Pagrindiniai viršįtampių apsaugos priemonių pasirinkimo ir susijusių problemų analizės aspektai

Viršįtampių apsauga yra didelio efektyvumo grandinės apsauga, kai ji atlaiko trumpalaikę aukštą įtampą, didelės energijos impulsą, greitą (10-9s) nuo pradinės didelės varžos iki mažos varžos ir trumpalaikį aukštos įtampos trukdžių impulsą iki iš anksto nustatytos įtampos, kad būtų veiksmingai apsaugota įranga ir jautrūs įtaisai nuo pažeidimų, grandinė veikia be trukdžių.

(1) Apsaugos nuo viršįtampių įtaisai skirstomi į tris lygius
Pirmasis lygis gali iškrauti nuolatinę žaibo srovę arba didelę energiją, perduodamą, kai žaibas tiesiogiai trenkia į elektros perdavimo liniją. Pirmojo lygio apsauga turi būti trifazis įtampos perjungimo maitinimo šaltinio žaibo iškroviklis, kurio žaibo srautas turi būti ne mažesnis kaip 60 kA. Paprastai naudojamas bendram paskirstymui.
Antrojo etapo tikslas – dar labiau apriboti liekamosios įtampos šuolį per pirmojo etapo žaibolaidžių ribotuvą iki 1500–2000 V ir įdiegti ekvipotencialinį sujungimą lpz1–lpz2. Kai kaip antrojo lygio apsauga naudojamas iš skirstomosios spintos linijos išeinantis žaibolaidžių ribotuvas, turi būti naudojamas įtampą ribojantis žaibolaidžių ribotuvas, kurio žaibo srovės talpa turi būti ne mažesnė kaip 20 kA.

Trečiojo lygio paskirtis – galutinai apsaugoti įrangą ir sumažinti likutinės įtampos šuolius iki mažiau nei 1000 V. Kaip trečiojo lygio apsauga, tai turi būti nuosekliai įtampą ribojantis žaibo iškroviklis, kurio žaibo srovės talpa turi būti ne mažesnė kaip 10 kA. Paprastai naudojamas terminalų elektros paskirstymo įrangoje.
Skirtingoms skirstymo sistemoms reikėtų parinkti atitinkamus viršįtampių apsaugos įtaisus, kuriuos galima suskirstyti į TN (TN-S, NC, TN-CS), it ir TT.

1) Pirminė apsauga
Tikslas – užkirsti kelią viršįtampių tiesioginiam perdavimui iš lpz0 srities į lpz1 sritį ir apriboti viršįtampių įtampą nuo dešimčių tūkstančių iki šimtų tūkstančių voltų iki 2500–3000 V.
Kai kaip pirmojo lygio apsauga naudojamas buitinio elektros transformatoriaus žemosios įtampos pusėje įrengtas žaibo iškroviklis, tai turi būti trifazis įtampos perjungimo žaibo iškroviklis, kurio žaibo srautas turi būti ne mažesnis kaip 60 kA. Šio lygio žaibo iškroviklis turi būti didelės talpos žaibo iškroviklis, sujungtas tarp kiekvienos įėjimo linijos fazės prie vartotojo elektros energijos tiekimo sistemos įėjimo ir įžeminimo. Elektros projektavimo internetinio mokymo mokytojas Di paprastai reikalauja, kad šio lygio žaibo iškroviklio maksimali smūgio galia būtų didesnė nei 100 kA vienai fazei, o reikalinga ribinė įtampa būtų mažesnė nei 1500 V, tai vadinama klasikinio lygio žaibo iškrovikliu. Šie elektromagnetiniai žaibo iškrovikliai yra skirti atlaikyti didelę žaibo srovę ir sukeltą žaibą bei pritraukti didelės energijos viršįtampius, kurie gali nukreipti didelę viršįtampių srovę į žemę. Jie užtikrina tik ribinę įtampą (kai impulsinė srovė teka per žaibo iškroviklį, maksimali įtampa linijoje vadinama ribine įtampa) kaip vidutinio lygio apsaugą, nes klasikinio lygio apsauga daugiausia sugeria didelę viršįtampio srovę ir vien tik ji negali visiškai apsaugoti jautrios elektros įrangos maitinimo sistemoje.

