Överspänningsskydd i privata hem. Översikt över nätverksöverspänningsskyddsanordningar Överspänningsskyddssystem

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.

Överspänningar som uppstår i det elektriska nätverket åtföljs vanligtvis av fel på elektriska apparater. Dessutom kan överspänning leda till negativa konsekvenser som brand eller till och med dödsfall. Den här artikeln diskuterar enheter som används för att skydda mot överspänning i nätverket.

Ganska ofta i våra hus och lägenheter kan man observera att spänningen i uttagen skiljer sig något från de föreskrivna 220 V. Detta beror på olika orsaker och intervallet för sådana spänningsavvikelser kan variera från 170 - 380 V till flera tusen V.

Det är inte svårt att gissa att sådana spänningsfall ofta orsakar fel på hushållsapparater. Det är tydligt att låg spänning kan leda till felaktig drift av elektrisk utrustning, och hög spänning kan leda till fel, särskilt för enheter som datorer, tv-apparater, plasmapaneler, kylskåp etc.

Överspänning Detta är värdet på den stationära spänningen som överstiger värdet på den maximalt tillåtna spänningen.

Den statliga standarden för kvaliteten på elektrisk energi fastställer normer för spänningsavvikelse vid anslutningspunkten för elenergikonsumenter. Det finns ett koncept för tillåtet och maximalt tillåtet spänningsvärde. Dessa värden är lika med ±5 respektive ±10 % av det nominella spänningsvärdet vid de gemensamma anslutningspunkterna för konsumenter.

Det vill säga spänningen anses vara normal:

• - för ett enfasnät i intervallet 198 – 242 V;
• - för trefasnät 342 – 418 V.

Orsaker till överspänning

1) Den vanligaste orsaken till överspänning för hushållskonsumenter är ett brott i neutralledningen (N).

Vid obalanserade belastningar utjämnar den neutrala ledningen fasspänningarna för elkonsumenten. Om den neutrala ledningen går sönder eller brinner ut kommer strömmen att cirkulera mellan faserna. Vissa konsumenter kommer att få ökad spänning, upp till 380 V, och vissa kommer att få lägre spänning.

2) Felaktig eller felaktig anslutning i elpanelen, när man istället för nollledaren kopplar in fasledaren, och inte 220 V, utan 380 V kommer in i huset.

3) Vid blixturladdningar, ett blixtnedslag på en kraftledning, uppstår pulsöverspänningar som kan nå flera tusen V i magnitud.

4) Spänningsreglering vid kraftsystems transformatorstationer.

Överspänningsskydd

Ansökan spänningsstabilisatorer skyddar ditt nätverk från spänningsöverspänningar, vilket gör driften av elektrisk utrustning säker. De flesta av dessa enheter har en display som visar nätspänningen, en graf över spänningsstötar etc.

Stabilisatorerna är utrustade med en spänningsstyrningsfunktion, om nätspänningsvärdet ligger utanför stabilisatorns styrområde, till exempel under 150 V eller över 260 V, blockeras stabilisatorn och kopplar bort konsumenten från nätet. Så snart nätspänningen återgår till acceptabla värden, slås stabilisatorn på igen.

- spänningsrelä skyddar och stänger av hushållsapparater när oacceptabla spänningsfall inträffar och slår automatiskt på konsumenterna efter att ha återställt sina tillåtna värden.

Spänningsrelä används ofta för överspänningsskydd av elektriska hushållsapparater. Det är tillrådligt att använda spänningsreläer i lägenheter, eftersom i sådana nätverk ofta uppstår farliga överspänningar på grund av ett brott i den neutrala ledningen.

Spänningsreläer, genom sin struktur, kan användas för att skydda både en specifik konsument och för att skydda hela huset eller lägenheten.

För närvarande är frågan om en stabil spänning i det elektriska nätverket ganska akut. Nätverksorganisationer har ingen brådska med att rekonstruera och modernisera kraftledningar, transformatorstationer och transformatorer. Samtidigt blir situationen bara värre, så spänningsfluktuationer i våra nät är en ganska vanlig företeelse.

