Överspänningsskyddsanordningar. Skydd mot spänningsöverspänningar i hushållens elektriska nätverk, typer av skyddsanordningar och metoder för deras installation Överspänningsskyddsanordning i en lägenhet.

Elektriska apparater finns i alla hem idag. Deras användarvänlighet och livslängd beror direkt på den tillförda spänningen. Ofta uppstår överspänningar i hushållens nätverk, vilket gör att modern elektronik misslyckas. Speciella enheter, såsom överspänningsskyddsreläer, jordfelsbrytare och andra, kommer att hjälpa till att skydda den från haverier.

Orsaker och konsekvenser av överspänning

Nätöverspänning kan orsaka skador på dyra enheter. Det finns flera faktorer som gör att spänningen i nätverket förändras dramatiskt:

Moderna enheter som drivs från elnätet skapas med hänsyn till förekomsten av lätt överspänning. Om dess värde inte överstiger 1000 V, då Tack vare det inbyggda skyddet uppstår inga haverier. Men i de fall där skillnaden överstiger den etablerade normen uppstår en kortslutning, manifesterad i överhettning av ledningarna, sammanbrott av isoleringshöljet och utseendet av gnistor. Denna situation är mycket farlig för människor.

Strömstabilisator

Faran med kortslutning är att den kan få utrustningen att antändas och orsaka brand. Därför är skydd mot överspänning av 220 V-nätet som används i vardagen extremt viktigt. För dessa ändamål använder konsumenter ofta en spänningsstabilisator. När du väljer det måste du överväga följande egenskaper:

När det gäller det erforderliga antalet stabiliseringsenheter beror det på hur många elektriska enheter som fungerar i ett nätverk. Ett system som består av 2-3 lågeffekts elektriska enheter kommer att fungera effektivt om det finns en stabilisator inbyggd i det vid ingången.

Om det elektriska systemet innehåller många kraftfulla, ständigt fungerande, dyra enheter, måste var och en av dem skyddas med en separat stabilisator.

Skyddsrelä och RCD

En mindre version av stabilisatorn är ett överspänningsskyddsrelä. Beroende på modifieringen kan det se ut så här:

Alla modeller av skyddsreläer har ett liknande driftschema och kan skydda både en enda enhet (dator, TV, etc.) och flera enheter. Fördelen med ett relä framför en stabilisator är dess hastighet. Svarshastigheten för en enfasenhet vid överspänning i ett 220 V-nät är flera nanosekunder.

Med hjälp av ett trefasrelä kan överspänningsskydd tillhandahållas i ett 380-voltsnät, som används för drift av stadstransporter (tunnelbana, spårvagnar, trolleybussar).

En annan möjlighet att säkra ditt hemnätverk är att köpa en jordfelsbrytare (RCD), som är av hög kvalitet till en ganska låg kostnad. Under dess drift jämförs storleken på strömmen i fas- och neutralledarna. Om det är stor skillnad mellan indikatorerna utlöses automatisk avstängning. För fullständigt skydd mot farliga strömstötar måste RCD kompletteras med en speciell sensor som signalerar överspänning och stänger av strömförsörjningen till enheterna.

Stabilisering av 380 volts nät

Elektriska nät som arbetar på 380 V spelar en viktig roll. Med deras hjälp säkerställs driften av kollektivtrafiken (trolleybussar, elektriska tåg, tunnelbana), gatubelysning fungerar och privata hus i byar elektrifieras. Skydd av högspänningsledningar har sina egna egenskaper:

När du väljer stabiliseringsenheter som ger skydd för högspänningssystem, bör du vara uppmärksam på deras huvudsakliga egenskaper. Som i fallet med 220-voltsnätverk är huvudparametrarna effekt, svarshastighet, livslängd, användarvänligt gränssnitt, justerbara inställningar och kostnad.

