Overspanningsafleiders in huisbedrading - types en bedradingsschema's

Alle elektrische apparatuur is gemaakt om te werken met een bepaalde elektrische energie, afhankelijk van de stroom en spanning in het netwerk. Wanneer hun waarde groter wordt dan de ontworpen norm, treedt een noodmodus op.

Om de mogelijkheid van de vorming ervan te voorkomen of om de vernietiging van elektrische apparatuur te elimineren, wordt bescherming ingeroepen. Ze zijn gemaakt onder de specifieke omstandigheden van een ongeval.

Kenmerken van bescherming van thuisbedrading tegen hoogspanning

De isolatie van het huishoudelijk elektriciteitsnet wordt berekend op basis van de grenswaarde van de spanning iets boven anderhalve kilovolt. Als het meer groeit, begint een vonkontlading door de diëlektrische laag te dringen, die zich kan ontwikkelen tot een boog die een vuur vormt.

Om de ontwikkeling ervan te voorkomen, creëren ze beveiligingen die werken volgens een van twee principes:

1. ontkoppelen van het elektrische circuit van een huis of appartement van hoogspanning;

2. Het verwijderen van het gevaarlijke potentieel van overspanning uit het beschermde gebied vanwege de snelle omleiding naar de grondcontour.

Met een lichte toename van de spanning in het netwerk worden ze ook opgeroepen om de situatie te corrigeren. stabilisatoren van verschillende ontwerpen. Maar voor het grootste deel zijn ze gemaakt om de bedrijfsparameters van de stroomvoorziening binnen een beperkt bereik van de regeling bij de ingang te houden, en niet als een beschermend apparaat. Hun technische mogelijkheden zijn beperkt.

In huisbedrading kan de spanning toenemen:

1. gedurende een relatief lange periode, wanneer nulverbranding optreedt in een driefasig circuit en de neutrale potentiaal verschuift afhankelijk van de weerstand van willekeurig verbonden verbruikers;

2. impuls op korte termijn.

Het eerste type storing wordt succesvol afgehandeld door het spanningsbewakingsrelais. Het bewaakt constant de ingangsparameters van het netwerk en wanneer ze het bovenste instelpunt bereiken, verbreekt het de stroomkring tot het ongeval is geëlimineerd.

De redenen voor het verschijnen van kortstondige overspanningspulsen kunnen twee situaties zijn:

1. gelijktijdige uitschakeling van verschillende krachtige verbruikers op de toevoerlijn wanneer het transformatorstation geen tijd heeft om het systeem onmiddellijk te stabiliseren;

2. blikseminslag op elektrische apparatuur van hoogspanningslijnen, onderstations of huizen.

De tweede optie voor de ontwikkeling van een ongeval is het grootste gevaar dan in alle voorgaande gevallen. De sterkte van de bliksemstroom bereikt enorme hoeveelheden. In gemiddelde berekeningen wordt deze genomen bij 200 kA.

Wanneer het in de luchtterminal wordt geraakt en tijdens de normale werking van de bliksembeveiliging van het gebouw, stroomt het door de bliksemafleider naar grond lus. Op dit moment wordt in alle aangrenzende geleiders volgens de inductiewet een EMV geïnduceerd, waarvan de waarde wordt gemeten in kilovolt.

Het kan zelfs voorkomen in bedrading losgekoppeld van het netwerk en zijn apparatuur verbranden, waaronder dure tv's, koelkasten, computers.

Bliksem kan een hoogspanningslijn raken in het gebouw dat het voedt. In deze situatie werken lijnafleiders normaal en dempen ze hun energie op het potentieel van de aarde. Maar ze zijn niet in staat om het volledig te elimineren.

Een deel van de hoogspanningspuls langs de draden van het aangesloten circuit zal zich in alle mogelijke richtingen verspreiden en naar de ingang van het appartementengebouw komen, en daaruit - naar alle aangesloten apparaten om hun zwakste plaatsen te verbranden: elektromotoren en elektronische componenten.

Als gevolg hiervan kregen we twee opties voor schade aan dure huishoudelijke elektrische apparatuur in een woongebouw met de normale eliminatie van de gevolgen van een blikseminslag in de bliksemafleider van ons eigen gebouw of elektriciteitsleiding met standaardbeveiliging.De conclusie suggereert zichzelf: het is noodzakelijk om voor hen vast te stellen automatische bescherming tegen pulsontladingen.

