Импульсные скачки напряжения это

Импульсные перенапряжения

Молния может стать причиной пожаров, сильных разрушений, взрывов, травмирования людей и животных, в том числе и смертельных случаев. Специалисты различают первичные и вторичные воздействия удара молнии. Первые возникают при прямом ее попадании в объекты. Непосредственное попадание атмосферного электричества в жилые и промышленные постройки может полностью разрушить их, убить человека или привести к техногенным авариям.

Вторичное воздействие молнии (электромагнитная или электростатическая индукция) вызывается близким с объектом разрядом молнии или заносом высоких потенциалов внутрь построек по подземным или наружным металлическим конструкциям, коммуникациям, воздушным линиям электропередач и проводам другого назначения, а также трубопроводам или кабелям.

Вторичное воздействие разрядов молнии негативно влияет на телефонию, электробытовые сети 220/380 В, системы мобильной связи, а также передачи информации и данных, спутникового и телевизионного вещания. Выход из строя даже на короткое время вышеперечисленных систем может привести к непоправимым последствиям, поэтому современные системы молниезащиты объектов включают защиту и от непосредственных ударов молнии, и от вторичных ее проявлений.

Что это такое импульсные перенапряжения

Кратковременный, но значительный скачок напряжения, а также появление на металлических конструкциях электродвижущей силы – называется импульсным перенапряжением. Специалисты обычно различают проявления электромагнитной и электростатической индукции, занос внутрь объекта высоких потенциалов, а также коммутационное перенапряжение.

Импульсное перенапряжение коммутационного происхождения связано с внезапной сменой режима работы в системе электроснабжения, при коротком замыкании, включении и отключении трансформаторов, включении резервного питания и т.д. При развитии данного типа перенапряжения накопленная в элементах сети энергия из-за резкой смены параметров режима работы приводит к развитию переходного процесса со значительным скачком напряжения.

Повышение напряжений в некоторых случаях может достигать значений в сотни раз выше, чем их нормальные эксплуатационные параметры. Это приводит не только к выходу из строя электрических и электронных устройств и приборов, систем электроснабжения, телекоммуникаций и связи, контроля и управления, но и может являться причиной пожара и даже смерти людей.

Причины импульсных перенапряжений

Причиной появления высоких напряжений обычно является разряд молнии, коммутационные процессы в системах электроснабжения, а также электромагнитные помехи, вызываемые мощными промышленными электроустановками. Различают перенапряжения:

• коммутаций;
• непосредственного разряда (при разряде во внешнюю молниезащиту или воздушные ЛЭП);
• индуцированные (при разряде рядом со зданием или в близстоящие объекты).

Электромагнитная индукция после разряда молнии характеризуется образованием магнитного поля в контурах металлических коммуникациях различной формы с переменными во времени параметрами. При этом значение электродвижущей силы зависит от амплитуды и крутизны тока молнии, а также размеров и формы самого контура.

Индукция электростатической природы провоцируется скоплением под кучевыми облаками с определенным электрическим потенциалом зарядов с противоположным знаком. Но в земле и на проводящих конструкциях наземных промышленных или жилых объектов это накопление приводит к тому, что за время разряда молнии заряды не успевают стечь в землю и становятся причиной появления импульсного перенапряжения. Чаще всего разность потенциалов появляется между металлическими трубами (водопроводными или канализационными), электропроводкой расположенными в постройке и металлической крышей. При этом, чем выше постройка, тем больше значения накопленных потенциалов.

Примеры повреждений, вызванных вторичными воздействиями молнии

Разрушение телефонного аппарата и временнного вводного щита электроустановки

Характеристики импульсного перенапряжения

Энергонасыщенность современных промышленных и жилых объектов, наличие разветвленной электрической сети от проектировщиков систем защиты требует грамотного выбора устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Для этого необходимо разобраться в основных параметрах, характеризующих возникающие импульсы перенапряжения, а именно:

• форму волны тока (характеризуется временем нарастания и спада);
• амплитуда тока.