Även om elförsörjningen till lägenheter och hus regleras i lag, bör invånarna inte helt förlita sig på relevanta tjänster för att tillhandahålla den erforderliga kvaliteten på el. Om dyra elektriska apparater går sönder på grund av strömstörningar blir det nästan omöjligt att få ersättning. Och eftersom problem med kraftledningar inte är ovanliga, är det värt att vidta åtgärder på egen hand som hjälper till att skydda hushållsapparater från sammanbrott. För att göra detta behöver du överspänningsskydd, som kan tillhandahållas genom att installera en lämplig enhet i nätverket - ett skyddsrelä, en sensor med en RCD eller en spänningsstabilisator.

Godtagbara elparametrar

Spänningen som anges på alla elektriska hushållsapparater är 220V, men i verkligheten är detta värde inte alltid stabilt. Detta beaktas vid tillverkning av moderna enheter, och de kan fungera stabilt med spänningsfluktuationer från 209 till 231V, samt motstå en spridning från 198 till 242V. Om små skillnader i potentialskillnader inte sörjdes för genom utformningen av hushållsapparater, skulle de gå sönder hela tiden. Mer betydande avvikelser leder till nätverksöverbelastning, och detta minskar utrustningens livslängd.

För att jämna ut spänningsfluktuationer och säkerställa säkerheten för enheter räcker det att installera en stabilisator. Överspänning (det så kallade skarpa hoppet i potentialskillnad) är mycket farligare för elektroteknik.

Typer av överspänningar

Överspänning kan vara antingen kort eller ganska lång tid. Det kan orsakas av ett blixtnedslag under ett åskväder eller byte orsakat av ett transformatorstationsproblem. För att skydda mot dem är en SPD (surge protection device) ansluten till ett 220 eller 380 volts nätverk (hem eller industri). Dess automatiska drift hjälper till att skydda linjen när den utsätts för till exempel en kraftig blixtladdning, från vilken en spänningsstabilisator inte kan rädda.

Visuellt om SPD i videon:

Ett blixtnedslag resulterar i uppkomsten av en kraftfull elektromagnetisk puls, under påverkan av vilken elektriska potentialer uppstår i ledare som är belägna nära urladdningsplatsen, och en kraftig spänningsökning uppstår. Det varar bara cirka 0,1 s, men storleken på potentialskillnaden är tusentals volt.

Det är tydligt att när sådan spänning kommer in i hem- och industrinät kan konsekvenserna bli mycket allvarliga.

Överspänning på grund av omkoppling

Detta fenomen kan uppstå när enheter som producerar en hög induktiv belastning ansluts till eller stängs av i ledningen. Dessa inkluderar strömförsörjning, elmotorer och kraftfulla verktyg som drivs från elnätet.

Denna effekt beror på kommuteringslagarna. En momentan förändring av strömvärdet i solenoiden, såväl som potentialskillnaden över kondensatorn, kan inte inträffa. När en krets med en sådan belastning är ansluten eller öppnad, noteras utseendet av en elektrisk potential orsakad av självinduktion och omkopplingsprocesser vid kontaktpunkten.

Den transienta processen åtföljs alltid av en spänningshöjning, som har motsatt polaritet till ingången. Den lilla kapacitansen hos ledarna i nätverket orsakar en resonans som varar kort och orsakar högfrekventa svängningar. I slutet av övergångsprocessen bleknar de ut.

Hur länge överspänningen kommer att pågå och hur stor dess storlek kommer att vara beror på följande indikatorer:

  • Belastningsinduktans.
  • Momentanvärde på potentialskillnaden under omkoppling.

  • Kapacitet att ansluta elektriska kablar.
  • Responsiv kraft.

Risk för överspänning

Eftersom ledningsisoleringen är konstruerad för en spänning som är betydligt högre än det nominella värdet, inträffar oftast inte genombrott. Om den elektriska pulsen fungerar under en kort tid, så hinner inte spänningen vid utgången av strömförsörjning med en stabilisator öka till ett kritiskt värde. Detsamma gäller för vanliga glödlampor - om den kraftigt ökade spänningen snabbt återgår till det normala, har spiralen inte bara tid att brinna ut, utan till och med överhettas.

