místa ve štítu
– nízké náklady

– nemožnost obnovit dodávku energie po provozu
— nedostatečná ochrana proti impulsním rázům

SPD (Surge Protection Device)

V závislosti na třídě a provedení se jedná buď o plynové jiskřiště nebo varistor (nebo o kombinaci obou). Modul SPD je připojen k fázím, nule a zemi, bezprostředně za úvodním strojem. Když se na vstupu objeví impuls, prudce sníží jeho odpor, uzavře fázi a / nebo nulu k zemi, čímž zabrání tomu, aby přepětí prošlo dále do elektroinstalace bytu / domu.

– ochrana proti všem druhům impulzních rázů
– libovolný výkon a spínací kapacita (SPD je připojen k síti paralelně)
– extrémně vysoká rychlost odezvy

– nechrání proti stálému přepětí, pouze proti přepětí
– nefunguje bez řádného uzemnění
– nemožnost obnovit dodávku energie po provozu
– zdroj je určen počtem přijatých bitů
– vysoká cena za vysoce kvalitní modely
— někdy je vyžadována dodatečná ochrana samotného SPD

Častou chybou je, že si mnoho lidí myslí, že všechny moduly SPD jsou stejné a jsou zapojeny stejným způsobem. Přirozeně tomu tak není a závisí na použitém uzemňovacím systému. Zde je schéma pro pochopení této skutečnosti.

Schéma zapojení a modely modulů Hager SPD

Mnoho lidí také věří, že SPD také chrání před neustálým přepětím. Ale není. SPD je navrženo pro práci s přepětím a neustálé přepětí kazí i samotné SPD, stejně jako domácí spotřebiče.

Stabilizátor

Na rozdíl od jiných typů ochran, které jednoduše odpojí domovní rozvody od vstupu, stabilizátor upravuje parametry vstupního napětí a snaží se je vměstnat do standardu (čím dražší stabilizátor, tím lépe uspěje).

– trvale stabilizuje napětí

– vyžaduje impulsní ochranu na vstupu (SPD)
– vyžaduje prostor a chlazení mimo štít
– nízké zdroje a spolehlivost rozpočtových modelů
– extrémně vysoká cena za spolehlivé modely

Kompletní ochrana

Kompletní ochrana je vždy kombinací zařízení, z nichž každé plní svou funkci.

Na internetu a mezi začínajícími elektrikáři existuje mylný názor, že pro účinnou ochranu proti všem typům přepětí stačí dát levné monoblokové relé za 2500r a je to. Bohužel, toto není úplné řešení problému.

ČTĚTE VÍCE
Co je to nákladní-osobní výtah?

Povinným požadavkem pro plnou ochranu je SPD třídy 2 v rozvaděči (byty a venkovské domy). A pokud se bavíme o venkově a nadzemním elektrickém vedení, tak i SPD třídy 1 na vstupu (většinou v měřáku).

V bytových panelech pro moderní bydlení (novostavba, příkon – jedna fáze 50-63A) je nejracionálnější kombinace přepěťová spoušť + SPD třídy 2.

V bytových panelech pro staré budovy (sekundární, vstup – jedna fáze 25-40A) je instalace SPD obvykle nemožná z důvodu chybějícího uzemnění nebo jeho nesprávné implementace (nesprávný upgrade zemnícího systému z TN-C na TN- CS během generální opravy). Je tam jen uvolňovací nebo napěťové relé (podle chuti).

Samostatným příběhem je Zagorod se svými leteckými linkami. Existuje povinné napěťové relé kvůli skutečnosti, že síť může chodit tam a zpět 5krát denně. Protože vstupní proudy jsou nízké, je přijatelné použít monobloková napěťová relé, aby se ušetřily peníze. SPD třídy 1 na velínu a třídy 2 na velínu jsou velmi žádoucí, ale jsou omezeny přítomností správně implementované zemní smyčky a samozřejmě i rozpočtem v důsledku toho.

Stabilizátor napětí není ani tak ochranou, jako zajištěním stabilního provozu elektrických spotřebičů v nestabilních sítích. Používání stabilizátoru jako ochrany je taková práce. Toto je samostatné téma a měl bych o nich udělat celý samostatný záznam.

Místo toho celkem

Tak stručně a bez zbytečných slov, aby došlo k pochopení základů. V následujících záznamech uvidíte implementaci připojení a výběr komponent v každém případě.

Vybíječ nazývané zařízení určené k ochraně izolace elektrických instalací před atmosférickými přepětími a umožňující po spuštění a odstranění přepětí okamžitě obnovit normální izolaci sítě vůči zemi. Svodiče omezují atmosférická a v některých případech (např. RVMK) vnitřní přepětí.

