Kodin johdotuksen ylijännitesuojat - tyypit ja kytkentäkaaviot

Kaikki sähkölaitteet on luotu toimimaan tietyllä sähköenergialla verkon virrasta ja jännitteestä riippuen. Kun niiden arvo tulee suuremmaksi kuin suunniteltu normi, tapahtuu hätätila.

Suojausta vaaditaan estämään sen muodostuminen tai estämään sähkölaitteiden tuhoutuminen. Ne luodaan onnettomuuden erityisolosuhteissa.

Kodin johdotuksen suojaamisen ominaisuudet korkeaa jännitettä vastaan

Kotitalouksien sähköverkon eristys lasketaan jännitteen raja-arvosta, joka on hiukan yli puolitoista kilovolttia. Jos se kasvaa enemmän, kipinäpurkaus alkaa tunkeutua dielektrisen kerroksen läpi, josta voi kehittyä palo muodostava kaari.

Tämän kehityksen estämiseksi he luovat suojauksia, jotka toimivat yhden seuraavista periaatteista:

1. irrotetaan talon tai asunnon sähköpiiri korkeajännitteestä;

2. Ylijännitteen vaarallisen potentiaalin poistaminen suojatulta alueelta johtuen sen nopeasta suuntaamisesta maan muotoon.

Koska verkon jännite on hieman noussut, niitä kehotetaan myös korjaamaan tilanne. Eri mallien stabilointiaineet. Mutta suurimmaksi osaksi ne on luotu ylläpitämään virtalähteen toimintaparametreja rajoitetulla alueella sen säätöön tulossa eikä suojalaitteena. Heidän tekniset mahdollisuudet ovat rajalliset.

Kodin johdotuksessa jännite voi nousta:

1. suhteellisen pitkän ajanjakson ajan, jolloin kolmivaiheisessa piirissä tapahtuu nolla palamista ja neutraalipotentiaali siirtyy satunnaisesti kytkettyjen kuluttajien vastuksen mukaan;

2. lyhytaikainen impulssi.

Ensimmäisen tyyppiset häiriöt hoidetaan onnistuneesti jännitteenvalvontareleellä. Se tarkkailee jatkuvasti verkon tuloparametreja ja kun ne saavuttavat ylemmän asetetun pisteen, se katkaisee virtapiirin virtalähteestä, kunnes onnettomuus on eliminoitu.

Syyt lyhytaikaisten ylijännitepulssien ilmestymiselle voivat olla kaksi tilannetta:

1. useiden voimakkaiden kuluttajien samanaikainen sammutus syöttöjohdolla, kun muuntaja-asemalla ei ole aikaa järjestelmän vakauttamiseen välittömästi;

2. salamanisku sähköjohtojen, sähköasemien tai talojen sähkölaitteisiin.

Toinen vaihtoehto onnettomuuden kehittymiselle on suurin vaara kuin kaikissa aiemmissa tapauksissa. Salamavirran vahvuus saavuttaa valtavia määriä. Keskimääräisissä laskelmissa se otetaan 200 kA: n paineessa.

Se osuu ilmaterminaaliin ja rakennuksen salamannopeuden normaalin käytön aikana ukkosen läpi salamanvarren kautta maasilmukka. Tällä hetkellä kaikissa vierekkäisissä johtimissa induktiolain perusteella indusoidaan EMF, jonka arvo mitataan kilovolteina.

Se voi esiintyä jopa verkkoon kytketyissä johdotuksissa ja polttaa laitteensa, mukaan lukien kalliit televisiot, jääkaapit ja tietokoneet.

Salama voi iskeä sitä johtavaan sähköjohtoon. Tässä tilanteessa linjakatkaisijat toimivat normaalisti, vaimentaen energiansa maapallon potentiaaliin. Mutta he eivät pysty poistamaan sitä kokonaan.

Osa kytketyn piirin johtimia pitkin korkeajännitepulssista leviää kaikkiin mahdollisiin suuntiin ja tulee kerrostalon tuloon, ja siitä - kaikkiin kytkettyihin laitteisiin heikoimpien kohtien polttamiseksi: sähkömoottorit ja elektroniset komponentit.

Seurauksena on, että meillä on kaksi vaihtoehtoa asuinrakennuksen kalliiden kotitalouksien sähkölaitteiden vaurioille eliminoimalla normaalisti oman rakennuksen tai voimajohdon ukkosenjohdannaisen seuraukset normaalisti.Johtopäätöksessä ehdotetaan itselleen: heille on tarpeen vahvistaa automaattinen suojaus pulssipurkauksilta.

Kodin johdotuksen ylijännitesuojainten tyypit

Sellaisten suojausten valikoima luodaan työskentelemään eri olosuhteissa, se eroaa suunnittelusta, käytetyistä materiaaleista ja työteknologiasta.

