Что такое перенапряжение в сети?

Причинами возникновения коммутационных перенапряжений являются

отключение/включение устройств релейной защиты (автоматов, плавких предохранителей, реле, контакторов);
остановка или пуск мощных синхронных, асинхронных двигателей, трансформаторов;
включение/отключение батарей статических конденсаторов.

Что такое перенапряжение в сети?

3. Электростатические перенапряжения возникают в основном в сухих средах при скапливании электростатического разряда, которые формируют электростатическое поле.

4. Переходные перенапряжения возникают под влиянием напряжений промышленной частоты.

Такие явления возникают вследствие внутренних повреждений из-за дефектов фаза/корпус, обрыва нейтрального проводника и пр. частота таких процессов равна частоте сети.

Источник

Устройства для защиты от перенапряжения в сети

Организация защиты электросетей многоквартирных домов от воздействия внешних факторов как природных, так и техногенных возлагается на компании, предоставляющие услуги электроснабжения. Молниезащита, а также другие устройства защиты входят в обязательное оборудование подстанций любого уровня.

Совсем по иному обстоят дела в тех случаях, когда частные дома запитаны от ВЛ. В такой ситуации организовать защиту от больших внешних токов, возникающих от грозовых разрядов, нужно самостоятельно. Для этой цели используются специальные устройства – ограничители перенапряжений. Схема их подключения представлена ниже.

Что такое перенапряжение в сети?
Пример подключения ОПН

Обратим внимание, что ОПН были созданы для защиты от коммутационных и грозовых импульсов, обеспечить защиту от других негативных факторов, вызывающих повышение фазного напряжения они не в состоянии. Для ограничения влияния коммутационных и квазистационарных процессов понадобится комплексная защита

Ее можно организовать на базе реле напряжения и стабилизатора для всего дома. Реле должно соответствовать суммарной мощности нагрузки и устанавливаться на вводе. Диапазон срабатывания (нижняя и верхняя граница) можно выставить самостоятельно с учетом особенностей линии

Для ограничения влияния коммутационных и квазистационарных процессов понадобится комплексная защита. Ее можно организовать на базе реле напряжения и стабилизатора для всего дома. Реле должно соответствовать суммарной мощности нагрузки и устанавливаться на вводе. Диапазон срабатывания (нижняя и верхняя граница) можно выставить самостоятельно с учетом особенностей линии.

Что такое перенапряжение в сети?
Реле напряжение в электрощитке

Когда напряжение на вводе выйдет за установленный порог, реле сработает и отключит питание, после нормализации ситуации домашняя сеть будет снова подключена.

Для устранения помех и восстановления приемлемого качества электричества следует установить стабилизатор напряжения на весь дом или квартиру. При выборе устройства необходимо учитывать максимальную суммарную мощность нагрузки. Если в доме имеются приборы, для которых качество напряжения некритично (бойлер, электропечь и т.д.), то их можно подключить минуя стабилизатор.

Что такое перенапряжение в сети и в чем его опасность?

Под данным термином подразумевается повышение напряжения в электросетях или линиях электропередач сверх установленной нормы. Она ограничена 5,0% и 10,0% (допустимое и предельно допустимое отклонение, соответственно). В ГОСТ 13109 91, где описаны нормы, которым должно соответствовать качество электроэнергии дается более детальное определение этому эффекту. Нормативный документ дает описания двум вариантам проявления высокого напряжения:

  • Импульсное перенапряжение. Проявляется как резкое повышение амплитуды напряжения, после чего наблюдается понижение к исходному или близкому к нему уровню (см. А на рис.1). Продолжительность импульса менее 10,0 миллисекунд.
  • Эффект временного перенапряжения. В данном случае превышение номинала более 10,0% наблюдается дольше 10,0 мс (см. В на рис.1).

Что такое перенапряжение в сети?
Рис 1. Пример импульсного (А) и временного (В) перенапряжения Перенапряжения опасны тем, что могут не только вывести из строя подключенные к сети приборы, а и разрушить изоляцию электрооборудования. В последнем случае создается угроза для человеческой жизни и повышается риск возникновения аварийной ситуации. Повреждение изоляции электроустановок довольно часто становится причиной пожара.