Typen overspanningsbeveiliging voor thuisbedrading

Een assortiment van dergelijke beschermingen is gemaakt voor werk in verschillende omstandigheden; het verschilt in ontwerp, gebruikte materialen en werktechnologie.

De principes van de vorming van de elementbasis van de afleider

Bij het creëren van overspanningsbeveiliging wordt rekening gehouden met de technische mogelijkheden van verschillende ontwerpoplossingen. Voor met gas gevulde afleiders is het kenmerkend dat ze na het passeren van de ontladingspuls de stroom van een extra stroom ondersteunen die dicht bij de kortsluitbelasting ligt. Het wordt een begeleidende stroom genoemd.

Overspanningsafleiders, die een volgstroom leveren in de orde van 100 ÷ 400 ampère, kunnen zelf een bron van vuur worden en bieden geen bescherming. Ze kunnen niet worden geïnstalleerd om de isolatie te beschermen tegen defecten tussen elke fase, werkings- en beschermingsnulpunt. Modellen van andere typen arresters werken redelijk betrouwbaar binnen het 0,4 kV-netwerk.

In huisbedrading heeft overspanningsbeveiliging voorrang varistor-apparaten. Onder normale bedrijfsomstandigheden van elektrische installaties creëren ze zeer kleine lekstromen tot enkele milliampère, en tijdens de doorgang van een hoogspanningspuls worden de spanningen zo snel mogelijk overgebracht naar de tunnelmodus wanneer ze in staat zijn om duizenden ampères te passeren.

Overspanningsisolatieklassen van elektrische bedrading thuis voor overspanning

De elektrische uitrusting van residentiële gebouwen bestaat uit vier categorieën, die worden aangeduid met Romeinse cijfers IV ÷ I en worden gekenmerkt door de maximaal toelaatbare overspanning van 6, 4, 2,5 en 1,5 kilovolt. Onder deze zones is overspanningsbeveiliging ontworpen.

In de technische literatuur worden ze genoemd "SPD"dat staat voor overspanningsbeveiliging. Fabrikanten van elektrische apparatuur voor marketingdoeleinden hebben een begrijpelijkere definitie voor gewone mensen geïntroduceerd - beperkers. Andere namen zijn te vinden op internet.

Om niet in de gebruikte terminologie te raken, wordt daarom aanbevolen om te verwijzen naar de technische kenmerken van de apparaten en niet alleen naar hun naam.

De belangrijkste parameters van de relatie tussen de isolatieweerstandscategorieën en de gevarenzones van gebouwen en de toepassing van de drie SPD-klassen voor hen zullen helpen om onderstaande figuur te begrijpen.

Hij toont aan dat een impuls van 6 kilovolt van het transformatorstation langs de stroomlijn naar het ingangspaneel kan komen. De waarde ervan moet de overspanningsbeveiliging klasse I in zone 1 verminderen tot vier kV.

In het verdeelpaneel van zone 2 werkt een klasse II-begrenzer die de spanning tot 2,5 kV verlaagt. Binnen een woonkamer met zone 3 biedt een SPD van klasse III een uiteindelijke pulsreductie van maximaal 1,5 kilovolt.

Zoals u ziet, werken alle drie klassen begrenzers uitvoerig, opeenvolgend en afwisselend de overspanningspuls tot een waarde die acceptabel is voor isolatie van de bedrading.

Als ten minste een van de samenstellende elementen van deze beveiligingsketen defect blijkt te zijn, zal het hele systeem falen en zal er een isolatie-storing optreden op het uiteindelijke apparaat. Het is noodzakelijk om ze volledig te gebruiken en tijdens het gebruik is het vereist om de technische staat van de technische staat te controleren, ten minste door een externe inspectie.

Selectie van varistoren voor verschillende klassen stroomstootonderdrukkers

De apparatuurfabrikanten van het SPD-apparaat leveren varistor-modellen die zijn geselecteerd op basis van de stroomspanningskenmerken. Hun uiterlijk en operationele limieten worden weergegeven in de bijbehorende grafiek.

Elke beschermingsklasse heeft zijn eigen spanning en openingsstroom. U kunt ze alleen op uw plaats installeren.

Beginselen voor de vorming van overspanningsafleiders

Om de stroomvoorziening van het appartement te beschermen, kunnen verschillende principes voor het aansluiten van een SPD worden gebruikt:

1. in fase;

2. uit fase;

3. gecombineerd.

In het eerste geval is voldaan aan het longitudinale principe van het beschermen van elke draad tegen overspanningen ten opzichte van de aardlus, en in het tweede geval aan de dwarsrichting tussen elk paar draden. Op basis van het verzamelen van statistische gegevens over de verwerking van fouten en hun analyse, is gebleken dat de ontstane overspanningspieken meer schade veroorzaken en daarom als de gevaarlijkste worden beschouwd.