Om det isolerande skiktet inte kan motstå den ökade spänningen och dess nedbrytning inträffar, uppstår en elektrisk ljusbåge. I det här fallet tränger flödet av elektroner genom mikrosprickor som har uppstått i isoleringen och går genom gaserna som fyller de resulterande små tomrummen. Och den stora mängden värme som genereras av bågen bidrar till expansionen av den ledande kanalen. Som ett resultat ökar strömmen gradvis, och strömbrytaren löser ut med viss fördröjning. Och även om det bara tar några ögonblick är de tillräckligt för att de elektriska ledningarna ska misslyckas.

Vilka enheter ger nätverksöverspänningsskydd?

En elektrisk överspänningsskyddskrets kan innefatta:

  • Åskskyddssystem.
  • Spänningsregulator.
  • Överspänningsgivare (installerad tillsammans med RCD).
  • Överspänningsrelä.

Separat är det nödvändigt att säga om avbrottsfri strömförsörjning, genom vilken datorer oftast är anslutna i hemnätverk. Denna enhet är inte avsedd att ge överspänningsskydd. Dess funktion är annorlunda: i händelse av ett plötsligt strömavbrott fungerar det som ett batteri, vilket gör att användaren kan spara information och lugnt stänga av datorn. Därför bör den inte förväxlas med en spänningsstabilisator.

Funktionsprincip för skyddsanordningar

För att skydda mot elektriska impulser orsakade av blixtnedslag installeras en blixtavledare tillsammans med en SPD. Och du kan skydda linjen från flödet av elektroner, vars parametrar inte motsvarar nätverkets driftsegenskaper, med hjälp av speciella sensorer, såväl som överspänningsreläer.

Det ska sägas att både DPN och relä skiljer sig i princip av funktion och syfte från stabilisatorn.

Uppgiften för dessa element är att stoppa tillförseln av el om värdet på skillnaden överstiger det maximala tröskelvärdet som anges i det tekniska databladet för skyddsanordningen eller ställts in av regulatorn.

Efter normalisering av parametrarna för den elektriska ledningen slås reläet på oberoende. DPS för ledningsskydd bör endast installeras tillsammans med en jordfelsbrytare. Dess uppgift är att orsaka en strömläcka när ett fel upptäcks, under påverkan av vilket RCD kommer att utlösas.

Visuellt om spänningsreläet i videon:

Nackdelen med denna krets är att den måste slås på manuellt efter att spänningen återgår till det normala. I detta avseende jämför en spänningsstabilisator positivt. Denna enhet ger en justerbar tidsfördröjning för strömleverans om den utlöses av för hög spänning. Stabilisatorn används ofta för att ansluta luftkonditioneringsapparater och kylaggregat.

Långvarig överspänning

Långvariga överspänningar uppstår mycket ofta på grund av ett brott i nollledaren. Ojämn belastning på fasledarna orsakar fasobalans - en förskjutning av potentialskillnaden mot ledaren med den tyngsta belastningen.

Med andra ord, under påverkan av en ojämn trefas elektrisk ström, börjar spänningen ackumuleras på den neutrala kabeln, som inte har jordning. Situationen återgår inte till det normala förrän en upprepad olycka helt sätter linjen ur funktion eller en specialist åtgärdar problemet.

Om den neutrala ledningen i eluttaget går sönder kommer spänningen att ändras i enlighet med belastningen, som användare som inte är medvetna om problemet kopplar till olika faser. Det är nästan omöjligt att använda en felaktig krets, även om en bra stabilisator ingår i kraftledningen. Faktum är att nätverksparametrar som regelbundet går utöver stabiliseringsgränserna kommer att leda till att enheten ständigt stängs av.

