Överspänningsarrangemang i ledningar i hemmet - typer och kopplingsscheman

All elektrisk utrustning skapas för att arbeta med en viss elektrisk energi, beroende på strömmen och spänningen i nätverket. När deras värde blir större än den utformade normen inträffar ett nödläge.

För att förhindra att det bildas eller eliminera förstörelse av elektrisk utrustning krävs skydd. De skapas under de specifika villkoren för en olycka.

Funktioner för att skydda hemmakablar från högspänning

Isolering av hushållens elektriska nät beräknas på gränsvärdet för spänningen något över en och en halv kilovolt. Om det växer mer börjar en gnistutladdning tränga igenom det dielektriska skiktet, som kan utvecklas till en båge som bildar en eld.

För att förhindra dess utveckling skapar de skydd som fungerar enligt en av två principer:

1. koppla bort den elektriska kretsen i ett hus eller en lägenhet från högspänning;

2. Avlägsnande av den farliga potentialen för överspänning från det skyddade området på grund av dess snabba omdirigering till markkonturen.

Med en liten spänningsökning i nätverket uppmanas de också att korrigera situationen. stabilisatorer av olika utföranden. Men för det mesta är de skapade för att upprätthålla driftsparametrarna för strömförsörjningen i ett begränsat område av dess reglering vid ingången, och inte som en skyddsanordning. Deras tekniska kapacitet är begränsad.

Vid ledningar i hemmet kan spänningen öka:

1. under en relativt lång period, när nollbränning sker i en trefas-krets och den neutrala potentialen förskjuts beroende på slumpmässigt anslutna konsumenters motstånd;

2. kortvarig impuls.

Den första typen av funktionsfel hanteras framgångsrikt av spänningsövervakningsreläet. Den övervakar ständigt ingångsparametrarna i nätverket och när de når den övre börvärdet kopplar den bort kretsen från strömförsörjningen tills olyckan elimineras.

Skälen till uppkomsten av kortvariga överspänningsimpulser kan vara två situationer:

1. Samtidig stängning av flera kraftfulla konsumenter på leveranslinjen när transformatorstationen inte har tid att omedelbart stabilisera systemet;

2. blixtnedslag till elektrisk utrustning i kraftledningar, transformatorstationer eller hus.

Det andra alternativet för utveckling av en olycka är den största faran än i alla tidigare fall. Blixtströmens styrka når enorma mängder. I genomsnittliga beräkningar tas det vid 200 kA.

Den, när den slås i luftterminalen och under normal drift av byggnadens blixtskydd, rinner genom blixtstången till markslinga. För tillfället induceras en EMF i alla angränsande ledare, genom lagen om induktion, vars värde mäts i kilovolt.

Det kan visas även i en frånkopplad ledning och bränna dess utrustning, inklusive dyra TV-apparater, kylskåp, datorer.

Blixt kan slå en kraftledning i byggnaden som matar den. I denna situation arbetar linjestoppare normalt och dämpar sin energi på jordens potential. Men de kan inte helt eliminera det.

En del av högspänningspulsen längs ledningarna på den anslutna kretsen kommer att spridas i alla möjliga riktningar och kommer till ingången till hyreshuset, och från den - till alla anslutna enheter för att bränna sina svagaste platser: elmotorer och elektroniska komponenter.

Som ett resultat fick vi två alternativ för skador på dyra hushållsapparater i en bostadshus med normal eliminering av följderna av en blixtnedslag i blixtstången i vår egen byggnad eller kraftledning med standardskydd.Slutsatsen föreslår sig själv: det är nödvändigt att fastställa för dem automatiskt skydd mot pulsutsläpp.

Typer av överspänningsdämpare för ledningar i hemmet

Ett sortiment av sådana skydd skapas för arbete under olika förhållanden, det skiljer sig i design, material som används och arbetsteknik.

Principerna för bildandet av elementbasen för arresteraren

När du skapar överspänningsskydd beaktas de tekniska kapaciteten för olika designlösningar. För gasfyllda spärrar är det karakteristiskt att de efter passagen av urladdningspulsen uppbär flödet av en ytterligare ström som är nära i storlek till kortslutningsbelastningen. Det kallas en medföljande ström.

Överspänningsavledare, som tillhandahåller en spårningsström i storleksordningen 100 ÷ 400 Amper, kan själva bli en källa till eld och ger inte skydd. De kan inte installeras för att skydda isoleringen från nedbrytning mellan någon fas, fungerande och skyddande noll. Modeller av andra typer av gripare fungerar ganska tillförlitligt inom 0,4 kV-nätverket.

Vid ledningar i hemmet har överspänningsskydd företräde varistor enheter. Under normala driftsförhållanden för elektriska installationer skapar de mycket små läckströmmar på upp till flera milliampar, och under passagen av en högspänningspuls överförs spänningarna till tunnelläget så snabbt som möjligt när de kan passera upp till tusentals ampere.

Överspänningsisoleringsklasser av elektriska ledningar i hemmet för överspänningsspänning

Elektrisk utrustning i bostadshus är skapad i fyra kategorier, vilka indikeras med romerska siffrorna IV ÷ I och kännetecknas av det maximala tillåtna överspänningen på 6, 4, 2,5 och 1,5 kilovolt. Under dessa zoner är överspänningsskydd utformat.