Existují dva typy svodičů – trubkové a ventilové.

Rýže. 9.1. Schéma vysvětlující princip fungování jiskřiště

Nejjednodušším jiskřištěm je jiskřiště (obr. 1). Skládá se ze dvou elektrod, z nichž jedna je připojena k části vedoucí proud a druhá k zemnící elektrodě. Při normálním provozu linky odděluje jednu elektrodu od druhé vzduchová mezera. Pokud se po vedení šíří přepěťová vlna U(t), pak při určitém napětí Upr dojde k poruše jiskřiště. Část přepěťové vlny, která stihla projít před průrazem jiskřiště a je určena dobou výboje v závislosti na vzdálenosti mezi elektrodami tres, přichází

do rozvaděče. Zbývající část vlny jde do země elektrickým obloukem, který vzniká v jiskřišti. Zpoždění vybíjení o tres – nedostatek jiskřiště. Mezi jeho nevýhody patří také špatné hašení elektrického oblouku z důvodu nedostatku hasicích přístrojů. Pro lepší uhašení oblouku je nutné zvětšit vzdálenost mezi elektrodami, což vede ke zvýšení času a části vlny U(t), prošel jiskřištěm.

Obr. 9.2. Trubkový(é) a vilitický

b) zachycovače

1 – tyč; 2 – vláknová trubice; 3, 4 — jiskřiště; 5—vilite disky; 6 – porcelánové pouzdro

Trubkový zachycovač nazývá se zařízení sestávající ze sériově zapojeného vnějšího (otevřeného) jiskřiště (které může být vyrobeno ve formě trysek) a vnitřního jiskřiště umístěného uvnitř trubice.

ČTĚTE VÍCE
Jaký je rozdíl mezi termomagnetickým a elektromagnetickým uvolněním?

Pokud jiskřiště umístíte do trubice z organického skla (plexiskla) nebo vlákna, pak při vzniku oblouku trubice pod vlivem vysoké teploty uvolní velké množství plynu. Plyn vytvoří proud přes sloupec oblouku, čímž se zlepší podmínky pro uhašení oblouku. Svodiče tohoto provedení, nazývané trubkové (obr. 9.2, a), se používají na elektrických vedeních. Nejsou prosty zpoždění odezvy. Tyčová elektroda svodiče je uzemněna. Svodiče jsou instalovány na všech třech fázích.

Při vzniku přepětí dostatečné velikosti na vedení vedení v blízkosti místa instalace svodiče dojde k proražení obou sériově zapojených jiskřišť a svodiči a jeho uzemnění projde bleskový proud, díky kterému se napětí na vedení sníží. Při současném provozu svodičů na dvou nebo třech fázích nebo na jedné fázi v sítích s pevně uzemněnými nulami pod vlivem provozního napětí dochází ke zkratu. Krátký proud

zkrat protéká svodičem; Mezi jiskřištěmi se vytvoří elektrický oblouk. Vlivem vysoké teploty oblouku se uvnitř trubice uvolňuje velké množství plynů. Plyny unikají z trubice pod tlakem 100 – 500 atm, čímž dochází k aktivní deionizaci oblouku. Oblouk zhasne; normální izolace sítě vůči zemi je obnovena.

Doba zhasnutí oblouku je jeden nebo dva poloviční cykly. Během této doby nestihne reléová ochrana linky zafungovat, její vypínač se nevypne a linka zůstává v provozu. Po zhasnutí oblouku je svodič opět připraven k provozu. Vnější jiskřiště P2 slouží k oddělení trubky svodiče od vedení. Bez vnější mezery by síťové napětí, kontinuálně působící na trubici jiskřiště, způsobilo průchod svodových proudů po povrchu trubice a v důsledku toho její zuhelnatění a časem i spalování trubice.

Tuzemské závody vyráběly trubkové svodiče pro napětí 10, 35 a 110 kV. Pro vytvoření potřebné mechanické pevnosti je vláknitá trubice nahoře pokryta pečeným papírem. Pro určení spuštění svodiče slouží akční indikátor ve formě bronzového pásku, který je při spuštění vyfukován plyny.

Trubkové svodiče byly určeny pro instalaci na venkovní vedení 35 – 110 kV v místech se zeslabenou izolací, na křížení vedení, jakož i na nájezdech venkovních vedení do rozvoden s napětím 10 kV a vyšším.

Zachycovač ventilů nazývané zařízení sestávající z jiskřišť a proměnného odporu závislého na napětí.