Du kan se tydligt om nollbrytningen och vad som behöver göras åt det i videon:

Brist på spänning (sag)

Detta fenomen är särskilt bekant för människor som bor i byar och byar. En dip (sag) är ett spänningsfall under den tillåtna gränsen.

Faran med att hänga är att många hushållsapparater är designade med flera strömförsörjningar, och brist på spänning gör att en av dem stängs av kortvarigt. Enheten kommer att reagera på detta genom att visa ett felmeddelande på displayen och stoppa driften.

Om vi ​​pratar om en värmepanna, och felet inträffade på vintern, kommer huset att lämnas utan uppvärmning. Att ansluta en stabilisator hjälper till att undvika denna situation. Denna enhet kommer, efter att ha upptäckt en sänkning, att öka spänningsvärdet till det nominella värdet. En stabilisator kan rädda situationen, även om nätverksspänningen sjunker på grund av felet i transformatorstationen.

Slutsats

I den här artikeln förklarade vi varför nätverksöverspänningsskydd behövs, vilka enheter som tillhandahåller det och hur man använder dem på rätt sätt. Rekommendationerna som ges kommer att hjälpa läsarna att förstå orsakerna till nätspänningsfel, samt välja och installera en enhet för att skydda det elektriska nätverket.

Skydd av elektrisk utrustning från överspänning. Typer av överspänning.

Överspänning- varje ökning av den elektriska fältstyrkan i någon del av installationen eller kraftledningen som når ett värde som är farligt för installationens isoleringsskick. Överspänning utgör även fara för personer som befinner sig i omedelbar närhet av anläggningen eller ledningen under överspänningen.

Orsaker till överspänning.

Vissa typer av överspänning är oundvikliga under driften av ledningar, eftersom de följer av ledningens egenskaper och arten av de processer som sker i dem.

Orsakerna till överspänning inkluderar:

· Inhemskt ursprung:

· Ledningsjordning.

· Radnollning.

· Förändring av belastning.

· Slå på och av linjen. I synnerhet automatisk omstart.

· Rörliga (instabila) ljusbågekortslutningar på linjen.

· Resonans och ferroresonans i nätverket (till exempel under förskjutning och svängning av neutralen i ett trefassystem).

· Externt ursprung:

· Atmosfärisk elektricitet.

· Blixtnedslag.

· Bollblixt.

I supraledande solenoider, när lindningsmaterialet övergår till ett icke-supraledande tillstånd från ett supraledande tillstånd, uppstår en speciell typ av överspänning, orsakad av en kraftig ökning av solenoidens aktiva motstånd (från noll). Som ett resultat av omöjligheten att kraftigt minska den initiala solenoidströmmen uppstår en potentialskillnad som kan nå flera hundra kV.

Egenheter

Interna överspänningar för isoleringsledningar och elinstallationer med spänningar upp till 220 kV utgör vanligtvis ingen fara.

Överspänningsskyddsanordningar

Många enheter används för att skydda mot överspänning, bland annat:

Varistor

· Avbrottsfri strömkälla

· Arrestator

· Nätverksfilter

Zenerdiod

Stabilisatorer:

· Spänningsregulator

· Strömstabilisator

Shunt elektrisk reaktor

ÖVERTRÄNGSSPÄNNINGSSKYDD

Plötsliga ökningar av spänningen till värden som är farliga för isoleringen av en elektrisk installation kallas överspänningar. Beroende på deras ursprung är överspänningar av två typer: extern (atmosfärisk) och intern (omkoppling).

Atmosfäriska överspänningar uppstår från direkta blixtar in i en elektrisk installation eller induceras (induceras) i ledningar när blixten slår ner i närheten av dem. Interna överspänningar uppstår under plötsliga förändringar i driftsättet för en elektrisk installation, till exempel när obelastade ledningar stängs av, tomgångsströmmen från transformatorer stängs av, en fas kortsluts i ett nätverk med en isolerad noll till jord, resonans, ferroresonansfenomen, etc.