Pidättimen elementtipohjan muodostumisen periaatteet

Ylijännitesuojaa luotaessa eri suunnitteluratkaisujen tekniset mahdollisuudet otetaan huomioon. Kaasulla täytetyillä pidättimille on ominaista, että purkauspulssin kulun jälkeen ne tukevat lisävirran virtausta, joka on lähellä suuruusluokkaa oikosulkukuormitusta. Sitä kutsutaan mukana olevaksi virtaksi.

Ylijännitesuojat, joiden tarkkailuvirta on luokkaa 100–400 ampeeria, voivat itse tulla tulipalon lähteiksi eivätkä tarjoa suojausta. Niitä ei voida asentaa suojaamaan eristettä hajoamiselta minkään vaihe-, työ- ja suoja-nollan välillä. Muun tyyppisten pidättimien mallit toimivat melko luotettavasti 0,4 kV: n verkossa.

Kodin johdotuksissa ylijännitesuojaus on etusijalla varistorilaitteet. Sähköasennuksen normaaleissa käyttöolosuhteissa ne aiheuttavat erittäin pieniä, jopa useiden milliamprien vuotovirtoja, ja korkeajännitepulssin kulun aikana jännitteet siirretään tunnelitilaan mahdollisimman nopeasti, kun ne kykenevät kulkemaan tuhansia ampeereja.

Kodin sähköjohdotuksen ylijänniteeristysluokat ylijännitteen suhteen

Asuinrakennusten sähkölaitteet on luotu neljään luokkaan, jotka on merkitty roomalaisilla numeroilla IV ÷ I ja joille on tunnusomaista suurin sallittu ylijännite 6, 4, 2,5 ja 1,5 kilovolttia. Näiden alueiden alla on suunniteltu ylijännitesuoja.

Teknisessä kirjallisuudessa niitä kutsutaan "SPD"se tarkoittaa ylijännitesuojalaite. Markkinointitarkoituksiin käytettävien sähkölaitteiden valmistajat ovat ottaneet käyttöön ymmärrettävämmän määritelmän tavallisille ihmisille - rajoittimille. Muita nimiä löytyy Internetistä.

Tämän vuoksi suositellaan viittaamaan laitteiden teknisiin ominaisuuksiin eikä vain niiden nimeen, jotta käytetyssä terminologiassa ei tapahdu sekaannusta.

Eristysvastusluokkien ja rakennusten vaaravyöhykkeiden välisen suhteen pääparametrit ja kolmen SPD-luokan soveltaminen niihin auttavat ymmärtämään alla olevaa kuvaa.

Hän osoittaa, että 6 kilovoltin impulssi voi tulla muuntaja-asemalta voimalinjaa pitkin paneeliin. Sen arvon pitäisi vähentää luokan I ylijännitesuojaa alueella 1 neljään kV: seen.

Vyöhykkeen 2 jakelupaneelissa toimii luokan II rajoitin, vähentäen jännitettä 2,5 kV: iin. Vyöhykkeen 3 olohuoneessa luokan III SPD tarjoaa lopullisen pulssin pienentämisen jopa 1,5 kilovolttia.

Kuten huomaat, kaikki kolme rajoitinluokkaa toimivat kattavasti, peräkkäin ja vuorotellen alentavat ylijännitepulssia arvoon, joka on hyväksyttävä johdotuksen eristykselle.

Jos ainakin yksi tämän suojaketjun rakenneosista osoittautuu vialliseksi, koko järjestelmä epäonnistuu ja lopullisessa laitteessa tapahtuu eristysvaurio. Niitä on välttämättä käytettävä kattavasti, ja käytön aikana on tarkistettava teknisen kunnon tekninen kunto ainakin ulkoisella tarkastuksella.

Varistorien valinta ylijäämävaimentimien erityisluokille

SPD-laitteen laitevalmistajat toimittavat varistorimalleja, jotka on valittu virtajänniteominaisuuksien perusteella. Niiden ulkonäkö ja toimintarajat on esitetty vastaavassa taulukossa.

Jokaisella suojaluokalla on oma jännite ja avausvirta. Voit asentaa ne vain omassa paikassa.

Ylijännitesuojainten muodostumisen periaatteet

Asunnon virtajohdon suojaamiseksi voidaan käyttää erilaisia ​​periaatteita SPD: n kytkemiseksi:

1. vaiheessa;

2. vaiheen ulkopuolella;

3. yhdistetty.

Ensimmäisessä tapauksessa toteutetaan pitkittäisperiaate kunkin langan suojaamiseksi maasilmukan ylijännitteiltä, ​​ja toisessa poikkipinta kunkin johdinparin välillä. Vikojen käsittelyä ja niiden analysointia koskevien tilastotietojen keräämisen perusteella kävi ilmi, että syntyvät vaiheittaiset ylijännitesuhteet aiheuttavat enemmän vaurioita ja ovat sen vuoksi vaarallisimpia.