Что такое перенапряжение в сети?
Пожар, вызванный перенапряжением

Коммутационные перенапряжения.

Перенапряжения при дуговых замыканиях на землюДуговые замыкания на землю являются самым распространенным видом повреждения в сетях 6-35 кВ. Нарушение изоляции в любой точке сети вызывает замыкание на землю. Характер замыкания может быть различен и зависит от условий в месте замыкания, величины емкостного тока и параметров сети. На практике замыкания делят на три вида: металлическое замыкание, через устойчивую дугу, через перемежающуюся дугу. В случае устойчивого горения дуги в месте замыкания, как и в случае металлического замыкания, кратность перенапряжений невелика (2.4Uф). Она обусловлена переходным процессом в момент замыкания.Перемежающаяся дуга является своего рода коммутатором, замыкания и размыкания которого приводят к перенапряжениям. Сущность образования перенапряжений в сети с изолированной нейтралью заключается в том, что после погасания дуги на неповрежденных фазах остаются заряды, которые, распределяясь по всей сети, поднимают ее потенциал относительно земли. На этот повышенный потенциал накладывается рабочее напряжение. В результате на поврежденной фазе получается повышение напряжения, которое вызывает повторное зажигание дуги. Максимальная величина перенапряжений может доходить до 3.2Uф, однако это возникает редко, поскольку требует совпадения ряда условий (открытая дуга при сильном ветре, дуга в масле, дуга в узкой щели). Длительность предельных перенапряжений (как правило, не более 2-3 с) также ограничена, потому что после серии последовательных зажиганий дуга или окончательно обрывается, либо, прожигая изоляцию, переходит в устойчивую.Максимальные кратности перенапряжений практически не зависят от номинального напряжения сети и величины емкостного тока. Вероятность появления заданной величины кратности перенапряжений представлена на рис.1.Характерными особенностями перенапряжений при перемежающейся дуге являются их значительная длительность по сравнению с другими видами коммутационных перенапряжений, а также то, что они охватывают всю сеть данного напряжения.В сетях с изолированной нейтралью данный вид перенапряжений не представляет опасности для оборудования с нормальной изоляцией. Для вращающихся машин уровень дуговых перенапряжений лежит выше профилактических эксплуатационных, но ниже заводских испытательных. Поэтому возможны повреждения машин при дуговых замыканиях.Косинусные конденсаторы, соединенные, как правило, в треугольник или звезду с изолированной нейтральной точкой, увеличивают междуфазную емкость и тем самым снижают уровень перенапряжений.Наличие в сети токоограничивающих реакторов (особенно сдвоенных) вызывает увеличение значений перенапряжений при дуговых замыканиях. Это обусловлено протеканием емкостных токов сети к месту замыкания через индуктивность реактора. Увеличение значений перенапряжений зависит от емкости сети и мощности токоограничивающих реакторов и в среднем на 20-30% больше, чем без реакторов.Дуговые перенапряжения в сети с компенсацией токов замыкания на землюДля снижения вероятности возникновения короткого замыкания в месте однофазного повреждения рекомендуется ограничивать уровень емкостных токов замыкания на землю путем установки в нейтрали трансформаторов специально настроенных индуктивностей (ДГР). Последние позволяют одновременно снизить уровень дуговых перенапряжений. Полная компенсация емкостных токов снижает уровень перенапряжений до значения 2.6Uф. В случае расстройки ДГР уровень перенапряжений повышается. Зависимость кратности перенапряжений для сетей 6-35 кВ от степени расстройки реакторов показана на рис.2.

Разновидности перенапряжения

Прежде всего следует отметить, что перенапряжение делится на четыре вида:

  • атмосферное или грозовое;
  • коммутационное;
  • переходное;
  • электростатическое.

Вкратце рассмотрим причины возникновения каждого из видов опасной ситуации.

Атмосферное

Этот вид относится к природным явлениям и считается самым опасным, так как вызывается особо мощными грозовыми разрядами. При таких разрядах импульсное перенапряжение может достичь (в зависимости от места попадания ветви молнии) нескольких десятков тысяч вольт за микро-доли секунды.