Överspänningar under direkta blixtnedslag kan nå 1000 kV och blixtström - 200 kA. En blixturladdning består vanligtvis av en serie individuella pulser (upp till 40) och varar inte mer än en bråkdel av en sekund. Varaktigheten av en individuell puls är tiotals mikrosekunder. Inducerade överspänningar når 100 kV och fortplantar sig längs kraftledningarna i form av dämpade vågor. Atmosfäriska överspänningar beror inte på den elektriska installationens märkspänning och därför ökar deras fara med en minskning av spänningsklassen i det elektriska nätet. Omkopplingsöverspänningar beror på den elektriska installationens märkspänning och överstiger vanligtvis inte märkspänningen 4U. Av ovanstående följer att den största faran representeras av atmosfäriska överspänningar.

Överspänning är mycket farligt i sina konsekvenser. Efter att ha brutit igenom isoleringen kan de orsaka kortslutningar, bränder i elinstallationer, fara för människoliv etc. Därför måste varje elinstallation ha överspänningsskydd.

Åskledare, avledare och gnistgap används som den huvudsakliga skyddsutrustningen mot atmosfäriska skador. Huvuddelen av alla dessa enheter är jordelektroden, som måste säkerställa tillförlitlig urladdning av laddningar i marken.

Blixtledaren orienterar den atmosfäriska laddningen mot sig själv och avleder den från de strömförande delarna av den elektriska installationen. Det finns stav och kabel (på luftledningar) blixtledare.

Blixtstång installeras vertikalt. De måste vara högre än de föremål som skyddas. Skyddszonen för en enda blixtledare är ett utrymme skyddat från direkta blixtnedslag. Denna zon har formen av en kon, vars generatris ser ut som en krökt linje (fig. 1). I fig. 1 följande beteckningar accepteras: h x - höjden på det skyddade objektet; h a - aktiv del av blixtstången, lika med överskottet av blixtstången över objektets höjd; h - blixtstångens höjd. Om föremålet är stort eller brett installeras flera åskledare. Avståndet mellan åskledaren och det skyddade föremålet bör inte vara mer än 5 m.

Figur 1. Skyddszon för en enstavs blixtstång Kabelblixtledare är upphängda på stöden av kraftledningar med en spänning på 35 kV och över fasledningarna. Kablarna är gjorda av stål och är anslutna med sluttningar till jordningen av stöden. Jordningsmotståndet för stödet bör inte överstiga 10 ohm. Gnistgapet är en kombination av gnistgap och ytterligare element som underlättar släckning av den elektriska ljusbågen i gnistgapet. Enligt deras design är avledaren uppdelad i rörformiga och ventiler, och enligt deras syfte - i station, station, för skydd av roterande maskiner etc. Avledarens skyddande effekt är att urladdningen som passerar genom dem begränsar amplituden av överspänningar till gränser som inte utgör någon fara för skyddsobjektets isolering. Den elektriska ljusbågen som uppstår i avledaren släcks efter att överspänningspulserna försvunnit innan kortslutningsskyddet utlöses och därmed kopplas inte objektet bort från nätet.

Var och en av gnistgaperna, oavsett dess typ och design, består av ett gnistgap, vars ena av elektroderna är ansluten till linjens fasledning och den andra till jordningsanordningen direkt eller genom ett extra motstånd.

Efter pulsströmmen som uppstår efter genombrottet av överspänning, passerar en medföljande ström med normal frekvens (50 Hz), bestämd av driftspänningen, genom ett väljordat gnistgap. Avledaren måste snabbt kunna släcka medföljande ström efter att överspänningen försvunnit. För att göra detta är gnistgapet utrustat, förutom gnistgapet, med ett speciellt element kopplat i serie med det, vilket säkerställer dämpning av den medföljande strömmen.