Uppdatering 2018-11-11.
För dem som tvivlar på installationen av ett relä för att skydda mot spänningsöverspänningar för sitt hem eller tror på kvaliteten på bygg- och installationsarbeten i moderna nya byggnader. Nedan är en skärmdump av en av de senaste.

Enligt GOST 29322-92 Spänning i vårt lands elnät bör vara inom 230 V i en fas och 400 V mellan faserna. Men om du bor på landsbygden eller nära en stad, så är problemen med konstanta spänningsnivåer mycket höga, och i själva staden kan detta inte uteslutas, särskilt i äldre bostadsbestånd. Spänningsstötar har en mycket skadlig effekt på elektriska apparater i huset. Till exempel, på grund av låg spänning, kan ett kylskåp eller luftkonditionering brinna ut (kompressorn kommer inte att starta och överhettas), mikrovågsugnens effekt minskar kraftigt och glödlampor lyser svagt. Tja, hög spänning kommer helt enkelt att "döda" dina hushållsapparater. Jag är säker på att många har hört talas om "noll utbrändhet" i höghus, och hur hela entréer tas till verkstäder för att reparera hushållsapparater.

Orsakerna till spänningsfluktuationer i nätverket är olika:

• Kortslutning av en av faserna till neutral, som ett resultat kommer det att finnas 380 volt i uttaget;
• Utbrändhet (avbrott) på noll, om du har en låg belastning vid denna tidpunkt, kommer spänningen också att tendera till 380 V;
• Ojämn fördelning av belastningen över faserna (feljustering), som ett resultat, vid den mest belastade fasen, minskar spänningen, och om ett kylskåp och luftkonditioneringsapparater är anslutna till det, är det stor sannolikhet att de kommer att gå sönder;

Exempelvideo som visar driften av ett spänningsrelä

Specialanordningar - spänningskontrollreläer - hjälper till att lösa problemet med spänningsöverspänningar i nätverk. Funktionsprincipen för sådana reläer är ganska enkel, det finns en "elektronisk enhet" som övervakar att spänningen ligger inom de gränser som anges av inställningarna och, om det finns avvikelser, signalerar frigöringen (strömsektionen), som stänger av nätverk. Alla hushållsspänningskontrollreläer slås på automatiskt efter en viss tid. För vanliga konsumenter är en fördröjning på några sekunder tillräcklig, men för kylskåp och luftkonditioneringsapparater med kompressorer behövs en fördröjning på flera minuter.

Spänningsstyrreläer finns i enfas- och trefastyper. Enfasspänningsreläer kopplar bort en fas, medan trefasspänningsreläer kopplar bort alla tre faserna samtidigt. Vid användning av trefasanslutning hemma bör enfasiga spänningsreläer användas så att spänningsfluktuationer på en fas inte leder till avstängning av andra faser. Trefasspänningsreläer används för att skydda motorer och andra trefasförbrukare.

Jag delar in överspänningsskydd i tre typer: UZM-51M från Meander, Zubr från Electronics och alla andra. Jag ålägger ingen någonting - detta är min personliga åsikt.

Spänningsrelä Zubr (Rbuz)

Denna enhet är utformad för att skydda mot spänningsöverspänningar (noll utbrändhet). BISON tillverkas i Donetsk.

Jag kommer att notera funktionerna i detta spänningsrelä.

Spänningsindikering på enheten - visar spänningsvärdet i realtid. Detta är ganska bekvämt och nödvändigt för att bedöma spänningssituationen i nätverket. Läsfelet är lågt, skillnaden i förhållande till Fluke 87 högprecisionsmultimeter är bara 1-2 volt.

Zubr-spänningsreläer tillverkas för olika märkströmmar: 25, 32, 40, 50 och 63A. Enheten, med en märkström på 63A, tål en ström på 80A i 10 minuter.

Det övre spänningsvärdet ställs in från 220 till 280 V i steg om 1 Volt, det lägre - från 120 till 210 V. Återstartstiden är från 3 till 600 sekunder, i steg om 3 sekunder.

Jag ställer in Zubr-spänningsreläet, det maximala (övre) spänningsvärdet är 250 volt och det lägre värdet är 190 volt.

För enheter med index t i namnet, till exempel Zubr D63 t, det finns termiskt skydd mot intern överhettning. De där. när temperaturen på själva enheten ökar till 80 grader (till exempel på grund av uppvärmning av kontakterna), stängs den av.