Vilitická jiskřiště (obr. 9.2, b) se skládají z provozního odporu a jiskřiště zapojených do série. Jiskřiště hraje stejnou roli jako u jiných typů jiskřišť. Účelem provozního odporu je snížit proud protékající po výboji a zlepšit podmínky pro zhášení oblouku. Svodiče Vilite jsou nejmodernější zařízení pro ochranu elektrických zařízení elektráren a rozvoden před přepětím.

Jiskřiště 4 a provozní odpor shromážděný z vilitových disků 5, umístěný v porcelánovém pouzdře 6. Jako odpor se používá vilit – materiál skládající se z karborunda a grafitu v práškové formě. Ke spojení těchto materiálů do společné hmoty se používá rozpustné sklo. Vilitické odpory jsou vyráběny ve formě lisovaných kotoučů o tloušťce 20 a průměru 75 – 100 mm. Charakteristickým znakem wilitu je závislost jeho elektrického odporu (nelineárního odporu) na přiloženém napětí: čím vyšší přiložené napětí, tím nižší odpor wilitu a naopak. V důsledku toho se proud protékající jiskřištěm po vybití vlivem provozního napětí ve vedení několikanásobně sníží. V tomto případě jiskřiště zháší oblouk spolehlivěji. Rozdělení jiskřiště na několik jednotlivých mezer zlepšuje podmínky pro zhášení oblouku v jiskřišti.

ČTĚTE VÍCE
Kdo by měl čistit ventilační potrubí v bytech?

Čím vyšší je jmenovité napětí chráněného rozváděče, tím vyšší je jmenovité napětí chráněného rozváděče, tím vyšší je počet jednotlivých jiskřišť a vilitických kotoučů ve vilitickém jiskřišti.

Svodič vysokého napětí se skládá z několika vilitických kotoučů a s nimi zapojených jiskřišť. Na straně jiskřišť je jiskřiště připojeno k fázovému vodiči chráněné instalace; na druhé straně je svodič připojen k zemnící elektrodě. Svodiče jsou připojeny na všechny tři fáze.

Když dojde k přepětí dostatečné velikosti, jiskřiště svodiče prorazí a proud teče přes vilitické kotouče a uzemnění; velikost přepětí se sníží. Protože v prvním okamžiku průrazu jiskřišť je na vilitické kotouče přivedeno velké napětí, vilitický odpor se zmenší a vybíjecí proud je velký, což velmi účinně snižuje velikost přepětí.

Při současném provozu svodičů na více fázích nebo jedné fázi v sítích s pevně uzemněnými nulami vzniká přes svodiče zkrat s průtokem zkratového proudu pracovní frekvence (doprovodného proudu). Protože po spuštění svodiče velikost přepětí klesá, odpor drátu prudce roste. Díky tomu se zkratový proud pracovní frekvence po prvním přechodu přes nulovou hodnotu sníží a zastaví; svodič je opět připraven k provozu.

Svodiče Vilitovy jsou vyráběny pro jmenovitá napětí instalací do 220 kV včetně. Svodiče Vilite jsou obvykle instalovány v rozvaděčích stanic a rozvoden připojených k venkovnímu elektrickému vedení.

Ventilové svodiče řady RVS od 110 do 220 kV jsou určeny k ochraně izolace střídavých elektrických zařízení o frekvenci 50 a 60 Hz před atmosférickými přepětími. Vyrábí se pro sítě s účinně uzemněným neutrálem.

Kromě výše uvedených svodičů existují další typy zařízení:

Magnetická aretace ventilů (RVMG) – skládá se z několika po sobě jdoucích bloků s magnetickým jiskřištěm a odpovídajícím počtem vilitických kotoučů. Každý blok magnetických jiskřišť je střídavým spojením jednotlivých jiskřišť a permanentních magnetů, uzavřených v porcelánovém válci.

Při průrazu v jednotlivých jiskřištích se objeví oblouk, který se působením magnetického pole vytvořeného prstencovým magnetem začne otáčet vysokou rychlostí, což zajišťuje rychlejší uhašení oblouku ve srovnání s ventilovými svodiči.

Rod jiskřiště také známé jako „arc houkačky“ se používají k ochraně před vyhořením chráněných vodičů a přenosu jednofázového zkratu na dvoufázový. Pro vznik oblouku je nutný zkratový proud přesahující 1 kA. Kvůli relativně nízkému napětí (6-10 kV oproti 20 kV ve finských sítích) a vysokému zemnímu odporu nefungují houkačky obloukové ochrany v ruských sítích.