Dämpning av den medföljande strömmen tillhandahålls på två sätt:

V rörformiga avledare - en speciell ljusbågssläckningsanordning;

V ventilavledare - aktiva resistanser med en ickelinjär (beroende på den applicerade spänningen) karakteristika (fig. 2, a).

Den olinjära karakteristiken (fig. 2, b) bör vara sådan att avledarens resistans är liten under överspänningar. Vid driftspänningar måste motståndet i gnistgapet vara högt för att undertrycka den medföljande strömmen.

Figur 2. Ventilavledare: ett - diagram; b - skyddsegenskaper

Rörformade avledare används som huvudmedlet för att skydda isoleringen av kraftledningar och som ett hjälpmedel för att skydda isoleringen av transformatorstationsutrustning. De utförs med märkspänningar på 6, 10, 35 kV.

Huvuddelen av avledaren är ett rör tillverkat av en fast gasalstrande dielektrikum (fiber, fibrobakelit för avledare av RT, RTF-serien; vinylplast för avledare av RTV-serien). Gnistgapet (fig. 3) har 2 gnistgap: yttre (3) och inre (2). Den externa isolerar röret från konstant kontakt med den spänningsförande delen som är spänningssatt. När gnistgaperna bryts ner under inverkan av ljusbågens höga temperatur, sönderdelas rör 1 och genererar gas (främst väte), vilket underlättar släckningen av ljusbågen. Behovet av att släcka bågen förklaras av det faktum att efter att överspänningen passerar genom gnistgaperna, passerar den medföljande strömmen av gnistgapet genom, bestämt av det elektriska nätverkets driftsspänning och har en frekvens på 50 Hz. Därför, förutom bokstäverna, innehåller avledarens beteckning en bråkdel, där täljaren indikerar märkspänningen, och nämnaren indikerar gränserna för den medföljande strömmen som framgångsrikt kan stängas av av avledaren. Det betyder till exempel: en 10 kV rörformad avledare som stänger av den medföljande strömmen (lika med kortslutningsströmmen) från 0,5 till 7 kA.

Figur 3. Design av en rörformad avledare Ventilavledare är utformade för att skydda utrustning i kraftverk och transformatorstationer, främst krafttransformatorer, från atmosfäriska överspänningar. Huvudelementen i gnistgapet är multipla gnistgap och olinjära motstånd kopplade i serie med dem i form av vilitiska skivor. Termen "icke-linjär resistans" betyder att resistansen beror på strömmen som passerar genom den. Wilitens motstånd minskar när strömmen som passerar genom den ökar. Vilit är inte fuktbeständig, så den placeras i ett förseglat porslinsfodral. För att skydda understationer används avledare i serierna RVP (avledare av understationsventiltyp) och RVN (lågspänningsventiltyp).