Zubr-spänningsreläer upptar 3 moduler eller 53 mm på en DIN-skena och är endast enfasiga.

Passet och kopplingsschemana för Zubr-spänningsreläet säger inte om strömbegränsningar, men i den gamla dokumentationen angavs tidigare att inte mer än 0,75 av den nominella.

Zubr spänningsrelä kopplingsschema

För närvarande hävdar tillverkare att reläet kan anslutas till dess nominella värde. Om klassificeringen av Bison är mindre än klassificeringen av ingångsbrytaren, måste du använda ett spänningsrelä - en kontaktor - i anslutningsschemat.

Relägaranti Spänning Zubr tillverkaren ger hela 5 år! Har mycket bra recensioner från kollegor - forummedlemmar. Och precis som Meander på MasterCity-forumet finns det en Zubra-representant som inte är rädd för att kommunicera offentligt. Och förresten, det är indikativt från exemplet med UZM och Zubr att representanter för tillverkare av kvalitetsprodukter inte är rädda för att kommunicera på forum.

Video om spänningsrelä Zubr

Uppdatering (06/07/15). För närvarande säljs Zubr-spänningsreläet i Ryssland under ett annat namn Rbuz (ordet Zubr är baklänges).

Detta beror på det faktum att Zubr-varumärket i Ryssland är registrerat hos en annan tillverkare och endast namnet på reläet har ändrats, men alla komponenter förblir desamma.

.

UZM-51M. Skyddsanordningen är multifunktionell.

För närvarande har UZM-51M visat sig vara pålitlig och lätt att ansluta.

UZM-51M är designad för ström upp till 63A, upptar 2 moduler på en DIN-skena (35 mm bred). I standardversionen är drifttemperaturen för UZM från -20 till +55 grader, så jag rekommenderar inte att installera den i en växel utomhus. Det är sant att det finns ett intervall från -40 till +55, men jag har aldrig sett sådana på rea, om du inte kontaktar Meander JSC direkt.Den maximala inställningen för den övre spänningsbrytaren är 290 V, den nedre tröskeln är 100 V. Återstartstiden ställs in oberoende - detta är antingen 10 sekunder eller 6 minuter. Kan användas i nätverk med alla typer av jordning: TN-C, TN-S, TT eller TN-C-S.

Kopplingsschema UZM-51M

Meander producerar ytterligare två typer av enfasspänningsreläer - de här är UZM-50M och UZM-16. Den största skillnaden mellan UZM-50M och UZM-51M är kanske bara att i den senare, som vi vet, kan du ställa in triggningsinställningen oberoende av varandra, medan inställningen i UZM-50M är "hård", den övre spänningsgränsen är 265 V, och den nedre - 170 V.

UZM-16 är designad för en ström på 16A, så den installeras endast på en separat elektrisk mottagare. Till exempel, för att inte vänta 6 minuter på att UZM-51 ska slås på, kan kylskåpet anslutas via UZM-16, där startfördröjningen är inställd på 6 minuter, och på huvud-UZM-51M till 10 sekunder.

Jag ställer in det maximala (övre) spänningsvärdet på UZM-51M till 250 volt och det lägre värdet till 180 volt.

Meander producerar också ett trefas spänningsrelä UZM-3-63, som jag skrev ovan, sådana reläer används främst för att skydda motorer.

Bra pålitligt överspänningsskydd. UZM behöver inte anslutas med en kontaktor, vilket vanligtvis görs med andra spänningsreläer. Enheten är tillverkad i Ryssland. UZM garanti är 2 år. Vad som är viktigt är att Meanders representant är närvarande på det mest populära Mastercity-forumet, alltid ger råd om produkter och också uppmärksammar kommentarerna från forumanvändare, vars kommentarer vid ett tillfälle hjälpte till att förbättra UZM-51M.

Ett exempel på installation av UZM-51M i en trefas växel för ett hus på landet, där UZM är installerat i varje fas.

En nackdel med UZM-51M i förhållande till andra spänningsreläer är kanske bristen på spänningsindikering. Men skillnaden i pris mellan UZM och ett spänningsrelä med en kontaktor gör att du kan köpa och leverera en voltmeter separat.