Популярные статьи  Калькулятор расчета спиральной антенны

Молния может попадать напрямую в электросеть (воздушную линию) или в молниеотвод (молниеприемник). Перенапряжение может возникнуть и в результате попадания молнии вдали от электросети (в результате электромагнитного воздействия).

Что такое перенапряжение в сети?

Импульсы могут быть различной формы и длительности. К примеру, ниже на рисунке указаны две типичные разновидности волны – 10/350 и 8/20.

Что такое перенапряжение в сети?

Следует заметить, что при наличии молниеотвода, который защищает объект от полного разряда, большая часть тока импульса отводится в землю, а остальная распределяется каким-либо случайным образом в домашних электропроводках.

Коммутационное

Такое явление возникает, когда общая локальная сеть резко меняет свой стационарный режим работы. Это может иметь место в результате резкого включения или выключения мощного оборудования, а также при аварийных перегрузках. Возникает так называемый переходной процесс, который носит колебательный характер с высокой (до сотен килогерц) частотой. При этом перенапряжения могут быть очень высокими. Они определяются конкретными в данный момент характеристиками и параметрами сети, распределением нагрузок по фазам.

Что такое перенапряжение в сети?

Например, при отключении мощного трансформатора вся энергия, находящаяся в нем в данный момент в виде магнитного насыщения, может привести к сильному перенапряжению в сети и стать причиной мгновенного повреждения электрооборудования.

Переходное

Подобное явление возникает в результате обрывов и повреждений в сетях. Например, из-за обрыва общего для потребителей нейтрального проводника в трехфазной сети, так называемый «обрыв нуля», напряжения в фазах распределяются в существенной зависимости от фазной нагрузки («перекос фаз»). Это характерно для трансформаторов, не оборудованных соответствующими компенсаторами.

Электростатическое

Такое явление возникает в сухом воздухе, в материалах хорошо сохраняющих электрический заряд. Разряд между материалами и электропроводкой может произойти совершенно неожиданно, мгновенно вызвав перенапряжение и повреждения подключенной к сети аппаратуре. Электростатические потенциалы невидимы и не ощущаемы человеком, хорошо ощущается лишь разряд (это испытывали многие).

Например, если носить диэлектрическую обувь, то при хождении по ковру человек заряжается до нескольких тысяч вольт. А если после этого прикоснуться к любой конструкции, которая обладает токопроводящими свойствами (например, батареи или корпусу компьютера), то возникнет электрический разряд, который длится несколько наносекунд. Такое электростатическое воздействие считается очень опасным для электронных деталей в любом электрооборудовании. При производстве электронной аппаратуры строго требуется надевать заземляющие браслеты и использовать многие другие защитные средства.

О том, как защитить себя от статического электричества, мы рассказывали в соответствующей статье на сайте!

Упало напряжение в доме до 160 Вольт

Напряжение в электросети 160–180 вольт очень распространённая проблема, которая знакома многим владельцам частных домов и коттеджей. Такого слабого напряжения недостаточно даже для нормального функционирования осветительных приборов.

Кто является виновником проблемы определить очень просто. Если недостаточное напряжение подаётся на линию электропередач, то вина ложится на поставщика услуги, а если проблема отмечается лишь на ответвлении к частному дому, то ответственен за это лишь потребитель.

Проверить в чём именно кроется причина недостаточного напряжения можно самостоятельно, обратившись к соседям близлежащих домов. Если аналогичная проблема их не беспокоит, тогда совершенно ясно, что просадка напряжения происходит именно на ветке от линии электропередач к дому.

Основным признаком неисправности ввода электроэнергии является резкое падение напряжения при одновременном включении в сеть приборов с высоким энергопотреблением. Всем знакома ситуация, когда приборы отключаются или выбивает автоматы на щитке.

Причины снижения напряжения на вводе и её устранение

Во-первых, напряжение может падать из-за слишком маленького сечения (толщины) проводов. Тонкие провода не способны выдержать большую нагрузку.

Во-вторых, просадка может отмечаться из-за плохого контакта на ответвлении. Такой контакт образует излишнее сопротивление в сети, из-за которого и снижается конечное напряжение.

