Защита от перенапряжения

Защита от перенапряжения – общее описание

На сегодняшний день, электронное оборудование масштабно используется во всех сферах человеческой деятельности, что, в свою очередь, привело к необходимости их защиты  от электрических сбоев. Раньше причины сбоев искали только в самом оборудовании, теперь стало понятно, что это могут быть и внешние факторы в виде электрического перенапряжения. Ущерб, который вызывается импульсными перенапряжениями, вырос в разы по сравнению с первым случаем. 

Перенапряжение, как правило, возникает в случае:

• атмосферных разрядов;
• коммутационного процесса в распределительных электрических сетях;
• коммутационного процесса силовых элементов и устройств в технологических цепях. 

Перенапряжения, которые возникают при прямых ударах молнии, существуют в двух формах:

1. При попадании молнии в молниеотвод или заземленную крышу создается ток и уходит в землю. При этом возникает сильный электромагнитный импульс, вызывающий напряжение в кабельных линиях, которое расположено в защищаемом здании. 

2. При ударах молнии в подводящую низковольтную линию, в результате чего в ней создаются большие токи. Эти токи, проходя по зданию, и образуют высокие напряжения. Как правило, повреждения, которые вызываются перенапряжениями данного типа, незначительны и предусматривают тяжелые финансовые потери. Например, возгорание проводки в распределительном щите приводит к повреждению различного промышленного оборудования и самого здания.

Перенапряжения, возникающие в результате непрямого удара молнии 

Такое перенапряжение возникает в ситуации возникновения удара молнии поблизости от здания в результате увеличения потенциала точки земли, в которую и ударила молния. Электромагнитные поля, которые создаются током грозового заряда, предусматривают образование индуктивных и емкостных связей, приводящих к перенапряжениям других видов. 

Электромагнитные поля, которые создаются ударами молнии в облаках, ударом молнии в облаках в радиусе нескольких сотен метров или даже километров, также предусматривают неожиданные броски напряжения. Хотя последствия таких типов разрядов менее серьезны, чем в предыдущем случае, они все таки могут привести к повреждениям чувствительных электрических устройств. Это могут быть факсы, источники питания компьютеров, а также системы связи и обеспечения безопасности.

Устройство защиты от перенапряжений – главные особенности и функции

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) определяется, как устройство, предназначенное для ограничения переходного напряжения и отвода импульсов тока. Это устройство имеет в своем активе один нелинейный элемент и должно соответствовать требованиям европейского стандарта EN 61643-11.

Главная функция аппаратов данного типа заключается в защите от повреждения грозовым разрядом и аварийными скачками напряжения любых чувствительных к перенапряжению устройств, электронного и IT-оборудования: 

• телевизоров;
• компьютеров;
• мониторов;
• принтеров;
• модемов;
• бытовых электроприборов с электронными контроллерами, телефонов, факсов;
• систем охранной и пожарной сигнализации, системы контроля доступа, видеонаблюдения и т.д.

Грозовой разряд вблизи от дома или рядом с воздушными линиями электропитания ведет к резкому повышению бытового напряжения питающей сети до нескольких киловольт. Импульс перенапряжения, который длиться несколько микросекунд, выводит из строя разные электронные компоненты в виде: 

• запоминающихся устройств;
• процессоров;
• конденсаторов, дисплеев т.д.

Распространение форм волны

1. Волна 1,2/50 мкс – является стандартной формой перенапряжения, которая создается в сетях электропитания и складывается с напряжением самой сети. 

2. Волна 8/20 мкс – определяется как форма волны импульса тока, который проходит через оборудование, подвергающейся воздействию перенапряжения, вызванного непрямым попаданием молнии. 

3. Волна 10/350 мкс – форма волны импульса тока, проходящего через оборудование, которое подвергается воздействию прямых ударов молнии. 

Устройство защиты от импульсных перенапряжений Тип 1 – устройство, которое предназначено для отвода энергии, создаваемой перенапряжениями (вызванные прямыми ударами молнии). Такой прибор успешно прошел стандартные испытания для волны 10/350 мкс. 

Устройство защиты от импульсных перенапряжений Тип 2 – определяется как устройство защиты для отвода энергии, которая создается перенапряжениями, вызванными непрямыми ударами молнии или коммутационными перенапряжениями. Устройство успешно прошло стандартные испытания для волны 8/20 мкс. 