Spänningsrelä RN-111, RN-111M, RN-113 från Novatek

Dessa spänningsreläer tillverkas här i Ryssland. Som du kan se av titeln erbjuder Novatek tre typer av spänningsreläer.

RN-111 och RN-111M är praktiskt taget samma enhet när det gäller parametrar; deras huvudsakliga skillnad är att reläet RN-111M har en spänningsindikering, medan RN-111 inte har det.

Den övre spänningsgränsen är från 230 till 280 V, den nedre gränsen är från 160 till 220 V. Den automatiska återstartstiden är från 5 till 900 sekunder. Dessa reläer har 3 års garanti.

Kopplingsschema för spänningsrelä RN-111

RN-111 är designad för små strömmar upp till 16A eller effekt upp till 3,5 kW, men för att ansluta en högre belastning kan RN-111 slås på tillsammans med kontaktorer (magnetstartare).

Kopplingsschema för spänningsrelä med kontaktor

Detta ökar kostnaden avsevärt, eftersom en bra kontaktor nu kommer att kosta cirka 4-5 tusen rubel, du behöver ett större antal moduler i panelen, såväl som en strömbrytare för att skydda kontaktorspolen. Ovanstående diagram för att ansluta ett spänningsrelä med en kontaktor för RN-111 är giltigt för alla andra reläer, med hänsyn till funktionerna i dess krets.

RN-113-reläet är redan mer förbättrat jämfört med RN-111, spänningsintervallen och AR-tiden är desamma som för RN-111, men den maximala strömmen för vilken RN-113 kan slås på är upp till 32A eller om effekten är upp till 7 kW.

Kopplingsschema för spänningsrelä RN-113

Men jag skulle inte göra detta, eftersom kontakterna på RN-113 är tillräckligt svaga för en tråd med ett tvärsnitt på 6 mm 2, och detta är precis det tvärsnitt som krävs för en 32A-anslutning.

Det är mer tillförlitligt att ansluta RN-113 med kontaktorer, utan kontaktorer max 25A. Jag använder inte spänningsreläer från Novatek i mina växlar, så jag lånade bilden av en av elektrikerna från Avs1753-forumet.

Det ser naturligtvis vackert ut, men en sådan anslutning tar 3-4 moduler till och är dubbelt så dyr i kostnad som om UZM-51M eller Zubr användes.

Men vad händer med RN-113 om man ansluter den utan 32A kontaktorer.

Tyvärr hittade jag ingen information om tester som UZM-51M och Zubr på forumen.

Spänningsrelä TM DigiTop

Precis som Zubr tillverkas dessa reläer i Donetsk. Tillverkaren tillverkar flera serier av enheter med skydd mot strömspänningar.

Spänningsreläet i V-protectorserien är endast avsett för skydd mot spänningsstötar. Finns för märkströmmar på 16, 20, 32, 40, 50, 63 A i enfasversion, den har inbyggt termiskt skydd mot överhettning, utlöst vid 100 grader. Den övre tröskeln är från 210 till 270 V, den nedre är från 120 till 200 V. Den automatiska omkopplingstiden är från 5 till 600 sekunder. Det finns också ett trefas spänningsrelä V-skydd 380, ganska kompakt 35 mm (två moduler), men den maximala strömmen i en fas är inte mer än 10A.

Protektor enfas spänningsrelä har 5 års garanti och trefas relä endast 2 år.

V-Protektor DigiTop anslutningsschema för spänningsrelä

Digitop producerar även ett spänningsrelä och ett strömrelä, VA-skydd, kombinerade i en enhet. Förutom överspänningsskydd ger enheten även strömbegränsning (effekt). Finns för märkströmmar på 32, 40, 50 och 63 A. Alla spänningsparametrar är desamma som för V-skyddet. Baserat på märkströmmen och maxströmmen styr VA belastningen och, om märkströmmen överskrids, stänger nätverket av efter 10 minuter, och maximalt - efter 0,04 sekunder. Enhetens display visar både spänning och ström. VA-skyddsgaranti är 2 år.