Опасность таких неисправностей заключается в излишнем нагревании проводов или места, где располагается плохой контакт, которое образовывается за счёт потери напряжение в сети. Раскалённый неисправный контакт может впоследствии привести к полному обесточиванию дома либо к возгоранию.

Очень часто место соединения линии электропередач и отвода соединяется обычной скруткой, что является крайне небезопасным вариантом. В таком случае от полноценного пожара хозяев дома спасает лишь естественное охлаждение проводов.

В идеале соединяться ЛЭП и ввод должен с помощью зажимов, которые безопаснее и надёжнее всех остальных вариантов соединений. Однако зачастую даже заводские зажимы могут приходить в негодность и образовывать искры и тепло, которые наблюдаются при максимальной нагрузке на проводку. Безусловно, обнаружив неисправность, зажим нужно срочно заменить.

Иногда неисправность контакта обнаруживается на устройстве, которое соединяет щиток дома и провода ответвления. В таком случае устранить потерю напряжения можно лишь путём замены этого устройства.

Низкое напряжение на линии электропередач

Просадка напряжения на линиях электропередач, за которые несёт ответственность поставщик электроэнергии, может наблюдаться в случае:

  1. Перенапряжение на подстанции.
  2. Недостаточное сечение проводов на линии.
  3. Неравномерное распределение нагрузки фаз на подстанции.

Сегодня, когда уже практически все старые подстанции заменены на новые, возникновения перегрузки на них практически невозможно. Это связано с установкой на современных моделях эффективной релейной защиты. Устаревшие подстанции остались работать лишь в самых отдалённых деревнях и населённых пунктах. Устранение просадки из-за перегрузок возможно лишь путём замены непосредственно подстанции.

Спад напряжения из-за неравномерности нагрузки фаз на подстанции – явление нестабильное, которое доказать жителям частного сектора будет очень непросто.

Недостаточное сечение проводов линий электропередач чаще всего становится причиной низкого напряжения. Дело в том, что долгое время такие провода выбирались для оснащения из-за своей небольшой стоимости.

Несколько десятков лет назад такого сечения проводов было вполне достаточно для нормального энергоснабжения частного сектора. Теперь, когда практически всё работает на электричестве, провода стали не выдерживать подобных нагрузок и требуют замены. Подобная проблема особенно проявляется днём, когда все жители одновременно пользуются электроприборами, а ночью ситуация стабилизируется.

Безусловно, решением проблем на линии электропередач должен заниматься непосредственно поставщик коммунальной услуги, но, к сожалению, многие жители частного сектора живут с недостаточным напряжением годами, ведь стоимость замена подстанции или проводов очень дорого. Единственным решением таких проблем может стать лишь коллективное письмо, в которое должна входить не только просьба о решении вопроса, но и напоминание о качестве предоставляемых услуг энергоснабжения.

В тандеме с данной статьей полезно ознакомиться с видео-дополнением:

Распределительный щит. Секреты сборки и выбора автоматов. Электрика и электромонтаж при ремонте

Основные устройства системы защиты

Один из лучших способов спасти электросеть от скачков напряжения – монтаж стабилизатора, подходящего по техническим характеристикам. Это недешевые устройства, и не всегда они используются, поскольку напряжение в сетях и так бывает достаточно стабильным.

Популярные статьи  Сколько будет потреблять мощности LED лента, если написано, что ее мощность 200 Вт?

Также устранить нестабильность в работе сети помогают реле контроля напряжения. При обрыве нулевой жилы и замыкании в провисших кабелях такое реле способно включить защитные функции даже быстрее стабилизатора, нужно лишь 2-3 миллисекунды.

Такие реле очень компактны – для монтажа они требуют меньше места, чем стабилизаторы, легко ставятся на простейшую din-рейку, кабеля подключаются элементарно (в отличие от монтажа стабилизаторов, когда вынужденно вклиниваются в электросеть или устанавливают особый короб для него). Стабилизаторы заметно гудят, поэтому в жилых помещениях их устанавливать нежелательно, а вот реле работают практически бесшумно. Кроме того, аппараты, контролирующие разность электрических потенциалов, потребляют очень мало электричества. Цена на такие реле в несколько раз ниже тех, что сложились на стабилизаторы.