Yhdistetyn menetelmän avulla voit yhdistää molemmat aikaisemmat menetelmät.

Liitäntävaihtoehdot ylijännitesuojaimille TN-S-maadoitusjärjestelmälle

Piiri elektronisella SPD: llä ja pidättimillä

Tässä kaaviossa kaikkien kolmen luokan ylijännitesuojat eliminoivat ylijännitepulssit linjan vaiheiden ja työskentelynollan N välillä lanka-lanka-ketjuja pitkin. Toiminta vähentää yleisen tilan ylijännitteitä annetaan tietyn luokan pysäyttimille, koska ne ovat yhteydessä työ- ja suoja-nollaan.

Tämä menetelmä mahdollistaa PE: n ja N: n galvaanisen irrottamisen toistensa välillä. Kolmivaiheisen verkon neutraali sijainti riippuu sovellettujen vaihekuormitusten symmetriasta. Sillä on aina jonkinlainen potentiaali, joka voi olla fraktioista useisiin kymmeniin volteihin.

Jos järjestelmässä toimii pulssikuormituksella varustettuja virtalähdejärjestelmiä, niistä korkeataajuiset häiriöt voidaan siirtää potentiaalin tasaus- ja maadoituspiirien kautta PE-johtimen kautta herkille elektronisille laitteille, häiritsemällä heidän työtä.

Pidättimen sisällyttäminen tässä tapauksessa vähentää näiden tekijöiden vaikutusta paremman galvaanisen eristyksen takia kuin elektroniset rajoitimet varistoreihin.

Piirit, joissa on elektroninen SPD, suojausluokissa I ja II

Tässä kaaviossa suojaus syöttö- ja jakelulevyjen impulssijännitteiltä suoritetaan vain elektronisella pysäyttimellä.

Ne poistavat kaikki tavallisen tilan ylijännitteet (kaikki johdot maasilmukkaan nähden).

Luokassa III edellinen piiri toimii elektronisen pidättimen ja kipinäraon kanssa, tarjoamalla loppukäyttäjälle suojan (lanka-johdin).

Pysäytyslaitteen eri mallien käytön ominaisuudet kaskadien järjestys huomioon ottaen

Ylijännitesuojavaiheiden käytön aikana tarvitaan niiden koordinointia ja koordinointia. Se suoritetaan poistamalla vaiheet kaapelin yli yli 10 metrin etäisyydelle.

Tämä vaatimus selitetään sillä, että kun jyrkän aaltomuodon omaava korkeajännitepulssi saapuu piiriin johtimien induktiivisen vastuksen takia, niihin tapahtuu jännitehäviö. Se levitetään heti ensimmäiseen kaskadiin aiheuttaen sen tuleen. Jos tätä vaatimusta ei noudateta, vaiheet ohitetaan, kun suojaus ei toimi oikein.

Seuraavat suojausjärjestykset yhdistetään samalla periaatteella.

Kun se sijaitsee lähellä laitteen suunnitteluominaisuuksia, piiriin sisällytetään keinotekoisesti lisää pulssityyppisiä eristyskuristimia, jotka muodostavat viiveketjun. Niiden induktanssi viritetään 6-15 mikrotunnuksen sisällä rakennuksessa käytetyn tehotyypin mukaan.

Kaaviossa on esitetty variantti tällaisesta yhteydestä syöttö- ja jakelupaneelien tiiviillä järjestelyllä ja loppukäyttäjien etäasennuksella.

Asennettaessa kaasua tällaiseen järjestelmään, on tarpeen ottaa huomioon niiden kyky toimia luotettavasti luotujen kuormien alla ja kestää raja-arvot.

Huollon helpottamiseksi ylijännitesuoja yhdessä kaasulämpölaitteiden kanssa voidaan sijoittaa erilliseen suojakoteloon, joka yhdistää syöttölaitteen peräkkäin talon pääkytkentään.

Yksi vaihtoehdoista rakennuksen samanlaiseksi toteutukseksi, joka on valmistettu TN-C-S -maadoitusjärjestelmän mukaisesti, on esitetty alla olevassa kaaviossa.

Tämän asennuksen avulla kaikki kolme rajoitinluokkaa voidaan sijoittaa yhteen paikkaan, mikä on kätevä huoltoa varten. Tätä varten on tarpeen asentaa jakokuristimet sarjaan suojausvaiheiden väliin.

Tämän piirin asennustavan kanssa käytettävän syöttölaitteen, pääkytkentätaulun ja suojakilven tulisi rakenteellisesti sijaita mahdollisimman lähellä.