Met de gecombineerde methode kunt u beide vorige methoden combineren.

Verbindingsopties voor overspanningsbeveiliging voor het TN-S aardingssysteem

Circuit met elektronische SPD en afleiders

In dit schema elimineren de overspanningsafleiders van alle drie klassen de overspanningspulsen tussen de fasen van de lijn en de werkende nul N langs de draad-naar-draad-kettingen. De functie van het verminderen van common-mode overspanningen wordt toegewezen aan afleiders van een bepaalde klasse vanwege hun verbinding tussen de werkende en beschermende nul.

Met deze methode kunnen PE en N galvanisch worden gescheiden. De neutrale positie van het driefasige netwerk is afhankelijk van de symmetrie van de toegepaste fasebelastingen. Het heeft altijd een soort potentieel, dat kan variëren van fracties tot enkele tientallen volt.

Als voedingssystemen met een gepulseerde belasting in het systeem werken, kan hoogfrequente interferentie van hen via potentiaalvereffenings- en aardcircuits via een PE-geleider naar gevoelige elektronische apparaten worden overgedragen en hun werking verstoren.

De opname van afleider in dit geval vermindert de impact van deze factoren door een betere galvanische isolatie dan elektronische begrenzers op varistoren.

Circuits met elektronische SPD in beveiligingsklasse I en II

In dit schema wordt de bescherming tegen impulsspanningen in de invoer- en verdeelborden alleen uitgevoerd door een elektronische afleider.

Ze elimineren alle common-mode overspanningen (eventuele draden ten opzichte van de aardlus).

In klasse III werkt het vorige circuit met een elektronische afleider en een overspanningsafleider, die bescherming (draad-tot-draad) voor de eindgebruiker biedt.

Kenmerken van het gebruik van verschillende modellen van afleider, rekening houdend met de opeenvolging van cascades

Tijdens de werking van overspanningsbeveiligingsfasen is hun coördinatie en coördinatie vereist. Het wordt uitgevoerd door de treden over een kabel te verwijderen op een afstand van meer dan 10 meter.

Deze eis wordt verklaard door het feit dat wanneer een hoogspanningspuls met een steile golfvorm het circuit binnenkomt vanwege de inductieve weerstand van de geleiders, er een spanningsval op hen optreedt. Het wordt onmiddellijk toegepast op de eerste cascade, waardoor het vuurt. Als niet aan deze vereiste wordt voldaan, worden de stappen omzeild wanneer de bescherming niet correct werkt.

Daaropvolgende cascades van bescherming zijn verbonden door hetzelfde principe.

Wanneer het zich dicht bij de ontwerpkenmerken van de apparatuur bevindt, zijn kunstmatige isolatie-smoorspoelen van het pulstype kunstmatig in het circuit opgenomen, waardoor een vertragingsketen ontstaat. Hun inductie is afgestemd binnen 6-15 microgenry, afhankelijk van het type stroominvoer dat in het gebouw wordt gebruikt.

Een variant van een dergelijke verbinding met de nabijheid van de invoer- en verdeelpanelen en de installatie op afstand van eindgebruikers wordt in het diagram getoond.

Bij het monteren van een gasklep in een dergelijk systeem, is het noodzakelijk om rekening te houden met hun vermogen om betrouwbaar te werken onder de gecreëerde belastingen en hun grenswaarden te weerstaan.

Voor het gemak van onderhoud kan overspanningsbeveiliging samen met gaskleppen in een afzonderlijk beschermend schild worden geplaatst dat het invoerapparaat achtereenvolgens verbindt met het hoofdschakelbord van het huis.

Een van de opties voor een vergelijkbare uitvoering voor een gebouw volgens het TN-C-S aardingssysteem wordt in het onderstaande diagram weergegeven.

Met deze installatie kunnen alle drie klassen begrenzers op één plaats worden geplaatst, wat handig is voor onderhoud. Om dit te doen, is het nodig om scheidingsinductoren in serie tussen de beschermingsfasen te installeren.

Structureel moeten het invoerapparaat, het hoofdschakelbord en de beschermende afscherming met deze methode voor het monteren van het circuit zo dicht mogelijk bij elkaar worden geplaatst.

De gecombineerde opstelling van SPD's en reactoren op één plaats - met een beschermend schild kunt u het binnendringen van overspanningspulsen op de hoofdschakelapparatuur uitsluiten, waarin de PEN-geleider is gescheiden.