Pirmojo lygio žaibolaidiklis gali užkirsti kelią 10/350 μs ir 100 kA žaibo bangai, pasiekdamas aukščiausią IEC nurodytą apsaugos standartą.
Techninė nuoroda: žaibo srautas yra didesnis arba lygus 100 kA (10 / 350 us); liekamoji įtampa neturi būti didesnė kaip 2,5 kV; atsako laikas yra mažesnis arba lygus 100 ns.
2) Antrinė apsauga
Tikslas – dar labiau apriboti liekamosios įtampos šuolį per pirmojo lygio žaibolaidiklį iki 1500–2000 V ir įdiegti ekvipotencialinį jungimą lpz1–lpz2.
Kai kaip antro lygio apsauga naudojamas iš skirstomosios spintos linijos išeinantis žaibolaidiklis, įtampą ribojantis žaibolaidiklis turi būti įrengtas atšakos paskirstymo vietoje, tiekiančioje energiją svarbiai arba jautriai elektros įrangai, o jo žaibo srovės talpa turi būti ne mažesnė kaip 20 kA. Ponas Di, internetinis elektros projektavimo mokymas, teigia, kad šie žaibolaidikliai gali geriau sugerti liekamąją viršįtampių energiją, praeinančią per viršįtampių laidiklį vartotojo maitinimo įvade, ir turi puikų slopinamąjį poveikį trumpalaikiam viršįtampiui.

Čia naudojamo žaibolaidžio maksimali impulsinė galia turi būti didesnė nei 45 kA vienai fazei, o reikalinga ribinė įtampa turi būti mažesnė nei 1200 V, tai vadinama II klasės žaibolaidžiu. Paprastai, jei vartotojo maitinimo sistema pasiekia antrąjį apsaugos lygį, ji gali atitikti elektros įrangos eksploatavimo reikalavimus.
C klasės apsauga naudojama II klasės maitinimo šaltinio žaibolaidžiui, skirtam visapusiškai apsaugoti I, I ir I fazes, o pagrindiniai techniniai parametrai yra šie: žaibo srovės talpa yra didesnė arba lygi 40ka (8 / 20us); didžiausia liekamosios įtampos vertė neturi būti didesnė kaip 1000V; atsako laikas neturi būti didesnis kaip 25ns.

3) Trečiojo lygio apsauga
Tikslas – galiausiai apsaugoti įrangą sumažinant liekamąją viršįtampio įtampą iki mažiau nei 1000 V, kad viršįtampio energija galėtų ją sugadinti.
Kai elektroninės informacijos įrangos kintamosios srovės maitinimo įėjimo gale įrengtas žaibolaidiklis naudojamas kaip trečiojo lygio apsauga, jis turi būti nuosekliai įtampą ribojantis žaibolaidiklis, o jo žaibo srovės talpa turi būti ne mažesnė kaip 10 kA.
Galiausiai, įmontuotas žaibolaidžio ribotuvas gali būti naudojamas vidiniame elektros įrangos maitinimo šaltinyje, siekiant visiškai pašalinti nedidelį trumpalaikį viršįtampio srovę. Ponas Di, internetiniame elektros projektavimo mokyme, teigia, kad čia naudojamo žaibolaidžio maksimali smūginė apkrova turi būti 20 kA vienai fazei arba mažesnė, o reikalinga ribinė įtampa turi būti mažesnė nei 1000 V. Kai kuriems ypač svarbiems ar jautriems elektroniniams įrenginiams būtinas trečiojo lygio apsaugos įtaisas, kuris taip pat gali apsaugoti elektros įrangą nuo sistemoje susidarančių trumpalaikių viršįtampių. Mikrobangų ryšio įrangos, mobiliųjų bazinių stočių ryšio įrangos ir radarų įrangos lygintuvo maitinimo šaltiniams, atsižvelgiant į jų darbinės įtampos apsaugos poreikius, turėtų būti parinkti tinkamos darbinės įtampos nuolatinės srovės maitinimo žaibolaidžiai, atitinkantys jų darbinės įtampos apsaugos poreikius.

4) Pagal saugomos įrangos atsparumo įtampos lygį
Jei dviejų lygių žaibosauga gali apriboti įtampą žemiau įrangos atsparumo įtampos lygio, reikalinga tik dviejų lygių apsauga. Jei įrangos atsparumo įtampos lygis yra žemas, gali prireikti keturių ar daugiau apsaugos lygių. Ketvirto lygio apsaugos žaibosrovės talpa turi būti ne mažesnė kaip 5kA.
(2) Kodėl saugiklis ir grandinės pertraukiklis turėtų būti įrengti prieš viršįtampių apsaugą?
Kai per viršįtampių apsaugą tekanti įjungimo srovė viršija jos IMAX, viršįtampių apsauga sugenda ir sugenda, dėl ko grandinėje įvyksta trumpasis jungimas. Norint nutraukti trumpojo jungimo gedimą, reikia įrengti grandinės pertraukiklį arba saugiklį. Ponas Di, internetinis elektros projektavimo mokymas, teigia, kad kiekvienas žaibo smūgis sukelia viršįtampių apsaugos senėjimą. Pavyzdžiui, jei srovė teka ilgą laiką, viršįtampių apsauga perkaista ir paspartina senėjimą. Šiuo atveju grandinės pertraukiklio arba saugiklio šiluminės apsaugos sistema turi suveikti, kad atjungtų viršįtampių apsaugą, kol ji nepasiekia maksimalios leistinos temperatūros.