Принцип работы реле контроля состоит в том, что при постоянном поступлении электротока устройство определяет разность потенциалов и сравнивает ее с допустимыми значениями. Если показатели в норме, ключи остаются открытыми, и ток продолжает течь по сети. Если же проходит мощный импульс, происходит моментальное закрытие ключей и отключение подачи электроэнергии потребителям. Такая быстрая и однозначная реакция помогает обезопасить все подключенные бытовые агрегаты.

Дополнительная информация. Возвращение в штатный режим происходит с некоторой задержкой, регулируемой таймером. Это необходимо для того, чтобы крупные электроприборы, такие как холодильники, кондиционеры и другие, включились с соблюдением правил и технической настройкой.

Подключение реле производится по фазному кабелю, при этом нуль-кабель включается во внутреннюю схему для питания энергией.

Имеется два способа: сквозное подключение (по прямой) или с использованием прибора – контрактора для коммуникации. Оптимально подключать релейный механизм до подключения счетчика, чем обеспечится и его защита от перенапряжения. Однако, при наличии на приборе учета пломбы придется монтировать реле за ним.

Импульсные перенапряжения в электросети частных домов возникают из-за грозы с молниями или коммутационных скачков. Для безопасности электропроводки применяются специальные устройства УЗИП. Как правило, это ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН), стабилизаторы и реле контроля потенциалов. Конечно, обустройство такой системы – мероприятие затратное, однако его стоимость гораздо ниже дорогих электробытовых приборов.

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.

Понятие перенапряжения в сети

В различных источниках можно найти разные определения «перенапряжения» в сети. Вот какое определение этого понятия дает Википедия:

Что такое перенапряжение в сети?

Морской словарь определяет перенапряжение как увеличение напряжения в линиях электропередач и в электрических сетях до такого значения, которое может повредить изоляцию.

Согласно ГОСТ Р 54130-2010перенапряжением называется превышение наибольшего рабочего напряжения, которое устанавливается для данного типа электрического оборудования.

Российская энциклопедия по охране труда определяет перенапряжение как значительное напряжение проводника относительно земли, которое может значительно превосходить фазное напряжение в результате внутренних или атмосферных явлений

Устройства для защиты от перенапряжения в сети

Организация защиты электросетей многоквартирных домов от воздействия внешних факторов как природных, так и техногенных возлагается на компании, предоставляющие услуги электроснабжения. Молниезащита, а также другие устройства защиты входят в обязательное оборудование подстанций любого уровня.

Совсем по иному обстоят дела в тех случаях, когда частные дома запитаны от ВЛ. В такой ситуации организовать защиту от больших внешних токов, возникающих от грозовых разрядов, нужно самостоятельно. Для этой цели используются специальные устройства – ограничители перенапряжений. Схема их подключения представлена ниже.

Что такое перенапряжение в сети?
Пример подключения ОПН

Обратим внимание, что ОПН были созданы для защиты от коммутационных и грозовых импульсов, обеспечить защиту от других негативных факторов, вызывающих повышение фазного напряжения они не в состоянии. Для ограничения влияния коммутационных и квазистационарных процессов понадобится комплексная защита

Ее можно организовать на базе реле напряжения и стабилизатора для всего дома. Реле должно соответствовать суммарной мощности нагрузки и устанавливаться на вводе. Диапазон срабатывания (нижняя и верхняя граница) можно выставить самостоятельно с учетом особенностей линии

Для ограничения влияния коммутационных и квазистационарных процессов понадобится комплексная защита. Ее можно организовать на базе реле напряжения и стабилизатора для всего дома. Реле должно соответствовать суммарной мощности нагрузки и устанавливаться на вводе. Диапазон срабатывания (нижняя и верхняя граница) можно выставить самостоятельно с учетом особенностей линии.

Что такое перенапряжение в сети?
Реле напряжение в электрощитке

Когда напряжение на вводе выйдет за установленный порог, реле сработает и отключит питание, после нормализации ситуации домашняя сеть будет снова подключена.