De aansluiting van voedingskabels op de MES heeft kenmerken: ze moeten langs de kortste paden worden gelegd, waarbij gezamenlijk contact voor delen van het beveiligde circuit en zonder beveiligingen wordt vermeden.

Moderne fabrikanten werken hun SPD-ontwerpen voortdurend bij met behulp van ingebouwde gepulseerde isolatie-smoorspoelen. Ze maakten het niet alleen mogelijk om de beschermingsstappen op korte afstand over de kabel te plaatsen, maar ook om ze in een afzonderlijke eenheid te combineren.

Nu op de markt, rekening houdend met de implementatie van deze methode, zijn er ontwerpen van SPD's van gecombineerde klassen I + II + III of I + II. Een ander assortiment modellen van dergelijke afleiders wordt geproduceerd door het Russische bedrijf Hakel.

Ze zijn gemaakt voor verschillende aardingssystemen in gebouwen, werken zonder extra beveiligingsniveaus te installeren, maar vereisen de naleving van bepaalde installatiespecificaties langs de lengte van de aangesloten kabel. In de meeste gevallen moet deze minder dan 5 meter zijn.

Voor de normale werking van elektronische apparatuur en ter bescherming tegen hoogfrequente interferentie worden verschillende filters geproduceerd, waaronder een SPD van klasse III. Ze moeten via een PE-geleider op de aardlus worden aangesloten.

Kenmerken van de bescherming van complexe huishoudelijke apparaten tegen stootpulsen

Het leven van een moderne persoon dicteert de noodzaak om verschillende elektronische apparaten te gebruiken die informatie verwerken en verzenden. Ze zijn vrij gevoelig voor hoogfrequente interferentie en pulsen, werken niet goed of werken over het algemeen niet wanneer ze verschijnen. Om dergelijke storingen te elimineren, wordt een individuele aarding van de apparaatbehuizing, functioneel genoemd, gebruikt.

Het is elektrisch gescheiden van de beschermende PE-geleider. Wanneer bliksem echter op bliksembeveiliging tussen de aarding van een gebouw of lijn en een functioneel elektronisch apparaat valt, zal een ontladingsstroom langs het aardcircuit vloeien, veroorzaakt door een toegepaste hoogspannings overspanningspuls.

Het kan worden geëlimineerd door de potentialen van deze circuits te egaliseren door er een speciale afleider tussen te installeren, die de potentialen van de circuits egaliseert in geval van ongevallen en galvanische isolatie biedt in dagelijkse bedrijfsomstandigheden.

Hakel Digging is ook gespecialiseerd in de productie van dergelijke afleiders.

Extra vereiste voor bescherming tegen kortsluiting

Alle SPD's zijn opgenomen in het circuit voor het egaliseren van potentialen tussen de verschillende delen ervan in kritieke situaties. Er moet aan worden herinnerd dat zij zelf, ondanks de aanwezigheid van ingebouwde thermische bescherming voor varistoren, kunnen worden beschadigd en een bron van kortsluiting kunnen worden, die zich ontwikkelt tot een brand.

Bescherming op varistoren kan falen als de nominale spanning gedurende lange tijd wordt overschreden, bijvoorbeeld door nulbranden in een driefasig voedingsnetwerk. Ontladers zijn in tegenstelling tot elektronica helemaal niet uitgerust met thermische beveiliging.

Om deze redenen worden alle SPD-ontwerpen bovendien beschermd door zekeringen die werken tijdens overbelasting en kortsluiting. Ze hebben een speciaal complex ontwerp en verschillen sterk van modellen met een eenvoudig smeltbaar inzetstuk.

Het gebruik van stroomonderbrekers voor dergelijke situaties is niet altijd gerechtvaardigd: ze worden beschadigd door bliksemimpulsen wanneer het lassen van stroomcontacten plaatsvindt.

Met behulp van het beveiligingscircuit van een SPD met lonten is het noodzakelijk om het principe van het creëren van zijn hiërarchie met behulp van selectiviteitsmethoden in acht te nemen.

Zoals we zien, is het, om een ​​betrouwbare bescherming van de elektrische bedrading in huis tegen overspanningen te waarborgen, noodzakelijk om dit probleem zorgvuldig te benaderen, de waarschijnlijkheid van ongevallen in het ontwerpschema te analyseren, rekening houdend met het werkende aardingssysteem en de meest geschikte afleidervangers ervoor te selecteren.