13. Принципи виконання захисту від перенапруг

13.1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Нормативна база по системах захисту від грозових і комутаційних перенапруг для мереж електропостачання низької напруги до теперішнього часу розроблена недостатньо.

У ПУЕ (7-е изд., П. 7.1.22) міститься наступну вимогу:

"... У разі повітряного вводу мають бути встановлені обмежувачі імпульсних перенапруг".

Технічний комітет Міжнародної електротехнічної комісії - ТС 37 розробив стандарти щодо захисту від хвильових грозових і комутаційних перенапруг - МЕК 61647-1,2,3,4, МЕК 61643-1,2, МЕК 61644-1,2.

На основі стандарту МЕК 61643-1 (1998-02) "Пристрої захисту від хвиль перенапруги, для низьковольтних систем розподілу електроенергії. Експлуатаційні вимоги та методи випробування" був розроблений, зокрема, німецький стандарт VDE 0675 ч.6. "Розрядники і пристрої захисту від перенапруг для мереж змінного струму 100-1000 В".

У Росії системи грозозахисту регламентуються "Інструкцією по влаштуванню блискавкозахисту будівель і споруд (РД 34.21.122-87)".

Грозозахист є одним з розділів комплексу завдань щодо забезпечення електромагнітної сумісності. В даний час загальноприйнятою вважається зонная концепція захисту від перенапруг (МЕК 1024).

Існує відмінність між зовнішньою і внутрішньою грозозахистом.

Зовнішня грозозахист призначена для захисту будівель і інших об'єктів при прямих ударах блискавки. Цей захист є один або кілька низькоомних і малоіндуктівних шляхів струму блискавки на землю (громовідвід, що складається з струмоприймача, струмовідводу і заземлювача). Зовнішня грозозахист є класичною і виконується відповідно до діючих норм.

Внутрішня грозозахист захищає електричні установки та електронні прилади всередині будівель від часткових струмів блискавки, від комутаційних, грозових перенапруг і підвищення потенціалу в системі заземлення. Крім того, внутрішня грозозахист забезпечує захист від впливів, викликаних ударами блискавок, електромагнітних полів. Для внутрішньої грозозахисту основною умовою є наявність ефективної системи заземлення. Внутрішня грозозахист придбала значення лише в останні роки в зв'язку з широким розповсюдженням мікроелектроніки.

Межі ешелонованих захисних зон в будівлі утворюються пристроями зовнішньої грозозахисту, стінами будинків (металевими фасадами, арматурою несучих стін і ін.), Внутрішніми екранованими приміщеннями, вимірювальними камерами, корпусами приладів і т.д.

На рис. 13.1 представлена ​​схема живлення електроустановки із ступінчастою системою захисту від перенапруг. На головному введенні після групи запобіжників між кожним фазним провідником і головною шиною заземлення включені іскрові розрядники. При імпульсах перенапруг, що надходять по проводах мережі, або при підвищеннях потенціалу точки А під час прямого удару блискавки розрядники спрацьовують і пропускають заряд на землю.

При ударі блискавки потенціал точки А щодо віддаленого заземлювача, наприклад, заземлювача трансформатора джерела живлення, може сягати мільйона вольт. Однак напруга між фазами мережі і головної заземлювальної шини не перевищить значення напруги спрацьовування іскрових розрядників. Це означає, що вся внутрішня електропроводка відчуває однакове підвищення потенціалу.

Рис 13.1. Схема живлення електроустановки із ступінчастою системою захисту від перенапруг

Припустимо також припустити, що при співвідношенні опорів заземлювачів і проводів мережі 1:10 лише 10% струму блискавки надходить в розподільну мережу електроустановки.

Поряд з класичними разрядниками у внутрішній грозозащіте застосовуються спеціальні обмежувачі перенапруг (ОПН), що складаються з паралельно з'єднаних іскрового розрядника і варістора. Варистор обмежує виникають досить часто перенапруги, викликані далекими ударами блискавок, іскровий розрядник спрацьовує при прямому ударі блискавки, якщо через великі струмів на варисторі залишається достатня висока залишається напруга. При необхідності, в областях з високою грозовою активністю, що залишаються перенапруги на наступних зонах знижують додатково включеними варисторних або комбінованими ОПН з різними параметрами, встановленими на кордонах зон. При цьому для розв'язки ступенів захисту застосовують спеціальні, що включаються послідовно в лінію індуктивності.

Завдяки раціонально ешелонованої захисту можна, як і в мережах високої напруги досягти необхідної координації ізоляції.

У російських нормативних документах вказівки про застосування ОПН містяться у "Тимчасових вказівках щодо застосування УЗО в електроустановках будинків" (І.П. від 29.04.97 № 42-6 / 9-ЕТ). У розд. 6 "Вказівки щодо застосування УЗО для об'єктів індивідуального будівництва" в п. 6.3 вказується: "При виборі схеми електропостачання, розподільчих щитків і власне типів УЗО слід звернути особливу увагу на необхідність установки обмежувачів перенапруг (ОПН) (розрядників) при повітряному вводі". Там же показана схема електропостачання котеджу, де на головному введенні показано підключення ОПН з фазного і нульового провідників на шину РЕ.