Для описания токов разряда молнии применяют 2 вида формы волн: удлиненную (10/350 мксек) и короткую (8/20 мксек). Первая соответствует непосредственному (прямому) попаданию разряда молнии и показывает нарастание тока за 10 мксек до максимального импульсного значения (I imp) и снижению его показания в 2 раза за 350 мсек. Короткая волна наблюдается при удаленном разряде молнии и при коммутационных процессах. Она характеризует нарастание тока за 8 мксек до максимума (I max) и спад до половины значения за 20 мксек. Импульс 10/350 мксек воздействует на электросеть в десятки раз дольше, чем 8/20 мксек, поэтому он более опасен для защищаемых объектов.

Виды УЗИП

УЗИП имеют корпус из негорючего пластика и в большинстве случаев представляют собой разрядники или варисторы самых разных конфигураций. Сегодня ограничители импульсных перенапряжений имеют индикатор выхода из строя. Данные устройства необходимы для создания надежной и эффективной системы внутренней молниезащиты.

Разрядник обычно представляет собой электроприбор (открытого воздушного или закрытого типа) с двумя электродами. На них при увеличении напряжения до определенного значения они пробиваются, тем самым снимая импульс перенапряжения. Варистор является полупроводниковым устройством, имеющим симметричную крутую вольт-амперную характеристику. Принцип его действия заключатся в том, что при достижении на его контактах определенной величины напряжения, он быстро и значительно понижает значение своего сопротивления и пропускает ток.

Ограничители импульсных перенапряжений характеризуются параметрами номинального, импульсного напряжения и временного перенапряжения. В зависимости от мощности импульса, которое УЗИП может рассеять и в соответствии с ГОСТом Р 1992-2002 (МЭК 61643-1-98) выделяют 3 класса ограничителей:

• I B (амплитуда 25-100 кА; для волны 10/350 мксек) – применяется в распределительных щитках;
• II C (амплитуда 10-40 кА; для волны 8/20 мкс) — применяется в вводах электропитающих устройств, щитках помещений;
• III D (амплитуда до 10 кА; для волны 8/20 мкс) – обычно устройства этого класса уже встроены в электроприборы.

Цены на УЗИП и разрядники напряжения

Системы молниезащиты

• Что такое молниезащита?
• Громоотвод
• Молниеотвод
• Молниеприемник
• Токоотвод
• Заземление
• Устройства защиты от перенапряжений
• Активная система молниезащиты
• Зонная концепция молниезащиты
• Система уравнивания потенциалов

Московский международный Дом Музыки Адрес объекта:г. Москва, Космодамианская наб., д. 52, стр. 8 Вид работ: монтаж системы обогрева лотка поверхностного водосбора и участков сливов на балконах 2-го и 3-го этажей Нагревательный элемент: саморегулирующийся нагревательный кабель Thermon RGS-2-60-PU. Производимые работы: Ревизия электрической системы водостоков: замер сопротивления изоляции силовых и нагревательных кабелей; проверка состояния распределительных коробок; проверка работоспособности шкафов управления. Изготовление и монтаж электрической системы обогрева: применялись регуляторы ETR и ETV фирмы OJ, автоматические выключатели и контакторы ABB, кабель нагревательный саморегулирующийся Thermon.

Здание Макдональдса Адрес объекта: Московская обл., г. Домодедово, трасса М4-Дон Вид работ: Изготовление и монтаж системы внешней молниезащиты. Комплектующие: производство фирмы J.Propster. Состав комплекта: молниепримная сетка из проводника Rd8, 50 кв.мм, СГЦ; алюминиевые молниеприемные стержни Rd16 L=2000 мм; универсальные соединители Rd8-10/Rd8-10, СГЦ; промежуточные соединители Rd8-10/Rd16, Al; стеновые держатели Rd8-10, СГЦ; клеммы конечные, СГЦ; пластиковые держатели на плоской кровле с крышкой (с бетоном) для оцинкованного проводника Rd8; изолированные штанги d=16 L=500 мм.