Saugiklio ir automatinio jungiklio reikalavimai viršįtampių apsaugai: kai esant vardinei srovei taikomi 20 standartinių 8/20 mikrosekundžių ir 1,2/50 mikrosekundžių trukmės bandymo impulsai, automatinis jungiklis arba saugiklis nesuveikia. Sugedus viršįtampių apsaugai ir įvykus trumpajam jungimui, automatinis jungiklis arba saugiklis turi suveikti. Jei viršįtampių apsauga yra perjungimo modulis, nes jos pažeidimo būdas yra nutrūkusi grandinė, ją galima apsaugoti be miniatiūrinio jungiklio ir saugiklio.
Ir saugiklis, ir automatinis jungiklis gali būti naudojami kaip aukščiausios kokybės viršįtampių apsaugos priemonė. Saugiklio charakteristikos; Saugiklis turi dvi apsaugos funkcijas: ilgą uždelsimo laiką ir momentinę srovę su atvirkštinio laiko apribojimo charakteristikomis. Ponas Di, internetinis elektros projektavimo mokymas, naudojamas atitinkamai kaip perkrovos ir trumpojo jungimo apsauga, t. y. saugiklio jungiklį reikia pakeisti po gedimo. Automatinio jungiklio savybės: automatinis jungiklis turi momentinės srovės apsaugą ir šiluminę apsaugą nuo perkrovos. Po atjungimo dėl gedimo jį galima rankiniu būdu nustatyti iš naujo nekeičiant komponentų.
Atkreipkite dėmesį į skirtumus tarp įeinančių linijų: 440 V viršįtampių apsaugą reikia pasirinkti trifazei 280 V penkių laidų sistemai arba trifazei 380 V keturių laidų sistemai. 220 V viršįtampių apsaugą reikia pasirinkti vienfazei 220 V dviejų laidų sistemai arba vienfazei 220 V trijų laidų sistemai. Be to, atkreipkite dėmesį: pasirinktos viršįtampių apsaugos apsaugos lygis gyvenamojo pastato įeinančioje linijoje yra 2 lygis trifazei 280 V; 3 laipsnis vienfazei 220 V.
TN-CS sistemos linijai įėjus į pastato bendrą paskirstymo dėžutę, kišeninė linija yra padalinta į N liniją ir PE liniją. Viršįtampių apsaugą reikia įrengti tik tarp I fazės linijos ir kišeninės linijos.
Jungiklis, esantis viršįtampių apsaugos įrenginio priekyje, gali pasirinkti saugiklį ir automatinį pertraukiklį. Paprastai IMAX > 40kA atveju reikėtų rinktis 40–63A srovę, o IMAX < 40kA atveju – 20–32A.

(3) Ar viršįtampių apsauga ir žaibolaidiklis yra tas pats?
Nors ir viršįtampių apsaugos, ir žaibolaidžio funkcija yra užkirsti kelią viršįtampiui, ypač žaibo viršįtampiui, jų taikymas vis dar skiriasi.
1) Iškrovikliai turi kelis įtampos lygius – nuo ​​0,38 kV žemos įtampos iki 500 kV itin aukštos įtampos, o viršįtampių apsaugos įtaisai paprastai turi tik žemos įtampos gaminius;

2) Žaibolaidžiai dažniausiai įrengiami pirminėje sistemoje, siekiant užkirsti kelią tiesioginiam žaibo bangos prasiskverbimui, o viršįtampių apsaugos dažniausiai įrengiamos antrinėje sistemoje, kaip papildoma priemonė po to, kai žaibolaidžiai panaikina tiesioginį žaibo bangos prasiskverbimą arba kai žaibolaidžiai panaikina žaibo bangos prasiskverbimą;

3) Žaibolaidiklis naudojamas elektros įrangai apsaugoti, o viršįtampių apsauga dažniausiai naudojama elektroniniams prietaisams ar skaitikliams apsaugoti;
4) Kadangi viršįtampių iškroviklis yra prijungtas prie elektros pirminės sistemos, jis turi turėti pakankamas išorinės izoliacijos savybes ir būti didelis. Kadangi viršįtampių apsauga yra prijungta prie žemos įtampos, jos dydis gali būti labai mažas.