Túlfeszültség-levezetők az otthoni vezetékekben - típusok és kapcsolási rajzok

Minden elektromos berendezést úgy alakítottak ki, hogy bizonyos villamos energiával működjön, a hálózat áramától és feszültségétől függően. Amikor értékük meghaladja a tervezett normát, vészhelyzeti üzemmód lép fel.

Védelemre van szükség annak kialakulásának lehetőségének megakadályozására vagy az elektromos berendezések megsemmisítésének kiküszöbölésére. Ezeket a balesetek sajátos körülményei között hozzák létre.

A házvezetékek magas feszültségtől való védelmének jellemzői

A háztartási elektromos hálózat szigetelését a feszültség határértékén számolják, kissé másfél kiló volt felett. Ha ez tovább növekszik, akkor a szikra kisülés kezd áthatolni a dielektromos rétegen, amely egy ívgé alakulhat ki, amely tüzet képez.

Fejlődésének megakadályozása érdekében olyan védelmeket hoznak létre, amelyek a két alapelv egyikének megfelelően működnek:

1. ház vagy lakás elektromos áramkörének leválasztása a magas feszültségtől;

2. A túlfeszültség veszélyes potenciáljának kiküszöbölése a védett területről, a föld kontúrjára való gyors átirányítás miatt.

A hálózat feszültségének enyhe növekedésével felkérjük őket a helyzet kijavítására. különféle kivitelű stabilizátorok. De ezek nagyrészt a tápegység működési paramétereinek fenntartására szolgálnak, annak korlátozott tartományában a bemeneten, és nem védőeszközként. Műszaki képességeik korlátozottak.

Az otthoni vezetékeknél a feszültség növekedhet:

1. viszonylag hosszú ideig, amikor nulla égés következik be egy háromfázisú áramkörben, és a semleges potenciál eltolódik a véletlenszerűen csatlakoztatott fogyasztók ellenállásától függően;

2. rövid távú impulzus.

Az első típusú hibát a feszültségfigyelő relé sikeresen kezeli. Folyamatosan figyeli a hálózat bemeneti paramétereit, és amikor elérik a felső beállított pontot, lekapcsolja az áramkört a tápegységről, amíg a baleset megszűnik.

A rövid távú túlfeszültség-impulzusok megjelenésének két oka lehet:

1. több erős fogyasztó egyidejű leállítása a tápvezetéken, amikor a transzformátor alállomásnak nincs ideje a rendszer azonnali stabilizálására;

2. villámcsapás az elektromos vezetékek, alállomások vagy házak villamos berendezéseire.

A balesetek kialakulásának második lehetősége a legnagyobb veszély, mint az összes korábbi esetben. A villámáram hatalmas mennyiségeket ér el. Átlagolt számításoknál 200 kA-on vesszük.

Amikor a légcsatlakozóba ütköznek és az épület villámvédelme normál működés alatt áll, a villámrúdon keresztül áramlik földhurok. Ebben a pillanatban az összes szomszédos vezetékben az indukciós törvény szerint EMF indukálódik, amelynek értékét kilovoltokban mérik.

Ez megjelenhet a hálózatból leválasztott vezetékeken is, és megégetheti berendezéseit, beleértve a drága TV-ket, hűtőszekrényeket, számítógépeket.

A villám ütközhet egy vezetékbe az épületben, amely azt táplálja. Ebben a helyzetben a vonalmegszakítók általában működnek, csillapítva az energiát a Föld potenciálján. De nem tudják teljes mértékben kiküszöbölni.

A csatlakoztatott áramkör vezetékein végigmenő nagyfeszültségű impulzusok egy része minden lehetséges irányban elterjed és egy lakóépület bemenetére jut, és onnan az összes csatlakoztatott eszközre a leggyengébb helyek megégetésére: elektromos motorok és elektronikus alkatrészek.

Ennek eredményeként két lehetőséget kaptunk egy lakóépületben található drága háztartási elektromos berendezések károsodására, a normál védelemmel ellátott villámcsapás következményeinek normál kiküszöbölésével a saját épületünkben vagy erővezetékünk villámrúdjában.A következtetés önmagában sugallja: meg kell határozni számukra automatikus védelem az impulzus kisülés ellen.

Az otthoni huzalozás túlfeszültség-csökkentő típusai

Az ilyen védőeszközök széles választékát különféle körülmények között végzett munkákra készítik el, különböznek a kialakítás, a felhasznált anyagok és a munkatechnika szempontjából.

