Пристрої захисту від імпульсних перенапруг

ПЗІП

Перенапруги виникають в електричних мережах як наслідок тих чи інших аварійних режимів. Вони можуть мати тривалий характер з причин, що несуть довготривалий характер (низька якість мережі, перекіс фаз тощо). Також мають місце короткочасні імпульсні перенапруги. Вони відбуваються внаслідок різких включень чи вимкнень навантаження, або внаслідок різких перемикань між навантаженнями різного характеру. Такі перенапруги називають комутаційними. Найбільшу руйнівну силу мають перенапруги, спричинені грозовими розрядами. Вони можуть виникати внаслідок прямого влучення блискавки в лінії електропередач, а також при ударі блискавки поблизу електричного кабелю, коли в ньому наводяться струми за принципом електромагнітної індукції.

Зважаючи на велику небезпеку та величезний ризик для дорогого обладнання, підключеного до лінії електропередачі, захист від перенапруг набуває величезного значення, дуже ретельно виконуються пов'язані з нею заходи, розробляються та виготовляються у великому асортименті пристрою захисту від перенапруг. Для захисту від перенапруг, що мають короткочасний імпульсний характер, використовується обладнання, що називається ПЗІП (ОПН, розрядники, грозорозрядники). Вони відрізняються за призначенням — захист для силових мереж, фотогальванічних установок, телекомунікаційних мереж. Пристрої захисту від перенапруг для силових мереж діляться на три типи залежно від рівня захисту. Перший тип — це початковий, найгрубіший захист, виконується на іскрових розрядниках. Другий тип — середній захист на варисторах. Третій — фінішний захист, на діодах. Існують комбіновані ПЗІП, виконані, як правило, на варисторах.

Незважаючи на величезну руйнівну силу, яку несе прямий удар блискавки, набагато більші економічні збитки в сучасному світі представляють її вторинні фактори, що полягають у виникненні перенапруг в електричних ланцюгах і електромагнітних імпульсах. Блискавкозахист будівель включає як заходи захисту від первинних, так і від вторинних вражаючих факторів (зовнішній і внутрішній блискавкозахист).

Внутрішній блискавкозахист передбачає виконання низки заходів. До таких відносять екранування, яке служить для зменшення електромагнітних перешкод. Її функції можуть виконувати металеві конструкції та конструктивні елементи об'єктів, що захищаються, які з'єднуються з системою блискавкозахисту та заземлення будинку. Дуже важливим заходом внутрішнього захисту від блискавки є вирівнювання потенціалів — електричне з'єднання всіх металевих частин і комунікацій об'єкта, що в нормальному стані не перебуває під напругою. Це з'єднання здійснюється на головній шині вирівнювання потенціалів, поєднаної із системою заземлення будинку.

Найбільш важливим і значущим елементом внутрішнього захисту від блискавки будівель є застосування пристроїв захисту від перенапруг (грозорозрядників). Ці пристрої встановлюються в розподільний щиток, підключаються до фаз та заземлення будинку. Розрядники призначені для захисту від перенапруг у лініях електропередач, спричинених грозовими розрядами та комутаційними процесами у мережах. Перенапруги, що виникають при попаданні блискавки безпосередньо в лінію електропередач, або поблизу неї, а також після спрацьовування зовнішнього захисту від блискавки будинків, мають найбільші амплітуди і найбільш небезпечні. У свою чергу комутаційні перенапруги відбуваються набагато частіше, і вони також здатні вивести з ладу дороге обладнання. Розрядники поділяються на три типи. Розрядники типу 1 (клас В) є найгрубішим захистом, служать для захисту від грозових перенапруг, відводять у систему заземлення будинку найбільшу кількість енергії, ставляться першими у головний розподільчий щит. Розрядники типу 2 (клас C) служать для захисту від комутаційних перенапруг, встановлюються після розрядника типу 1, можуть встановлюватися поверховий щиток. Розрядники типу 3 (клас D) — це найтонший, фінішний захист, ставляться останніми. Внутрішній блискавкозахист будівель може здійснюватися комбінованими обмежувачами перенапруг, що включають відразу кілька типів. Залежно від кількості фаз і типів мережі, розрядники можуть мати різну кількість полюсів. Так, у мережах, де нейтральний і заземлюючий провідники розділені, розрядник з'єднується із заземленням будинку за допомогою додаткового NPE-полюса.