Figur 4. Design av ventilavledare serie RVP

Avledaren fungerar enligt följande. Under överspänningar bryter gnistgaperna 3 igenom, och strömmen passerar genom de vilitiska skivorna i block 4 i marken. Strömförsörjningens motstånd minskar kraftigt och överspänningen strömmar inte till transformatorstationens utrustning. När överspänningen försvinner ökar kretsens motstånd, bågen i gnistgapet går ut och strömmen passerar inte genom gnistgapet. Särskilt skydd av luftledningar från atmosfäriska överspänningar är inte installerat, eftersom blixten kan slå ner i ledningen när som helst. Alla luftledningar är utrustade med automatiska återslutningsanordningar, eftersom efter en kortslutning orsakad av överspänning och ledningen är frånkopplad återställs dess isolerande egenskaper. Därför lyckas återanslutningen av linjen i de flesta fall. För närvarande blir överspänningsdämpare (OSL), som är olinjära aktiva motstånd utan speciella gnistgap, utbredd. Överspänningsavledare tillverkas vanligtvis genom sintring av oxider av zink och andra metaller. I den polykristallina keramen som erhålls efter sintring har zinkoxidkristaller hög ledningsförmåga, och interkristallina utrymmen bildade av oxider av andra metaller har hög resistans. Punktkontakter mellan zinkoxidkristaller som uppstår vid sintring är mikrovaristorer, dvs de har så kallade p-n-övergångar. Avledarens skyddsegenskaper har en form nära den olinjära egenskapen hos ventilavledaren (fig. 2, b). Zinkoxidmotstånd har emellertid en betydligt högre olinjäritet än vilitiska motstånd. Tack vare detta finns det inget behov av att använda gnistgap i avledaren. Tillverkningen av avledare av ventiltyp i vårt land avbröts på 90-talet på grund av den höga komplexiteten i produktionen och justeringen av gnistgap. Samtidigt har utbudet av tillverkade överspänningsavledare utökats avsevärt. Fördelarna med avledare, jämfört med avledare av ventiltyp, är explosionssäkerhet, högre tillförlitlighet, minskning av nivån av överspänningar som påverkar den skyddade utrustningen och förmågan att kontrollera åldrandet av strömresistanser i driftläge. En betydande nackdel med avledare och avledare av ventiltyp är omöjligheten att med deras hjälp ge skydd mot kvasistationära överspänningar (resonans- och ferroresonantöverspänningar, neutralförskjutning under en intermittent elektrisk ljusbåge). Vi bör inte glömma att med långvariga överspänningar uppstår intensiv åldring av överspänningsavledare, och de kan misslyckas, d.v.s. e. bli skadad.

I elektriska distributionsnät fokuserar överspänningsskyddssystem på att skydda transformatorstationsutrustning. I fig. Figur 5 visar två alternativ för att skydda transformatorstationer med en spänning på 6-10 kV från atmosfäriska överspänningar när de ansluts direkt till en luftledning (Fig. 5, a) och en kabelingång (Fig. 5, b). I det första fallet (a) är två uppsättningar av rörformiga avledare F1, F2 installerade på linjen, varav en (F2) är vid ändstödet av linjen och F1 är på ett avstånd av 100-5-200 m från F2. I fall (b) är en uppsättning avledare F2 installerad i änden av kabeln, och dess jordning är ansluten till kabelmanteln. Detta är nödvändigt för att minska överspänningar som kommer in i transformatorstationen. Den andra uppsättningen F1 installeras när kabelgenomföringslängden är mindre än 10 m. Avståndet mellan F1 och F2 är 100-5-200 m. I stället för F2, när kabelgenomföringslängden är mer än 50 m, rekommenderas att installera ventilavledare.

Figur 5. Överspänningsskydd för transformatorstationen: a - transformatorstationen är direkt ansluten till luftledningen; b - transformatorstationen är ansluten till luftledningen med en kabelgenomföring Förutom rörformade avledare installeras ventilavledare (eller avledare) FV3 och FV4 direkt vid transformatorstationer på hög- och lågspänningssidan. Kombinationen av rörformiga avledare och ventilavledare (eller avledare) används av följande anledning. Röravledare kan inte på ett tillförlitligt sätt skydda transformatorer och roterande elektriska maskiner från överspänningar, eftersom de har grova skyddsegenskaper. Detta skydd tillhandahålls av ventilavledare. Syftet med rörformiga avledare är att förhindra skador på ventilavledare från överspänningsvågor som kommer från ledningen. Rörformade avledare minskar amplituden och brantheten hos överspänningspulser till värden som är säkra för avledare och avledare av ventiltyp. För närvarande, under nybyggnation, återuppbyggnad och teknisk återutrustning av anläggningar hos Federal Grid Company of Russia, rekommenderas inte användningen av ventiler och rörformiga avledare på grund av deras låga tillförlitlighet och på grund av brister i tekniska egenskaper.

Överspänning– detta är ett onormalt driftsätt i elektriska nätverk, som består av en överdriven ökning av spänningsvärdet över de tillåtna värdena för en del av det elektriska nätverket, vilket är farligt för utrustningselementen i denna del av det elektriska nätverket .

