Принципы подбора ограничителей перенапряжений в низковольтных электрических сетях на примере устройств

Содержание

• 1. Основные принципы подбора, размещения и монтажа ограничителей перенапряжений
• 1.1. Нормы касающиеся устройств ограничения перенапряжений
• 1.2. Ступенчатость систем защиты от перенапряжений
• 1.3. Классический состав защитного каскада
• 1.4. Классификация ограничителей перенапряжений
• 1.5. Размещение ограничителей перенапряжений - общие замечания
• 1.6. Стойкость ограничителей к короткому замыканию
• 1.7. Схемы подключения ограничителей перенапряжения
• 2. Ограничители, защищающие от воздействия частичного тока молнии
• 2.1. Ограничители перенапряжений класса I
• 2.2. Ограничители перенапряжений класса I/II
• 2.3. Универсальные ограничители перенапряжений класса I/II/III
• 3. Ограничители перенапряжений класса II
• 4. Ограничители перенапряжений класса III
• 5. Справочник по основным параметрам и типам ограничителей перенапряжений на примере элементной базы фирмы LEUTRON
• 5.1. Модульные схемы ограничителей перенапряжений класса I с разными уровнями защиты
• 5.2. Модульные схемы ограничителей перенапряжений класса II
• 5.3. Модульные схемы ограничителей перенапряжений класса III
• 6. Типовые решения многоступенчатых систем ограничения перенапряжений
• 6.1. Большой строительный объект
• 6.2. Типовой строительный объект, снабженный системой внешней молниезащиты
• 6.3. Односемейный жилой дом, снабженный системой внешней молниезащиты
• 6.4. Односемейный жилой дом без системы внешней молниезащиты
• 6.5. Промышленное предприятие
• 6.6. Высокий офисный центр

1. Основные принципы подбора, размещения и монтажа ограничителей перенапряжений

1.1. Нормы, касающиеся устройств ограничения перенапряжений

В соответствии со стандартом IEC 61643-1: "Устройства защиты от перенапряжений, подсоединенные к низковольтным системам распределения электроэнергии. Часть 1: Технические требования и методы испытаний", назначением устройств для ограничения перенапряжений является защита оборудования и устройств от воздействия индуцированных внутренних и атмосферных перенапряжений, а также от непосредственного воздействия части тока молнии. Эти устройства предназначаются для оборудования, питающегося переменным током напряжением 50/60 Гц номиналом до 1000 В, или для оборудования, питающегося постоянным током наминалом до 1500 В. Упомянутые нормы определяют характер действия, методы испытаний, а также технические параметры для этих устройств.

Общие принципы подбора и координации действия ограничителей перенапряжений разных классов содержится также в документе IEC/TS 61312-3:2004 "Защита от электромагнитного импульса молнии. Часть 3. Требования к устройствам защиты от перенапряжений (SPD)".

В стандарте определены требования относительно ограничителей перенапряжений, принципы их установки в сответствии с Зоновой Концепцией Молниезащиты (ЗКМ), а также взаимной координации между отдельными ограничителями перенапряжений или между ограничителем и защищаемым устройством.

В соответствии с обязательными принципами, системы правильно подобранных и размещенных в соответствующих местах ограничителей должны взаимодействовать с другими электрическими устройствами и создавать условия, гарантирующие длительное и безаварийное их питание.

Первичная схема защиты (тн. I ступень) предназначается в основном для ограничения ударов внешнего происхождения. Вторичная схемы (тн. I ступень) ограничивают временные неопределенные состояния, возникающие после действия первичной схемы защиты, а также ударов, генерированных внутри здания.

Среди группы стандартов, относящихся к тематике молниезащиты строительных объектов, кроме принципов подбора и установки молниезащитных устройств можно найти также основные рекомендации, касающиеся использования элементов и схем ограничивающих перенапряжения. В этих стандартах требуется, чтобы все проводящее оборудование, вводимое в объект, а также оборудование, находящееся внутри него, были охвачены эквипотенциализацией (выравниванием потенциалов). Выравнивание потенциалов необходимо выполнить с помощью выравнивающих соединений:

• непосредственных между молниезащитными устройствами и оборудованием, на котором постоянно не возникает электрический потенциал,
• косвенных (т.е. оснащенных ограничителями перенапряжений) между молниезащитным устройством и изолированными от земли, а также находящимися под напряжением проводниками электрических и электронных устройств.

1.2. Ступенчатость систем защиты от перенапряжений

В большинстве строительных объектов, оснащенных молниезащитными устройствами, требуется использование ступенчатой системы ограничения перенапряжений в устройствах электроснабжения. Каждая ступень защиты такой системы складывается из соответствующим образом подобранных и размещенных схем из ограничителей перенапряжений. Классическая, повсеместно используемая до настоящего времени трехступенчатая схема защиты оборудования электропитания 230/400 В, выполненная в системе TN-C-S представлена на рис. 1.1.

Представленная схема защиты от перенапряжений сети электропитания 230/400 В 50 Гц содержит:

• элементы грубой защиты, так называемая 1 ступень защиты – способны отвести токи молнии прямых разрядов в объект,
• элементы так называемой конечной защиты – ограничивающие энергию перенапряжений, пропущенную через 1 ступень защиты, а также энергию перенапряжений, индуцированных в кабелях, расположенных внутри объекта.

Элементы грубой защиты следует монтировать на входе силовых кабелей в здание – лучше всего в соединетельной вводной коробке кабелей или в Главном Распределительном Щите. Элементы конечной защиты монтируются непосредственно в силовых цепях охраняемых устройств. На рис. 1.1 представлены три ступени защиты:

• 1 ступень – в соединении кабелей, ограничивает перенапряжения до уровня 4 кВ,
• 2 ступень – в этажном распределительном щите, ограничивает перенапряжения до уровня 2,5 кВ,
• 3 ступень – установлен локально поблизости от защищаемого устройства, например в распределительном щите, предназначенном для электропитания цепи в серверной, ограничивает перенапряжения до уровня 1,5 кВ.