A levezető elem alapjának kialakulásának alapelvei

A túlfeszültség-védelem létrehozásakor a különféle tervezési megoldások műszaki képességeit figyelembe veszik. Gázzal töltött levezetőknél jellemző, hogy a kisülési impulzus átadása után támogatják a rövidzárlat-terhelés nagyságrendjéhez közel álló kiegészítő áram áramlását. Kísérő áramnak nevezzük.

A túlfeszültség-levezetők, amelyek 100–400 amper nagyságrendű nyomkövető áramot biztosítanak, maguk tűzforrássá válhatnak, és nem nyújtanak védelmet. Nem telepíthetők úgy, hogy megvédjék a szigetelést a fázisok, a működő és a védő nulla közötti lebontástól. Más típusú leállító modellek meglehetősen megbízhatóan működnek a 0,4 kV-os hálózaton belül.

Az otthoni vezetékeknél a túlfeszültség-védelem elsőbbséget élvez varisztor eszközök. Az elektromos berendezés normál üzemi körülményei között nagyon kis, akár több milliamper szivárgási áramot képesek létrehozni, és a nagyfeszültségű impulzus átadásakor a feszültségek a lehető leggyorsabban átkerülnek az alagút üzemmódba, amikor képesek több ezer amperre átjutni.

A házfeszültség túlfeszültség-osztályai az otthoni villamos vezetékeknél

A lakóépületek villamos berendezéseit négy kategóriába sorolják, amelyeket IV ÷ I római számok jelölnek, és amelyeket a legnagyobb megengedett 6, 4, 2,5 és 1,5 kilovolti túlfeszültség jellemez. Ezekben a zónákban a túlfeszültség-védelmet tervezték.

A szakirodalomban ezeket nevezik "SPD"ami áll túlfeszültség-védő készülék. A marketing célokra szolgáló elektromos berendezések gyártói a hétköznapi emberek számára érthetőbb fogalmat vezettek be - korlátozókat. Más nevek megtalálhatók az interneten.

Ezért annak érdekében, hogy ne zavarja a használt terminológiát, ajánlott utalni az eszközök műszaki jellemzőire, és nem csak a nevükre.

A szigetelési ellenállási kategóriák és az építési veszélyzónák közötti kapcsolat fő paraméterei, valamint az SPD három osztályának ezekre történő alkalmazása segít megérteni az alábbi ábrát.

Bemutatja, hogy 6 kilovolti impulzus érkezhet a transzformátor alállomástól a távvezeték mentén a bemeneti panelen. Ennek az értéknek az 1. zónában az I. osztályú túlfeszültség-csökkentőt négy kV-ra kell csökkentenie.

A 2. zóna elosztó paneljén egy II. Osztályú határoló működik, a feszültséget 2,5 kV-ra csökkentve. A 3. zónájú nappali belsejében a III. Osztályú SPD végső impulzuscsökkentést biztosít 1,5 kilovolttal.

Mint láthatja, a korlátozók mindhárom osztálya komplexen működik, egymást követve és váltakozva csökkenti a túlfeszültség impulzusát a vezetékek szigetelése szempontjából elfogadható értékre.

Ha a védelmi lánc legalább egyik alkotóeleme hibásnak bizonyul, akkor az egész rendszer meghibásodik, és a végső eszköz szigetelési meghibásodást okoz. Átfogóan kell használni őket, és működés közben legalább a külső ellenőrzés útján ellenőrizni kell a műszaki állapot műszaki állapotát.

Varisztorok kiválasztása a túlfeszültség-csökkentők különféle osztályaihoz

Az SPD készülék gyártói varisztormodelleket szállítanak, amelyek az áram-feszültség jellemzői szerint vannak kiválasztva. Megjelenését és működési korlátait a megfelelő táblázat mutatja.

Minden védelmi osztálynak megvan a saját feszültsége és nyitóáram. Csak a helyére telepítheti.

A túlfeszültség-levezetők kialakításának alapelvei

A lakás tápvezetékének védelme érdekében különféle elvek alkalmazhatók az SPD csatlakoztatására:

1. fázisban;

2. szakaszon kívül;

3. kombinált.

Az első esetben az egyes vezetékeknek a földhurokhoz kapcsolódó túlfeszültségek elleni védelmének hosszanti elve teljesül, a második esetben az egyes vezetékpárok közötti keresztirányú. A hibák feldolgozására vonatkozó statisztikai adatok gyűjtése és azok elemzése alapján kiderült, hogy a felmerülő antifázisú túlfeszültségek nagyobb károkat okoznak, ezért a legveszélyesebbeknek tekintik.