Isoleringen av elinstallationsutrustning är konstruerad för normal drift vid vissa spänningsvärden, vid överspänning blir isoleringen oanvändbar vilket leder till skador på utrustningen och utgör en fara för driftpersonal eller personer som befinner sig i närheten av element av elektriska nät.

Överspänningar kan vara av två typer - naturlig (extern) och switching (intern). Naturliga överspänningar är ett fenomen av atmosfärisk elektricitet. Omkopplingsöverspänningar förekommer direkt i elektriska nätverk; orsakerna till deras manifestation kan vara stora belastningsfall på kraftledningar, ferroresonansfenomen och driftförhållanden efter nödsituationer för elektriska nätverk.

Överspänningsskyddsmetoder

I elektriska installationer, för att skydda utrustning från eventuella överspänningar, skyddsutrustning som t.ex Icke-linjära överspänningsdämpare (OSN).

Det huvudsakliga strukturella elementet i denna skyddsutrustning är ett element med olinjära egenskaper. En karakteristisk egenskap hos dessa element är att de ändrar sin resistans beroende på spänningen som appliceras på dem. Låt oss kort överväga funktionsprincipen för dessa skyddselement.

Avledaren eller överspänningsdämparen är ansluten till driftspänningsbussen och till den elektriska installationens jordslinga. I normalt läge, det vill säga när nätspänningen ligger inom tillåtna värden, har avledaren (SPD) ett mycket högt motstånd och den leder inte spänning.

Om en överspänning uppstår i en del av det elektriska nätverket, sjunker resistansen hos överspänningsavledaren (SPD) kraftigt, och detta skyddselement leder spänning, vilket underlättar läckaget av den resulterande spänningsöverspänningen in i jordningskretsen. Det vill säga, vid överspänningsögonblicket gör avledaren (SPD) en elektrisk anslutning mellan ledningen och marken.

Avledare och överspänningsavledare är installerade för att skydda utrustningselement på territoriet för ställverk av elektriska installationer, såväl som i början och slutet av 6 och 10 kV kraftledningar som inte är utrustade med en åskskyddskabel.

För att skydda mot naturliga (externa) överspänningar installeras öppna ställverk på metall- och armerade betongkonstruktioner. blixtstång. På högspänningsledningar med en spänning på 35 kV och högre används en blixtskyddskabel (kabelblixtledare), som är placerad i den övre delen av kraftledningsstöden längs hela sin längd och ansluter till metallelementen i linjära portaler för öppna ställverk för transformatorstationer. Blixtstången drar till sig atmosfäriska laddningar mot sig själva och hindrar dem därigenom från att nå spänningsförande delar av elektrisk utrustning i elektriska installationer.

För att säkerställa tillförlitligt skydd av elektrisk installationsutrustning från eventuella överspänningar måste avledare och överspänningsskydd, liksom alla delar av utrustningen, genomgå periodiska reparationer och tester. Det är också nödvändigt, i enlighet med den fastställda frekvensen, att kontrollera motståndet och det tekniska tillståndet hos jordningskretsarna för ställverksenheter.

Överspänningar i lågspänningsnät

Fenomenet med överspänningar är också typiskt för lågspänningsnät med en spänning på 220/380 V. Överspänningar i lågspänningsnät leder till fel inte bara på utrustningen i dessa elektriska nätverk utan även hos elektriska apparater som ingår i nätverk.

För att skydda mot överspänning i hemmets elektriska ledningar, spänningsreläer eller spänningsstabilisatorer, används avbrottsfri strömförsörjning, som ger motsvarande funktion. Det finns också modulära överspänningsskydd utformade för installation i en hemfördelningspanel.

I lågspänningsställverk för företag, elektriska installationer och kraftledningar används speciella överspänningsdämpare för skydd mot överspänningar baserade på en driftsprincip som liknar högspänningsöverspänningsavledare.

Relaterade publikationer