Tja, den mest avancerade av serien av spänningsreläer från TM DigiTop är MP-63 multifunktionsrelä. Egentligen är allt detsamma som med föregående VA-skydd, bara MP-63 visar, förutom ström och spänning, även aktiv effekt.

Detta MP-63 relä och V-skydd testades oberoende av medlemmar av forumet, recensionerna är genomsnittliga.

Jag försökte ta upp de vanligaste överspänningsskydden i min artikel. Naturligtvis finns det fortfarande tillverkare av enheter för denna typ av skydd, men det finns väldigt lite information om deras användning.

Tack för din uppmärksamhet.

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 det aktiva motståndet hos solenoiden (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.

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 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.

• Tekniska system,
• El

Hur man organiserar nätverksöverspänningsskydd i ett privat hem

Närvaron av dyr elektrisk och elektronisk utrustning i huset, naturkatastrofer och dålig kvalitet på strömförsörjningen i stadsnät tvingar husägare att vidta åtgärder för att minimera eventuell skada från ovanstående faktorer.

Den här artikeln kommer att diskutera praktiska åtgärder som kan implementeras när du organiserar strömförsörjning till ett privat hem. Dessutom kan detta arbete utföras både under nybyggnation och vid modernisering av befintliga strömförsörjningssystem i ett privat hem.

Jag utförde det angivna arbetet när jag konverterade strömförsörjningen hemma från en enfas till en trefaskrets. Dessutom avslutades arbetet inte bara, utan accepterades också av representanter för stadens elnät utan kommentarer, och enhetens korrekta funktion och effektiviteten hos överspänningsskydd testades i praktiken under drift. Det är känt att huvudvillkoret för att ansluta till stadens elnät är uppfyllandet av tekniska villkor (TS), som utfärdas till husägaren. Som personlig erfarenhet har visat, är det möjligt att hoppas att dessa specifikationer kommer att återspegla alla åtgärder för säker drift av elektrisk utrustning med viss skepsis. Bilden nedan visar specifikationerna som jag fått av stadens elnät.

Obs: de artiklar som är markerade med rött på bilden implementerades av mig självständigt även innan jag fick teknisk support. betingelser. Objektet som är markerat med blått bestäms mer av stadsnätverkets intressen själva (för att skydda sig från ansvar för skada på ägaren av huset på grund av eventuella problem inom deras ansvarsområde).

Därför, när man utvecklade ett utkast till strömförsörjningssystem för ett privat hus, beslutades det att använda ytterligare åtgärder för att skydda elektrisk utrustning, som inte återspeglades i de tekniska specifikationerna. Bilden nedan visar ett fragment av elförsörjningsprojektet för mitt bostadshus.

Som framgår av bilden är mät- och distributionsskåpet (ShchR1), installerat i huset, utrustat med en överspänningsskyddsanordning (SPD-II) i enlighet med kraven i de tekniska specifikationerna som utfärdas av stadens elnät.

Eftersom inträdet i huset sker via en luftledning, med hänsyn till kraven i PUE (elektriska installationsregler), måste överspänningsdämpare installeras vid ingången till huset, vilket jag tog hänsyn till i projektet (SPD) -I på bilden), som är installerade i skåpet ( ShchV1) på byggnadens fasad. För att skydda enskilda elektriska mottagare i huset används UPS:er (avbrottsfri strömförsörjning) och spänningsstabilisatorer.

Således är skydd av husets elektriska utrustning från överspänningar implementerat i tre zoner (nivåer):

• vid ingången till huset
• inne i huset, i styrskåpet
• individuellt skydd av elektriska apparater inomhus i hemmet

Vad är viktigt att tänka på när man utför arbete

Först och främst bör jag notera de specifika egenskaper som krävs för elinstallationsarbete av representanter för stadens elektriska nätverk. Till exempel, ur redovisningssynpunkt för förbrukad el, räcker det att lita på och täta elmätaren. Men eftersom de i var och en av oss ser "potentiella eltjuvar", måste allt relaterat till installation av utrustning, anslutningar i området från stadsstödet och upp till mätaren vara "otillgängligt för konsumenten", stängt (i lådor, skåp) och förseglade . Dessutom, även om dessa "krav" strider mot kraven i den tekniska dokumentationen för den installerade utrustningen, skapar risk för utrustningsfel etc. Dessa "specifika krav" kommer att diskuteras mer i detalj nedan.