I den tekniska litteraturen kallas de "SPD"som står för överspänningsskydd. Tillverkare av elektrisk utrustning för marknadsföringsändamål har infört en mer begriplig definition för vanliga människor - begränsare. Andra namn finns på Internet.

För att inte bli förvirrad i den använda terminologin rekommenderas det att hänvisa till de tekniska egenskaperna hos enheterna och inte bara deras namn.

De viktigaste parametrarna för förhållandet mellan kategorierna för isoleringsmotstånd och riskfaktorer för byggnaden och tillämpningen av de tre klasserna av SPD för dem kommer att hjälpa till att förstå figuren nedan.

Han visar att en impuls på 6 kilovolt kan komma från transformatorstationen längs kraftledningen till ingångspanelen. Dess värde skulle minska överspänningsdämparen av klass I i zon 1 till fyra kV.

I fördelningspanelen i zon 2 arbetar en klass II-begränsare som reducerar spänningen till 2,5 kV. Inuti ett vardagsrum med zon 3 ger en SPD i klass III en slutlig pulsreduktion på upp till 1,5 kilovolt.

Som ni ser, arbetar alla tre klasser av begränsare omfattande, sekventiellt och växelvis reducerar överspänningspulsen till ett värde som är acceptabelt för isolering av ledningarna.

Om åtminstone ett av beståndsdelarna i denna skyddskedja visar sig vara fel, kommer hela systemet att misslyckas och en isoleringsnedbrytning kommer att uppstå på den slutliga anordningen. Det är nödvändigt att använda dem omfattande, och under drift krävs det att det tekniska tillståndets tekniska skick kontrolleras åtminstone genom en extern inspektion.

Val av varistorer för olika klasser av överspänningsdämpare

Utrustningstillverkarna av SPD-enheten levererar varistormodeller valda enligt strömspänningsegenskaperna. Deras utseende och driftsgränser visas i motsvarande diagram.

Varje skyddsklass har sin egen spänning och öppningsström. Du kan bara installera dem på din plats.

Principer för bildandet av överspänningsarrangemang

För att skydda lägenhetens nätaggregat kan olika principer för anslutning av en SPD användas:

1. i fas;

2. ur fas;

3. kombinerat.

I det första fallet uppfylls den längsgående principen att skydda varje tråd mot överspänningar i förhållande till jordslingan, och i det andra, tvärgående mellan varje trådpar. Baserat på insamlingen av statistiska uppgifter om hanteringen av fel och deras analys, avslöjades det att de uppkomna överspänningsvågorna skapar mer skador och därför anses vara de farligaste.

Den kombinerade metoden låter dig kombinera båda de tidigare metoderna.

Anslutningsalternativ för överspänningsdämpare för TN-S jordningssystem

Krets med elektronisk SPD och arresterare

I detta schema eliminerar överspänningsavledarna från alla tre klasserna överspänningspulserna mellan faserna i linjen och den fungerande noll N längs tråd-till-trådkedjorna. Funktionen att minska överspänningar i vanligt läge tilldelas arresterare av en viss klass på grund av deras anslutning mellan arbets- och skyddsnoll.

Denna metod gör det möjligt att galvaniskt koppla bort PE och N mellan varandra. Trefasnätets neutrala position beror på symmetri för de applicerade fasbelastningarna. Det har alltid någon form av potential, som kan vara från fraktioner till flera tiotals volt.

Om strömförsörjningssystem med en pulserad belastning arbetar i systemet, kan högfrekventa störningar från dem överföras genom potentiella utjämningskretsar och jordningskretsar via en PE-ledare till känsliga elektroniska apparater och störa deras funktion.

Införandet av arrester i detta fall minskar påverkan av dessa faktorer på grund av bättre galvanisk isolering än elektroniska begränsare på varistorer.

Kretsar med elektronisk SPD i skyddsklass I och II

I detta schema utförs skyddet mot impulsspänningar i ingångs- och distributionskorten endast av elektronisk arresterare.

De eliminerar alla överspänningar i vanligt läge (alla ledningar i förhållande till markslingan).

I klass III fungerar den föregående kretsen med en elektronisk avskiljare och en gnistgap som ger skydd (tråd till tråd) för slutanvändaren.

Funktioner för användning av olika modeller av arresterare med hänsyn till sekvensen av kaskader

Under drift av överspänningsskyddsstadier krävs deras samordning och samordning. Det utförs genom att ta bort stegen över en kabel till ett avstånd av mer än 10 meter.

Detta krav förklaras av det faktum att när en högspänningspuls med en brant vågform kommer in i kretsen på grund av ledarnas induktiva motstånd uppstår ett spänningsfall på dem. Den appliceras omedelbart på den första kaskaden och får den att skjuta. Om detta krav inte uppfylls, förbigås stegen när skyddet inte fungerar korrekt.

Efterföljande kaskader av skydd är kopplade till samma princip.