V současné době jsou na venkovních vedeních 6-10 kV zakázány „Předpisy o technické politice“ Federal Grid Company.

Lapač dlouhých jisker. Princip činnosti svodiče je založen na využití efektu posuvného výboje, který zajišťuje velkou délku překrytí impulzů po povrchu svodiče a díky tomu zabraňuje přechodu překrytí impulzů do výkonového oblouku. průmyslový frekvenční proud. Výbojový prvek RDI, podél kterého se vyvíjí klouzavý výboj, má délku několikanásobně větší, než je délka chráněného izolátoru vedení. Konstrukce svodiče zajišťuje jeho nižší impulzní elektrickou pevnost ve srovnání s chráněnou izolací. Hlavním rysem lapače dlouhých jisker je, že díky velké délce pulzního bleskového přeskoku je pravděpodobnost vytvoření zkratového oblouku snížena na nulu.

ČTĚTE VÍCE
Jak můžete snížit relativní vlhkost v místnosti?

Existují různé modifikace RDI, které se liší účelem a vlastnostmi venkovních vedení, na kterých se používají.

RDI jsou určeny k ochraně nadzemního elektrického vedení o napětí 6-10 kV třífázového střídavého proudu s chráněnými i neizolovanými vodiči před indukovanými bleskovými přepětími a jejich následky a přímými údery blesku; určeno pro venkovní provoz při okolní teplotě od minus 60 °C do plus 50 °C po dobu 30 let.

Hlavní výhoda RDI: výboj se vyvíjí podél zařízení vzduchem a ne uvnitř. To umožňuje výrazně zvýšit životnost produktů a zvýšit jejich spolehlivost.

Nelineární supresor přepětí (SPD) – toto je zařízení ochrana elektrických zařízení před přepětím bez jiskřiště. Svodiče přepětí jsou dnes nejúčinnějším prostředkem ochrany zařízení elektrické sítě. Tato zařízení mají poměrně vysoké výkonové vlastnosti a spolehlivost.

Rýže. 9.3. Vzhled svodičů přepětí 27-220 kV

Aktivní část svodiče přepětí je tvořena legovaným kovem, při přivedení napětí se chová jako mnoho sériově zapojených varistory. Princip činnosti svodičů přepětí je založen na skutečnosti, že vodivost varistorů závisí nelineárně na použitém napětí. Při nepřítomnosti přepětí svodič neprochází proud, ale jakmile dojde v části sítě k přepětí, odpor svodiče prudce klesne, což určuje účinek přepěťové ochrany. Po skončení přepětí na svorkách svodiče přepětí se jeho odpor opět zvýší. Přechod z „zavřeného“ do „otevřeného“ stavu trvá jednotek nanosekundy (na rozdíl od jiskřišť, u kterých může tato doba odezvy dosáhnout několika mikrosekund).

Nelineární svodiče přepětí jsou určeny pro použití jako hlavní prostředek ochrany elektrických zařízení stanic a sítí středních a vysokých napěťových tříd střídavého proudu průmyslové frekvence před spínacími a bleskovými přepětími. Při jejich vývoji byly využity nejnovější technologické pokroky a provozní zkušenosti svodičů přepětí v tuzemské i zahraniční praxi. Omezit

Doporučuje se použít místo ventilových svodičů odpovídajících napěťových tříd při návrhu, provozu, technické přestavbě a rekonstrukci elektroinstalace.

Svodiče přepětí 6-110 kV s polymerovou izolací mají oproti svodičům ventilového typu řadu výhod:

varistory používané ve svodičích přepětí mají vysokou stabilitu, která se při dlouhodobém provozu nemění;

vysoká rychlost činnosti svodičů přepětí při spínání a bleskových přepětích;

vynikající špičkové charakteristiky svodiče v širokém rozsahu provozních teplot;

použití varistorů v jednosloupovém provedení umožňuje zvláště hluboké omezení napětí a tím vyšší spolehlivost provozu zařízení a zlepšení parametrů sítě;

zmenšení velikosti a hmotnosti svodičů přepětí o 10 – 20 krát umožňuje jejich instalaci přímo v blízkosti chráněného zařízení;

vysoká mechanická pevnost a nízká hmotnost svodičů přepětí umožňuje jejich instalaci na venkovní vedení 6-110 kV bez zesílení konstrukce podpěr;

Svodiče přepětí v polymerovém pouzdře nevyžadují zvláštní údržbu a během přepravy a skladování se nepoškodí;

Malá hmotnost a rozměry svodičů přepětí usnadňují jejich instalaci s minimálním využitím zařízení.