Nu om den tekniska sidan av problemet:

För att skydda elektrisk utrustning installerad i huset använde jag följande enheter och enheter.

1. Som en SPD (överspänningsskyddsanordning) - nivå I använde jag ickelinjära överspänningsdämpare (OSN), tillverkade i Ryssland (St. Petersburg), i mängden tre stycken (en för varje fasledare). Fabriksbeteckningen för dessa enheter är OPNd-0.38. De är installerade i en förseglad plastlåda i ett stålskåp på husets fasad.

Vad är viktigt att notera om denna utrustning:

• Dessa enheter skyddar endast från pulserande (kortvariga) överspänningar som uppstår under åskväder, såväl som från kortvariga omkopplingsöverspänningar, i båda riktningarna. I händelse av långvariga överspänningar orsakade av olyckor och fel i stadens elnät, kommer dessa enheter inte att ge hemskydd.
• I tekniska termer är en avledare en varistor (icke-linjärt motstånd). Enheten är ansluten parallellt med lasten mellan fas- och neutralledningarna. När spänningsstötar (pulser) uppträder, minskar enhetens inre motstånd omedelbart, medan strömmen genom enheten ökar kraftigt och många gånger och går ner i marken. Således utjämnas (reduceras) amplituden för pulsspänningen. I samband med ovanstående, när du installerar dessa enheter, måste du ägna särskild uppmärksamhet åt utformningen av jordslingan och tillförlitlig anslutning av överspänningsavledaren till den.
• Beroende på hemmets strömförsörjningskrets kan antalet använda överspänningsavledare variera. Till exempel, för en enfas luftingång är det tillräckligt att installera en sådan enhet, när den drivs från stadsnätverket via en tvåtrådsledning. För trefas luftinmatning räcker det i de flesta fall att installera tre enheter (beroende på antalet faser). Om inträdet i huset utförs enligt en trefas, men femtrådskrets, eller om enheterna installeras på platsen efter att ha delat den gemensamma ledaren i en neutral arbetsledare (N) och en skyddsledare (PE) , då kommer installationen av en extra enhet mellan noll- och skyddsledaren att krävas.

2. Som en nivå II SPD använde jag UZM-50 M-enheter (multifunktionell skyddsenhet) tillverkad i Ryssland.

Bland funktionerna hos dessa enheter kan följande noteras:

• Till skillnad från avledare ger dessa enheter skydd inte bara mot överspänningar, utan också skydd mot långvariga (nöd) överspänningar och fall (oacceptabla spänningsfall).
• Strukturellt är de ett spänningskontrollrelä, kompletterat med ett kraftfullt relä och en varistor, inneslutna i ett hölje.
• För ett enfasnätverk måste du installera en enhet; för ett trefasnätverk kommer tre enheter att krävas, oavsett antalet ledare i matningsledningen.

3. Den tredje viktiga punkten angående korrekt installation och funktion av SPD när de är seriekopplade (visas på bilden av röda rektanglar SPD-1 och SPD-2) är att avståndet mellan dem (längs kabellängden) måste vara minst 10 meter. I mitt fall är det 20 meter.

Notera: det visade sig vara omöjligt att köpa den specificerade utrustningen (överspänningsavledare och ultraljudsenheter) i min stad, på grund av dess brist på tillgänglighet för försäljning, så jag beställde den via Internet. Denna situation inspirerade tanken att praktiskt taget ingen uppmärksammar frågan om att skydda elektrisk utrustning, åtminstone i vår stad.

Praktiskt utförande av arbete

Det praktiska genomförandet av arbetet är inte särskilt svårt och visas på bilden nedan, med en liten förklaring.

Installation av överspänningsavledare-0,38 vid entrén till huset

Bilden visar installationen av överspänningsavledare i en plastlåda. Bland funktionerna är det nödvändigt att ta hänsyn till att det inte finns några speciella lådor för överspänningsavledare, eftersom de är strukturellt monterade på en stödjande struktur och, på grund av typen av deras design, kan installeras öppet. Att installera en avledare i en låda är en nödvändig åtgärd. Lådan ska ha förmågan att tätas. För att installera överspänningsavledaren i lådan är en hemmagjord struktur gjord av galvaniserat stål 1 mm tjockt, som är fast istället för standard DIN-skena installerad i lådan hos tillverkaren.