Частный дом, Икша Адрес объекта: Московская обл., поселок Икша Вид работ: Проектирование и монтаж систем внешней молниезащиты, заземления и уравнивания потенциалов. Комплектующие: B-S-Technic, Citel. Внешняя молниезащита: молниеприемные стержни из меди, медный проводник общей длиной 250 м, кровельные и фасадные держатели, соединительные элементы. Внутренняя молниезащита: Разрядник DUT250VG-300/G TNC, производство CITEL GmbH. Заземление: стержни заземления из оцинкованной стали Rd20 12 шт. с наконечниками, стальная полоса Fl30 общей длиной 65 м, крестовые соединители.

Индивидуальный жилой дом, д. Лупаново Адрес объекта: Московская область, Дмитровский район, дер. Лупаново Вид работ: Проектирование и монтаж системы внешней молниезащиты.

Административно-офисное здание, г. Москва. Адрес объекта: г. Москва, Борисоглебский переулок. Вид работ: изготовление и монтаж системы внешней, внутренней молниезащиты и заземления. Комплектующие: DEHN+SOHNE Gmbh, J. Propster. Система внешней молниезащиты: комбинированная в виде молниеприемной сетки из медного проводника Rd8 с шагом ячейки 10х10 м и двух стержневых алюминиевых молниеприемников Rd16 длиной 2,5 м; молниеприемный проводник уложен на держатели для мягкой кровли из пластика с бетонным утяжелением. В качестве элементов крепления и соединения использованы биметаллические универсальные соединители Cu/Al Rd8-10/Rd8-10 и стеновые держатели из меди Rd8-10. Внутренняя молниезащита: 4-х полюсный разрядник перенапряжения компании J. Propster, тип сети TNS, 12.5 кА. Заземление: выполнено в виде отдельных очагов с применением глубинных заземлителей из оцинкованной стали Rd20, полосы заземления сечением 40х4 мм, соединителей Rd20хFl40/Rd8-10 и изолированного проводника Rd10/13.

Окончание монтажа молниезащиты и заземления торгово-офисного комплекса «Мельница»

Завершен монтаж системы внешней молниезащиты и заземления торгово-офисного складского комплекса «Мельница» в г. Лобня

Импульсные перенапряжения в сети

Многие процессы которые происходят у нас дома, мы даже не предполагаем о том, что это произошло по причине перенапряжения. У нас сгорел телевизор филипс, а мы грешим на фирму производителя, что нужно было покупать самсунг. А почему сгорел – даже не задумываемся.

Что такое импульсное перенапряжение?

Перенапряжением называется кратковременное увеличение напряжения в точке электросети сверх допустимого значения. После этого скачка, напряжение в сети восстанавливается до первоначального значения. Степень искажения напряжения при этом характеризуется показателем импульсного напряжения.

К примеру, у нас в квартиру поступает синусоидальное напряжение 220 В. В электросети могут возникнуть импульсные перенапряжения (причину их возникновения мы рассмотрим чуть позже), это когда возникает бросок перенапряжения, длительностью несколько миллисекунд но амплитуда (максимальное значение) может достигать до 10 тис.В.

Чем опасно импульсное перенапряжение для бытовых электроприборов?

Изоляция любого электроприбора рассчитана на определенный уровень напряжения. Как правило электроприборы напряжением 220 – 380 В рассчитаны на импульс перенапряжения около 1000 В. А если в сети возникают перенапряжения с импульсом 3000 В? В этом случае происходит пробои изоляции. Возникает искра – ионизированный промежуток воздуха, по которому протекает электрический ток. В следствии этого – электрическая дуга, короткое замыкание и пожар.

Заметьте, что прибой изоляции может возникнуть, даже если у вас все приборы отключены от розеток. Под напряжением в доме все равно останутся электропроводка, распределительные коробки, те же розетки. Эти элементы сети также не защищены от импульсного перенапряжения.