SPD: n ja reaktorien yhdistetty järjestely yhdessä paikassa - suojakilpi antaa sinun estää ylijännitepulssien pääsyn jo pääkytkentälaitteisiin, joissa PEN-johdin on erotettu.

Virtakaapeleiden liittämisessä MES: ään on ominaisuuksia: ne on asennettava lyhyimpiä reittejä välttäen suojattujen piirien osien yhteiskäyttö ja ilman suojauksia.

Nykyaikaiset valmistajat päivittävät jatkuvasti SPD-mallejaan sisäänrakennetuilla pulssisilla eristyskurilla. Ne antoivat suojausaskelmien paitsi sijoittamisen lähelle etäisyyttä kaapelin päälle, myös yhdistää ne erilliseen yksikköön.

Nyt markkinoilla on tämän menetelmän toteuttaminen huomioon ottaen suunniteltu yhdistelmäluokkien I + II + III tai I + II SPD-suunnitelmia. Venäläinen Hakel-yhtiö valmistaa erilaisen valikoiman tällaisten pidättimien malleja.

Ne on suunniteltu erilaisiin rakennusten maadoitusjärjestelmiin, jotka toimivat asentamatta ylimääräisiä suojaustasoja, mutta vaativat tiettyjen asennusvaatimusten täyttämisen kytketyn kaapelin koko pituudella. Useimmissa tapauksissa sen tulisi olla alle 5 metriä.

Elektroniikkalaitteiden normaalia käyttöä varten ja niiden suojaamiseksi korkeataajuuksisilta häiriöiltä tuotetaan erilaisia ​​suodattimia, joihin sisältyy luokan III SPD. Ne on kytkettävä maasilmukkaan PE-johtimen kautta.

Monimutkaisten kodinkoneiden suojauksen ominaisuudet ylijännitepulsseilta

Nykyaikaisen ihmisen elämä sanelee tarpeen käyttää erilaisia ​​elektronisia laitteita, jotka käsittelevät ja siirtävät tietoa. Ne ovat melko herkkiä korkeataajuisille häiriöille ja pulsseille, eivät toimi hyvin tai yleensä epäonnistuvat, kun ne ilmestyvät. Tällaisten toimintahäiriöiden poistamiseksi käytetään laitekotelon yksilöllistä maadoitusta, jota kutsutaan toiminnalliseksi.

Se on erotettu sähköisesti suojaavasta PE-johtimesta. Kuitenkin, kun salama iskee salamannopeasti rakennuksen tai linjan maadoituksen ja toiminnallisen elektroniikkalaitteen välillä, maasupiiriin virtaa purkausvirta, joka johtuu korkean jännitteen ylijännitepulssista.

Se voidaan eliminoida tasaamalla näiden piirien potentiaalit asentamalla niiden välille erityinen pysäytin, joka tasoittaa piirien potentiaalit onnettomuustapauksissa ja tarjoaa galvaanisen eristyksen jokapäiväisissä käyttöolosuhteissa.

Hakel Digging on myös erikoistunut tällaisten pidättimien tuotantoon.

Ylimääräinen oikosulkusuojausvaatimus

Kaikki SPD: t sisällytetään piiriin potentiaalien tasaamiseksi sen eri osien välillä kriittisissä tilanteissa. On pidettävä mielessä, että ne itse, huolimatta varistorien sisäisestä lämpösuojauksesta, voivat vaurioitua ja niistä voi tulla oikosulku, josta muodostuu tulipalo.

Varistorien suojaus saattaa epäonnistua, jos nimellisjännite ylitetään pitkään, esimerkiksi nollapalaamisen vuoksi kolmivaiheisessa syöttöverkossa. Toisin kuin elektroniikka, purkukoneissa ei ole lainkaan lämpösuojausta.

Näistä syistä kaikki SPD-mallit ovat lisäksi suojattu sulakkeilla, jotka toimivat ylikuormituksen ja oikosulun aikana. Niillä on erityinen monimutkainen muotoilu ja ne eroavat huomattavasti malleista, joissa on yksinkertainen sulatettava insertti.

Katkaisimien käyttö tällaisissa tilanteissa ei ole aina perusteltua: salamaimpulssit vaurioittavat niitä, kun virtakoskettimet hitsataan.

Sulakkeilla varustetun SPD: n suojapiiriä käytettäessä on noudatettava periaatetta, jonka mukaan sen hierarkia luodaan selektiivisyysmenetelmillä.

Kuten näette, kodin sähköjohdotuksen luotettavan suojauksen varmistamiseksi ylijänniteiltä on tarpeen lähestyä tätä kysymystä huolellisesti, analysoida onnettomuuksien todennäköisyys suunnitteluprojektissa ottaen huomioon toimiva maadoitusjärjestelmä ja valita sille sopivimmat ylijännitesuojat.