Vid installation av överspänningsavledare och anslutning av ledningar till dem är användningen av graveringsbrickor obligatorisk. Enligt kraven i de tekniska specifikationerna ska introduktionsmaskinen installeras i en låda med möjlighet till tätning. En liknande låda användes som för överspänningsavledaren, som visas på bilden nedan (översta plastlåda i ett metallskåp).

En sådan hög av strukturer (plastlådor i ett metallskåp) på husets fasad beror, som jag noterade tidigare, på de specifika kraven för stadens elektriska nätverk och orsakar inte bara en märkbar ökning av kostnaderna för arbetet, men också extra utgifter för ansträngning, tid och nerver. Enligt min mening bör det tekniskt korrekta utförandet av arbete under luftinsläpp, utfört med en SIP-tråd, vara som följer: vi lägger en SIP-tråd från stödet av stadens elnät till husets fasad, fäster den på fasaden av huset och skär den med en lätt överlappning. Sedan fäster vi på varje SIP-tråd en piercingklämma med ett koppartrådsuttag med ett tvärsnitt på 10 mm2, som sätts in i skåpet (eller lådan) vid ingångsmaskinens terminaler. Vi stänger sektionerna av SIP-trådarna med hermetiskt förseglade lock. Således "växlade" vi korrekt från aluminium (SIP-tråd) till koppar. I det här fallet skulle vi inte ha några problem med att ansluta koppartråden (tvärsnitt 10 mm2) till terminalerna på den modulära ingångsbrytaren. Men företrädare för stadsnätverk kommer inte att acceptera sådant arbete.

Därför måste en SIP-ledning med ett tvärsnitt på 16 mm2 ledas direkt till terminalerna på ingångsbrytaren, som måste installeras i en plastlåda. Det är mycket svårt att göra detta i praktiken, eftersom det är nödvändigt att behålla lådans skyddsgrad (för utomhusinstallation inte lägre än IP 54), medan SIP-tråden måste fixeras i förhållande till plastlådan etc.

I praktiken var jag bara tvungen att köpa ett annat stålskåp, i vilket jag installerade själva plastlådorna, sedan sattes SIP-tråden in i skåpet och säkrades i den. Bilden nedan visar det slutliga arbetet med att installera skåpet och dess infästning på husets fasad. Verken accepterades utan kommentarer eller klagomål.

En annan viktig punkt som måste uppmärksammas är att överspänningsavledaren, vid drift under åskväder, avleder ström till marken genom att ansluta själva överspänningsavledaren till jordslingan. I det här fallet kan strömmar nå betydande värden: från 200 - 300 A och upp till flera tusen ampere. Därför är det viktigt att säkerställa den kortaste vägen från själva överspänningsavledaren till jordslingan med en kopparledare med ett tvärsnitt på minst 10 mm2. Bilden nedan visar hur jag gjorde den här kopplingen. För att säkerställa tillförlitlig drift av avledaren kopplade jag enheterna till jordslingan med två koppartrådar med ett tvärsnitt på 10 mm2 vardera. På bilden finns en tråd i ett gulgrönt rör HÄR (värmekrympbart rör).

Installation av UZM-50M-enheter i redovisnings- och distributionsskåpet

Att utföra elinstallationsarbeten orsakar inga problem, eftersom enheterna har en standard DIN-skena. Ett fragment av arbetet med att installera UZM-50M i skåpet visas på bilden nedan. Enheterna måste också installeras i en förslutningsbar plastlåda. Det övre locket på kartongen visas inte på bilden.

Ur synvinkeln av det elektriska anslutningsschemat (även om diagrammet är tillgängligt i passet för enheten och på själva enhetens kropp), kan en oförberedd läsare ha frågor. För att förklara funktionerna för att ansluta enheten visar bilden nedan anslutningsschemat som ges i passet för UZM-50M, med några av mina förklaringar.