A kombinált módszer lehetővé teszi a korábbi módszerek mindkét kombinálását.

A TN-S földelő rendszer túlfeszültség-levezetőinek csatlakoztatási lehetőségei

Áramkör elektronikus SPD-vel és levezetőkkel

Ebben a sémában mindhárom osztály túlfeszültség-levezetői kiküszöbölik a vonal fázisai és az N üzemi nulla közötti túlfeszültség-impulzusokat a huzal-vezeték láncok mentén. A közös üzemmódú túlfeszültségek csökkentésének funkciója egy bizonyos osztályú levezetőkhöz van rendelve, mivel azok össze vannak kapcsolva az üzemi és a védő nulla között.

Ez a módszer lehetővé teszi a PE és N galvanikus leválasztását egymás között. A háromfázisú hálózat semleges pozíciója az alkalmazott fázisterhelések szimmetriájától függ. Mindig van valamilyen potenciálja, amely frakcióktól több tíz voltig terjedhet.

Ha impulzusos terhelésű tápegységek működnek a rendszerben, akkor tőlük nagyfrekvenciás interferencia továbbadható a potenciálkiegyenlítő és földelő áramkörökön keresztül a PE vezetőn keresztül az érzékeny elektronikus eszközökre, zavarva a munkájukat.

A levezető beépítése ebben az esetben csökkenti ezeknek a tényezőknek a hatását a jobb galvanikus szigetelés miatt, mint a varisztorok elektronikus korlátozói.

I és II védelmi osztályba tartozó áramkörök elektronikus SPD-vel

Ebben a sémában a bemeneti és elosztó táblákon az impulzusfeszültségek elleni védelmet csak elektronikus levezető biztosítja.

Eltávolítják az összes közös üzemmódú túlfeszültséget (bármilyen vezetéket a földhurokhoz viszonyítva).

A III. Osztályban az előző áramkör elektronikus levezetővel és egy szikraréssel működik, védettséget biztosítva (huzal-vezeték) a végfelhasználó számára.

A levezető különféle modelljeinek használata a kaszkád sorrendjét figyelembe véve

A túlfeszültség-védelmi szakaszok működése során koordinációra és koordinációra van szükség. Ezt úgy hajtják végre, hogy a kábelen keresztül lépéseket távolítják el 10 méternél nagyobb távolságra.

Ez a követelmény azzal magyarázható, hogy amikor egy merev hullámformájú nagyfeszültségű impulzus a vezetők induktív ellenállása miatt lép be az áramkörbe, feszültségcsökkenés következik be rajtuk. Azonnal felvisszük az első kaszkádba, ami tüzet okoz. Ha ez a követelmény nem teljesül, akkor a lépéseket megkerüljük, ha a védelem nem működik megfelelően.

A későbbi védelmi lépcsőket ugyanazon az elv kapcsolja össze.

Amikor a berendezés tervezési tulajdonságaihoz közel helyezkedik el, akkor további impulzus típusú leválasztó fojtók kerülnek az áramkörbe mesterségesen, létrehozva egy késleltetési láncot. Az induktivitásuk 6-15 mikrogörbén belül be van hangolva, az épületben alkalmazott tápegység típusától függően.

Az ábrán látható egy ilyen kapcsolat egy változata a bemeneti és elosztó panelek közelségéhez és a végfelhasználók távoli telepítéséhez.

A fojtószelep beszerelésekor egy ilyen rendszerbe figyelembe kell venni a képességüket, hogy megbízhatóan működjenek a létrehozott terhelések alatt és ellenálljanak határértékeiknek.

A javítás érdekében a túlfeszültség-védelem a fojtószelep-eszközökkel együtt külön védőpajzsba helyezhető, amely egymás után köti a bemeneti eszközt a ház fő kapcsolótáblájához.

A TN-C-S földelő rendszer szerint elkészített épület hasonló kivitelezésének egyik lehetőségét az alábbi ábra mutatja.

Ezzel a telepítéssel mind a három korlátozó osztály egy helyre helyezhető, ami kényelmes a karbantartáshoz. Ehhez sorrendben kell felszerelni a szigetelő fojtókat a védelmi szakaszok között.