När den är belägen nära utrustningens konstruktionsegenskaper, ingår ytterligare isoleringskrossar av pulstyp konstgjorda i kretsen, vilket skapar en fördröjningskedja. Deras induktans är inställd på 6-15 mikrogener beroende på vilken typ av kraftingång som används i byggnaden.

En bild av en sådan anslutning med ett nära arrangemang av ingångs- och distributionspanelerna och fjärrinstallationen av slutkonsumenter visas i diagrammet.

Vid montering av en gasreglage i ett sådant system är det nödvändigt att ta hänsyn till deras förmåga att pålitligt arbeta under de skapade belastningarna och motstå deras begränsande värden.

För bekvämligheten av service kan överspänningsskydd tillsammans med gasspjällsanordningar placeras i en separat skyddssköld som i följd ansluter ingångsenheten till husets huvudtavla.

En av varianterna av denna konstruktion för en byggnad tillverkad enligt TN-C-S jordningssystem visas i diagrammet nedan.

Med denna installation kan alla tre klasser av begränsare placeras på ett ställe, vilket är bekvämt för underhåll. För att göra detta är det nödvändigt att montera delande choker i serie mellan skyddsstegen.

Strukturellt sett måste ingångsenheten, huvudtavlan och skyddsskyddet med denna metod för montering av kretsen placeras så nära som möjligt.

Det kombinerade arrangemanget av SPD: er och reaktorer på ett ställe - en skyddande skärm låter dig utesluta inträngningen av överspänningspulser som redan finns på huvudströmställningsutrustningen, i vilken PEN-ledaren är separerad.

Anslutningen av kraftkablar till MES har funktioner: de måste läggas längs de kortaste vägarna och undvika fogkontakt för delar av den skyddade kretsen och utan skydd.

Moderna tillverkare uppdaterar ständigt sina SPD-konstruktioner med inbyggda pulsade isoleringschokar. De gjorde det möjligt inte bara att placera skyddsstegen på nära håll över kabeln, utan också att kombinera dem i en separat enhet.

Nu på marknaden, med beaktande av implementeringen av denna metod, finns det konstruktioner av SPD: er av kombinerade klasser I + II + III eller I + II. Ett annat sortiment av modeller av sådana gripare produceras av det ryska Hakel-företaget.

De är skapade för olika byggjordsystem, fungerar utan att installera ytterligare skyddsnivåer, men kräver att vissa installationsspecifikationer uppfylls längs den anslutna kabelns längd. I de flesta fall bör den vara mindre än 5 meter.

För normal drift av elektronisk utrustning och för att skydda den från högfrekvensstörning, produceras olika filter, som inkluderar en SPD i klass III. De måste anslutas till jordslingan genom en PE-ledare.

Funktioner för att skydda komplexa hushållsapparater från kraftpulser

En modern människas liv dikterar behovet av att använda olika elektroniska apparater som bearbetar och överför information. De är ganska känsliga för högfrekventa störningar och pulser, fungerar inte bra eller misslyckas generellt när de dyker upp. För att eliminera sådana fel används en individuell jordning av enhetshöljet, kallad funktionell.

Den är elektriskt separerad från den skyddande PE-ledaren. Emellertid, när blixten slår mot blixtskyddet mellan jordningen av en byggnad eller linje och en funktionell elektronisk anordning, kommer en urladdningsström att flyta längs jordkretsen, orsakad av en applicerad högspänningsöverspänningsimpuls.

Det kan elimineras genom att utjämna potentialen i dessa kretsar genom att installera en speciell arresterare mellan dem, vilket kommer att utjämna potentialen för kretsarna i händelse av olyckor och ge galvanisk isolering under vardagliga driftsförhållanden.

Hakel Digging är också specialiserad på produktion av sådana arresterare.

Ytterligare krav på kortslutningsskydd

Alla SPD: er ingår i kretsen för att utjämna potentialer mellan dess olika delar i kritiska situationer. Man bör komma ihåg att de själva, trots närvaron av inbyggt värmeskydd för varistorer, kan skadas och bli en källa till kortslutning, som utvecklas till en brand.

Skyddet på varistorer kan misslyckas om märkspänningen överskrids under lång tid, till exempel på grund av nollbränning i ett trefas-nätsystem. Urladdare, till skillnad från elektronik, är inte utrustade med värmeskydd alls.

Av dessa skäl är alla SPD-konstruktioner dessutom skyddade av säkringar som arbetar under överbelastning och kortslutningar. De har en speciell komplex design och skiljer sig mycket från modeller med en enkel smältbar insats.

Användningen av brytare i sådana situationer är inte alltid motiverad: de skadas av blixtimpulser när svetsning av kraftkontakter inträffar.

Med hjälp av skyddskretsen för en SPD med säkringar är det nödvändigt att följa principen att skapa dess hierarki med hjälp av selektivitetsmetoder.

Som ni kan se, för att säkerställa ett tillförlitligt skydd av ledningar i hushållen mot överspänningsavbrott, är det nödvändigt att noggrant närma sig denna fråga, analysera sannolikheten för olyckor i konstruktionsplanen med hänsyn till det fungerande jordningssystemet och välja de mest lämpliga arresterarresterna för det.