För det första, som kan ses från diagrammet, är UZM-50M en enfasig omkopplingsenhet och för dess drift kräver den obligatorisk anslutning av ledarna L och N till de övre terminalerna. Detta visas i kopplingsschemat i båda fallen (a och b). Vidare uppstår en skillnad mellan krets a och krets b, om vilken tillverkaren inte ger någon förklaring och konsumenten måste självständigt ta reda på hur och i vilka fall vilken krets som ska användas.

Skillnaden är att i det övre diagrammet (a) är lasten ansluten till enheten via två ledningar (L och N). Det vill säga, i händelse av en nöddrift av enheten kommer kretsen att brytas både längs fasledaren (L) och längs ledaren (N).

I det nedre diagrammet (b) är lasten ansluten till enheten via endast en fasledare (L), och den andra ledningen (N) är ansluten till lasten direkt, förbi enheten. Det vill säga, i händelse av en nöddrift av enheten kommer den endast att öppna fasledaren, och ledare N förblir alltid ansluten. Baserat på ovanstående, och även att veta i vilket fall det är tillåtet att bryta ledare N, och i vilket det inte är tillåtet, kan vi dra följande slutsats:

Vid anslutning av ett hus (lägenhet) via en tvåtrådsledning (TN-C-system) är det nödvändigt att ansluta UZM-50M-enheten enligt det nedre diagrammet (b), eftersom N-tråden i detta fall fungerar två funktioner (noll fungerande ledare och noll skyddsledare), och den får under inga omständigheter rivas isär.

Om anslutningen av huset (lägenheten) görs enligt ett tretrådsschema (TN-S), eller enheten är installerad i systemet (TN-C-S), i området efter att ha delat den gemensamma (PEN) ledaren ( till N och PE), då kan N-tråden brytas . I detta fall måste UZM-50M-enheten anslutas enligt det övre diagrammet (a). Varför enheten, enligt tillverkarens diagram, måste anslutas efter mätaren (jag sätter ett frågetecken i bilden) är oklart för mig. Till exempel kopplade jag mina enheter i garderoben till mätaren så att de skulle skydda all utrustning som installerats i huset, inklusive utrustningen som installerades i själva garderoben. Dessutom, eftersom separationen av den gemensamma PEN utförs i ett skåp (ShchR1) i huset, kopplade jag skyddsanordningarna enligt schema a, det vill säga med både fas- och nollledare frånkopplade. Som visas på bilden nedan.

En annan viktig punkt: eftersom dessa enheter inte är avsedda för användning i ett flerfasnätverk måste du veta och ta hänsyn till följande.

När det gäller en trefasanslutning hemma och användningen av dessa enheter, om huset endast har enfas elektriska mottagare, bör det inte vara några problem med användningen och driften av dessa enheter. Men om det finns trefasförbrukare i huset, till exempel en trefas elmotor, i händelse av en nöddrift av enheterna (en eller två), den trefasiga elektriska mottagaren (till exempel en elmotor) kan misslyckas. I detta fall kommer således ytterligare tekniska åtgärder att krävas för att koppla bort trefasförbrukare i händelse av nöddrift av UZM-enheter.

Användning av personlig skyddsutrustning

Användningen av UPS-spänningsstabilisatorer för att skydda enskilda elektriska mottagare i huset (TV, dator etc.) har blivit så välbekant och utbredd att den inte kräver någon speciell förklaring, så den ges inte här.

Slutsatser

1. Drifterfarenhet har visat att skyddet under ett kraftigt åskväder kan fungera upprepade gånger under en relativt kort tidsperiod. Med hänsyn till detta kan vi säkert säga att under kraftiga åskväder och i avsaknad av skydd kan elektrisk utrustning installerad i huset skadas med en ganska hög grad av sannolikhet.
2. Om det är omöjligt att utföra liknande arbete i ditt hem, som en skyddsåtgärd vid blixtnedslag, måste du åtminstone koppla bort elektriska apparater från nätverket, vilket förresten inte alla gör.

Detta alternativ för att skydda elektrisk utrustning är en billig budgetlösning, men ganska funktionell, pålitlig och beprövad i praktiken. Om liknande importerad utrustning används och specialister bjuds in för att utföra arbetet, kan priset på emissionen öka avsevärt, vilket kan bli dyrt även för en familj med medelinkomst.