Szerkezetileg a bemeneti eszköznek, a fő kapcsolótáblának és a védő pajzsnak az áramköri ilyen módon történő felszerelésének a lehető legközelebb kell lennie.

Az SPD-k és a reaktorok együttes elrendezése egy helyen - egy védőpajzs lehetővé teszi a túlfeszültség-impulzusok behatolását a fő kapcsolóberendezésen, amelyben a PEN vezető elválasztva van.

A tápkábeleknek az MES-hez történő csatlakoztatásának jellemzői vannak: azokat a legrövidebb út mentén kell lefektetni, elkerülve a védett áramkör szakaszaira való közös érintkezést és védelem nélkül.

A modern gyártók a beépített impulzusos szigetelő fojtókkal folyamatosan frissítik SPD-terveiket. Lehetővé tették nemcsak a védelmi lépések közelről a kábel fölé történő elhelyezését, hanem különálló egységben történő kombinálását is.

Jelenleg a piacon, figyelembe véve ennek a módszernek a megvalósítását, léteznek I + II + III vagy I + II kombinált osztályú SPD-k tervei. Az orvosi Hakel társaság másféle választékot készít az ilyen levezetőkről.

Különböző épület földelési rendszerekhez készültek, további védelmi szintek telepítése nélkül működnek, de a csatlakoztatott kábel hosszában bizonyos beépítési előírások teljesítését igénylik. A legtöbb esetben 5 méternél rövidebbnek kell lennie.

Az elektronikus berendezések normál működése és a nagyfrekvenciás zavarok elleni védelem érdekében különféle szűrőket gyártanak, amelyek tartalmazzák a III osztályú SPD-t. Ezeket PE vezetőn keresztül kell csatlakoztatni a földhurokhoz.

Az összetett háztartási készülékek védelme a túlfeszültségtől

A modern ember élete azt sugallja, hogy különféle elektronikus eszközöket kell használni, amelyek feldolgozzák és továbbítják az információkat. Nagyon érzékenyek a nagyfrekvenciás zavarokra és az impulzusokra, nem működnek jól, vagy általában meghibásodnak, amikor megjelennek. Az ilyen rendellenességek kiküszöbölésére a készülékház egyedi funkcionális földelését használják.

Elektromosan el van választva a PE védővezetőtől. Amikor azonban villámcsapás villámvédelemre kerül az épület vagy a vonal földelése és a funkcionális elektronikus eszköz között, kisülési áram folyik a földáramkörön, amelyet egy alkalmazott nagyfeszültségű túlfeszültség-impulzus okoz.

Ez kiküszöbölhető ezen áramkörök potenciáljának kiegyenlítésével egy speciális levezető beszerelésével közöttük, amely kiegyenlíti az áramkörök potenciálját balesetek esetén és galvanikus leválasztást biztosít mindennapi működési körülmények között.

A Hakel Digging az ilyen levezetők gyártására is specializálódott.

További rövidzárvédelmi követelmény

Az SPD-k be vannak építve az áramkörbe, annak érdekében, hogy kritikus helyzetekben kiegyenlítsék a különböző részei közötti potenciált. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a varisztorok beépített hővédelme ellenére ők maguk is megrongálódhatnak, és rövidzárlat forrásává válhatnak, amely tüzet okozhat.

A varisztorok védelme meghibásodhat, ha a névleges feszültséget hosszú ideig túllépik, például a háromfázisú ellátó hálózat nulla égése miatt. Az ürítők, az elektronikától eltérően, egyáltalán nem vannak hővédelemmel ellátva.

Ezen okok miatt az SPD minden kivitelét túlterhelés és rövidzárlat alatt működő biztosítékok védik. Különleges komplex kialakításuk van, és nagyon különböznek az egyszerű olvadó betéttel rendelkező modellektől.

A megszakítók használata ilyen helyzetekben nem mindig indokolt: a villamos érintkezők hegesztésekor azokat villámimpulzusok károsítják.

Az SPD biztosítékokkal ellátott védelmi áramkörének felhasználásával be kell tartani annak hierarchiájának szelektivitási módszerekkel történő létrehozásának elvét.

Mint látjuk, az otthoni elektromos vezetékek megbízható védelmének biztosítása érdekében a túlfeszültségeketől körültekintően kell megközelíteni ezt a kérdést, elemezni a balesetek valószínűségét a tervezési tervben, figyelembe véve a működő földelési rendszert, és kiválasztani ehhez a legmegfelelőbb védőlevezetőket.