Для устранения помех и восстановления приемлемого качества электричества следует установить стабилизатор напряжения на весь дом или квартиру. При выборе устройства необходимо учитывать максимальную суммарную мощность нагрузки. Если в доме имеются приборы, для которых качество напряжения некритично (бойлер, электропечь и т.д.), то их можно подключить минуя стабилизатор.

Различные виды перенапряжений

Несимметричные (синфазные) перенапряжения

Несимметричные (синфазные) перенапряжения возникают между деталями под напряжением и землей: фаза/земля или нейтраль/земля (см. рис. J6

). Они особенно опасны для конструкций, которые заземлены в силу риска пробоя диэлектрика.

Рис. J6:Несимметричные (синфазные) перенапряжения

Симметричные (дифференциальные) перенапряжения

Симметричные (дифференциальные) перенапряжения циркулируют между проводниками фаза/фаза или фаза/земля под напряжением (рис. J7

). Они особенно опасны для электронного оборудования, чувствительного компьютерного оборудования и т.д.

Рис. J7:Симметричные (дифференциальные) перенапряжения Источник



Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Что такое перенапряжение в сети?

УЗИП бывает двух видов:

  • ограничители перенапряжения (ОПН). В основе этого устройства находится варистор. При нормальной работе сетей, когда нет скачков напряжения на линии, ограничитель напряжения не проводит ток и обладает большим сопротивлением. Как только возникает кризисная ситуация, сопротивление варистора устройства моментально понижается до самого минимального значения. Таким образом, импульс отправляется в заземляющий контур. ОПН таким образом ограничивает колебания напряжения и делает их безопасными. Оборудование и люди, находящиеся в помещении, оказываются под надежной защитой. ОПН занимает немного места, активно используется в частных домах;
  • искровые и вентильные разрядники – вариант для сетей высокого напряжения. При возникновении большого скачка напряжения происходит пробой воздушного слоя, фаза замыкается на заземление, и весь разряд идет в землю.
Популярные статьи  Антенна для цифрового ТВ своими руками

В домашней электрической проводке устанавливаются модульные ограничители перенапряжения. Их монтируют в распределительный щиток, поэтому они совершенно не занимают место. По своей сути, это такой же ограничитель, как и то, что используется в электросети. Заработает он только тогда, когда возникнет критическая ситуация

Но крайне важно, чтобы было проведено заземление электропроводки. Если такой нет, то модульный ОПН будет совершенно бесполезным

Способы защиты от перенапряжений в электрических сетях

Перенапряжение – это ненормальный режим работы в электрических сетях, который заключается в чрезмерном увеличении значения напряжения выше допустимых значений для участка электрической сети, который является опасным для элементов оборудования данного участка электрической сети.

Изоляция оборудования электроустановок рассчитана на нормальную работу при определенных значениях напряжения, в случае наличия перенапряжения, изоляция приходит в негодность, что приводит к повреждению оборудования и представляет опасность для обслуживающего персонала или людей, которые находятся в непосредственной близости к элементам электрических сетей.

Перенапряжения могут быть двух видов – природными (внешними) и коммутационными (внутренними). Природные перенапряжения – это явление атмосферного электричества. Коммутационные перенапряжения возникают непосредственно в электрических сетях, причинами их проявления могут быть большие перепады нагрузки на линиях электропередач, феррорезонансные явления, послеаварийные режимы работы электрических сетей.

Способы защиты от перенапряжений

В электроустановках для защиты оборудования от возможных перенапряжений применяют такое защитное оборудование, как разрядники и ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) .

Основным конструктивным элементом данного защитного оборудования является элемент с нелинейными характеристиками. Характерная особенность данных элементов заключается в том, что они изменяют свое сопротивление в зависимости от приложенного к ним значения напряжения. Рассмотрим вкратце принцип работы данных защитных элементов.

Разрядник или ограничитель перенапряжения присоединяется к шине рабочего напряжения и к контуру заземления электроустановки. В нормальном режиме, то есть, когда сетевое напряжение находится в пределах допустимых значений, разрядник (ОПН) имеет очень большое сопротивление, и он не проводит напряжение.