Термины связанные с характеристиками устройств защиты от импульсных перенапряжений

Максимальный ток Imax или Iimp - это максимальное значение импульсного тока, коммутирующегося к устройством защиты от перенапряжений. Imax является максимальным значением тока с формой волны 8/20. Iimp  - это максимальное значение тока с формой волны 10/350.

Уровень защитного напряжения Up – это напряжение, которое сохраняется на устройстве защиты от перенапряжения в ситуации замыкания импульса тока на землю. Up не должно превышать напряжения, которое может быть выдержано устройством, включенным в линию после устройства защиты.

Номинальный ток разряда In -  максимальное значение тока, протекающего через устройство защиты от перенапряжений, имеющего форму волны 8/20. 

Максимальное рабочее напряжение Uc Макс. - определяется как среднеквадратичное напряжение или напряжение постоянного тока в линии, к которой постоянно подключается защитное устройство, являющейся равным номинальному напряжению. Следует принимать во внимание как номинальное напряжение в электросети Un, так и его возможные отклонения.

Временное перенапряжение UT-  максимальное среднеквадратичное значение перенапряжения, которое должно выдерживать устройство защиты в течение необходимого времени. В случае наличия перенапряжения и в случае аварии устройства защиты от перенапряжения персоналу, оборудованию или вспомогательным устройствам не должна грозит опасность. 

Защита от грозовых перенапряжений – выбор изделий 

Перенапряжения могут быть:

1. В обычном режиме - перенапряжения в данном режиме касаются всех точек соединения с нейтралью. Они могут возникать между проводами, которые находяться под напряжением и землей (фаза/земля или нейтраль/земля). Нейтральный провод - токонесущий, также, как и в фазовых проводах. Данный режим предусматривает разрушение напряжением не только заземленного оборудования, но и незаземленного, характеризующегося недостаточным уровнем электроизоляции и расположением в непосредственной близости от заземленной массы.

2. В дифференциальном режиме – перенапряжение в данном режиме возникает между проводами фаза/нейтраль или фаза/фаза. Они могут привести к серьезным повреждениям оборудования (особенно "чувствительного"), которое подсоединяется к сети электропитания.

Определение нагрузки по току 

Определение нагрузки по току для приборов защиты от перенапряжения, а также параметры устройства по рассеиванию энергии рассчитываются, анализируя риски.

Анализ предусматривает три группы параметры:

• параметры окружающей среды в виде частоты гроз, которая выражается количеством разрядов молнии в год на квадратный километр (Ng);

• параметры электроустановок и оборудования - предусматривает наличие молниеотвода, способы подведения мощности к электроустановке (опираясь на вощдушную или подземную линию электропередачи) и место, где размещается электроустановка;

• экономические параметры, показатели, касающиеся обслуживания и безопасности - указывают на общую стоимость простоя и ремонта защищаемого оборудования, а также на риски для окружающей среды или жизни людей (это могут быть нефтеперерабатывающие предприятия, стадионы и т.д.).

Определение уровня защитного напряжения (Up)

Все устройства, главная функция которых - это защита от перенапряжения, должны обеспечивать уровень остаточного напряжения, совместимый с напряжением, которое может выдерживать оборудование. Выдерживаемое напряжение напрямую зависит от типа оборудования и его чувствительности.

Необходимость многоступенчатой защиты

Иногда нет возможности подобрать устройство, одновременно обладающее необходимым уровнем защиты и характеристиками по току. В данном случае. система защиты может формироваться из двух и более ступеней. При этом первое устройство, которое должно обеспечивать необходимые параметры по току, устанавливается на входе в электроустановку (т.е. ставится ближайшим к точке проникновения тока от разряда молнии), а второе устройство, обеспечивающее необходимое остаточное напряжение защиты, устанавливается максимально близко к защищаемому оборудованию.

Расстояние между устройством OVR и защищаемым оборудованием должно составлять не менее десяти метров. Если это невозможно (например, в случае нахождения оборудования на большом расстоянии от входного щита), то необходима установка второго устройства защиты от перенапряжения. Телекоммуникационные линии, которые входят в установку, также должны защищаться. Контуры заземления всех средств защиты должны иметь средства выравнивания потенциалов заземления.

Купить устройства защиты от перенапряжения по выгодной цене

Купить устройства защиты от перенапряжения можно в нашем интернет-магазине «Вент-Заводы», где:

• широкий выбор товара;
• профессиональные консультации специалистов;
• сервис доставки во все города Украины.