Причины возникновения импульсного перенапряжения

Одна из причин возникновения импульсных перенапряжения это грозовые разряды (удар молнии). Коммутационные перенапряжения которые возникают в результате включения/отключения потребителей с большой нагрузкой. При перекосе фаз в результате короткого замыкания в сети.

Защита дома от импульсных перенапряжений

Избавиться от импульсных перенапряжений — невозможно, но для того чтобы предотвратить пробой изоляции существуют устройства, которые снижают величину импульсного перенапряжения до безопасной величины.

Такими устройствами защиты являются УЗИП — устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Существует частичная и полная защита устройствами УЗИП.

Частичная защита подразумевает защиту непосредственно от пробоя изоляции (возникновения пожара), в этом случае достаточно установить один прибор УЗИП на вводе электрощитка (защита грубого уровня).

При полной защите УЗИП устанавливается не только на вводе, но и возле каждого потребителя домашней электросети (телевизора, компьютера, холодильника и т.д.) Такой способ установки УЗИП дает более надежную защиту электрооборудованию.

Импульсные перенапряжения в электросетях

Наверное, многие владельцы электроприборов сталкивались с неприятной ситуацией, когда по неочевидным для нас причинам выходила из строя вполне исправная техника. Перестал работать новенький телевизор фирмы Philips – мы думаем, Philips уже не тот, надо было брать преуспевающий по нынешним временам Samsung, перегорела панель управления стиральной машины – опять же, камень в огород компании производителя. А вот до причин возникновения досадных поломок мы докопаться не спешим, а следовало бы. Ведь в подавляющем большинстве случаев подобные неисправности возникают не в результате производственного брака, а из-за проблем в электросети, в числе которых и импульсные перенапряжения.

Что такое импульсное перенапряжение в электросети

Попробуем разобраться с явлением, доставляющим столь много неприятностей владельцам электротехники. Перенапряжением называется кратковременный импульс напряжения сверх допустимых параметров на определенном участке электросети. Вслед за скачком, напряжение восстанавливается до допустимых значений. Уровень всплеска называется показателем импульсного напряжения.

Так, как правило, в квартиру поступает напряжение величиной в 220 вольт. Однако не исключены ситуации, когда по ряду причин, которые мы рассмотрим ниже, в сети могут возникать импульсные перенапряжения продолжительностью в миллисекунды. При этом пиковые значения перенапряжений могут достигать до 10 тысяч вольт.

К каким последствиям для электротехники может привести импульсное перенапряжение?

Все компоненты электроприборов оснащены изоляцией, рассчитанной на определенные параметры напряжения. В большинстве электроприборов, питающихся напряжением от 220 до 380 вольт, изоляция может выдерживать перенапряжение до 1000 вольт. В случаях если импульс перенапряжения в сети превосходит расчетный уровень, пробой изоляции и выход из строя прибора становится неизбежным. Перенапряжение приводит к возникновению искры, провоцирующей короткое замыкание в цепи и пожар.

Отметим, что перенапряжение угрожает не только подключенным к сети электроприборам. Электропроводка, розетки и распределительные щитки постоянно находятся под напряжением, и высокий импульс перенапряжения может привести к пробою изоляции проводов, что полностью или частично выведет из строя систему электроснабжения дома или квартиры.

Причины возникновения импульсного перенапряжения

В числе причин, приводящих к возникновению скачков напряжения, отметим грозовую активность, проявляющуюся молниевым разрядом, значительные коммутационные амплитуды в результате включения или отключения потребителей с большой нагрузкой, перекос фаз при коротком замыкании в электросети.

Средства защиты сети от импульсных перенапряжений

Исключить возникновение импульсных перенапряжений практически невозможно, однако вполне возможно обезопасить электросеть своей квартиры от неприятностей посредством специальных устройств, снижающих значения импульсных перенапряжений до приемлемых величин.

Для решения этой задачи применяются устройства как стабилизаторы напряжения уже со встроенной защитой от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые способны обеспечивать частичную или полную защиту сети.