В случае возникновения перенапряжения на участке электрической сети сопротивление разрядника (ОПН) резко падает, и данный защитный элемент проводит напряжение, способствуя утечке возникшего скачка напряжения в заземляющий контур. То есть на момент перенапряжения разрядник (ОПН) осуществляет электрическое соединение провода с землей.

Разрядники и ОПН устанавливаются для защиты элементов оборудования на территории распределительных устройств электроустановок, а также в начале и в конце линий электропередач напряжением 6 и 10 кВ, которые не оборудованы грозозащитным тросом.

Для защиты от природных (внешних) перенапряжений на металлических и железобетонных конструкциях открытых распределительных устройств устанавливают стержневые молниеотводы . На высоковольтных линиях напряжением 35 кВ и выше применяют грозозащитный трос (тросовый молниеотвод), который располагается в верхней части опор линий электропередач на всей их протяженности, соединяясь с металлическими элементами линейных порталов открытых распределительных устройств подстанций. Молниеотводы притягивают атмосферные заряды на себя, тем самым предупреждая их попадания на токоведущие части электрооборудования электроустановок.

Для обеспечения надежной защиты оборудования электроустановок от возможных перенапряжений, разрядники и ограничители перенапряжений, как и все элементы оборудования, должны проходить периодические ремонты и испытания. Также необходимо в соответствии с установленной периодичностью проверять сопротивление и техническое состояние заземляющих контуров распределительных устройств.

Перенапряжения в низковольтных сетях

Явление перенапряжений также характерно и для низковольтных сетей напряжением 220/380 В. Перенапряжения в низковольтных сетях приводят к выходу из строя не только оборудования данных электрических сетей, но и электроприборов, которые включены в сеть.

Для защиты от перенапряжений в домашней электропроводке используют реле напряжения или стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, в которых предусмотрена соответствующая функция. Также существуют модульные устройства защиты от импульсных перенапряжений, предназначенные для установки в домашний распределительный щиток.

В низковольтных распределительных устройствах предприятий, электроустановок, ЛЭП для защиты от перенапряжений применяют специальные ограничители перенапряжений по принципу работы схожие с высоковольтными ОПН.

Что такое перенапряжение в сети и в чем его опасность?

Под данным термином подразумевается повышение напряжения в электросетях или линиях электропередач сверх установленной нормы. Она ограничена 5,0% и 10,0% (допустимое и предельно допустимое отклонение, соответственно). В ГОСТ 13109 91, где описаны нормы, которым должно соответствовать качество электроэнергии дается более детальное определение этому эффекту. Нормативный документ дает описания двум вариантам проявления высокого напряжения:

  • Импульсное перенапряжение. Проявляется как резкое повышение амплитуды напряжения, после чего наблюдается понижение к исходному или близкому к нему уровню (см. А на рис.1). Продолжительность импульса менее 10,0 миллисекунд.
  • Эффект временного перенапряжения. В данном случае превышение номинала более 10,0% наблюдается дольше 10,0 мс (см. В на рис.1).

Что такое перенапряжение в сети?
Рис 1. Пример импульсного (А) и временного (В) перенапряжения Перенапряжения опасны тем, что могут не только вывести из строя подключенные к сети приборы, а и разрушить изоляцию электрооборудования. В последнем случае создается угроза для человеческой жизни и повышается риск возникновения аварийной ситуации. Повреждение изоляции электроустановок довольно часто становится причиной пожара.

Что такое перенапряжение в сети?
Пожар, вызванный перенапряжением

Понятие перенапряжения в сети

В различных источниках можно найти разные определения «перенапряжения» в сети. Вот какое определение этого понятия дает Википедия:

Что такое перенапряжение в сети?

Морской словарь определяет перенапряжение как увеличение напряжения в линиях электропередач и в электрических сетях до такого значения, которое может повредить изоляцию.

Согласно ГОСТ Р 54130-2010перенапряжением называется превышение наибольшего рабочего напряжения, которое устанавливается для данного типа электрического оборудования.

Российская энциклопедия по охране труда определяет перенапряжение как значительное напряжение проводника относительно земли, которое может значительно превосходить фазное напряжение в результате внутренних или атмосферных явлений

Добавить комментарий