Грозовой разряд, попадая в воздушную линию, вызывает появление перенапряжений в десятки киловольт, носящих характер бегущих волн с большой крутизной и временем возрастания от нуля до максимума 1,0÷8,0 мкс. Попав во внутреннюю распределительную сеть здания, разряд может вызвать пробой, возгорание изоляции и выход из строя электрооборудования. Достичь хорошей защиты можно лишь при использовании многоступенчатой схемы. Существуют следующие типы ограничителей перенапряжения (ОПН) или их еще называют УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений): класс A; класс B; класс C; класс D. . - К классу A относятся устройства, которые обеспечивают защиту от перенапряжения, вызванного ударом молнии в ЛЭП либо в объект, стоящий недалеко от нее. Способны выдержать импульс напряжением до 6 кВ, а рабочее сопротивление не более 10 Ом. В большинстве случаев монтаж ограничителей производится снаружи на ЛЭП. . - Класс B. Номинальный разрядный ток 30-60 кА с формой волны 10/350 мкс. Они служат защитой от импульсов номиналом 4 кВ. Также они являются своего рода 1 ступенью защиты объекта, поскольку предполагается, что ограничитель перенапряжения предыдущей категории уже установлен. Приборы не заменяют, но дополняют другие системы молниезащиты, такие как молниеотводы, молниеприёмники и защитные сетки. Устанавливают на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или в главном распределительном щите (ГРЩ). . - Класс C. Номинальный разрядный ток 20-40 кА с формой волны 8/20 мкс. Все, что пропустила предыдущая защита, должны сбросить в заземление ограничители класса C. Только они могут выдерживать меньшее значение – лишь до 2,5 кВ. Устанавливаются уже внутри дома в электрощитах и, как правило, работают в паре. Вторая ступень защиты внутренних распределительных цепей объекта от грозовых разрядов и коммутационных перенапряжений. Предлагается в качестве основной системы защиты для всех низковольтных электрических установок. Устанавливают в распределительные щиты. . - Класс D. Номинальный разрядный ток 5-10 кА с формой волны 8/20 мкс. Устройства, относящиеся к классу D, защищают от скачков напряжения не более 1,5 кВ. Они особенно актуальны для чувствительных электрических приборов. Однако если техника без электронной начинки, то можно обойтись без этих устройств. Местом их установки является монтажная коробка в квартирах.Третья ступень защиты электрооборудования объекта от остаточных бросков напряжений, защита от дифференциальных (несимметричных) перенапряжений. Приборы класса D имеют низкую разрядную емкость, поэтому они должны быть установлены в качестве дополнения к ограничителям класса С, в непосредственной близости от энергопотребителей (электроприборов).

При установке ограничителей перенапряжения следует учесть, что последовательная (селективная) работа ступеней защиты будет обеспечена, если расстояние между ступенями по воздушной и кабельной цепям составляет не менее 7÷10 м. В этом случае при появлении бегущей волны разряда индуктивность участка цепи будет создавать необходимую постоянную времени задержки нарастания напряжения. Расстояние от разрядников, установленных в абонентском щите потребителя, до самой удаленной нагрузки не должно превышать 30 м.

УЗИП класса B конструктивно выполнены на основе разрядников. В сменном модуле сверхмощный газовый разрядник:

Конструктивно большинство УЗИП класса C и D выполнены на базе варисторов. Варисторы обычно выполнены в виде сменного модуля. Помимо этого, УЗИП оснащен механическим предохранителем, который является по сути тепловой защитой и цветовым индикатором состояния. Зеленый цвет индикатора сигнализирует об исправности элемента, оранжевый — о необходимости замены элемента.

1 - Корпус 2 - Варисторный модуль 3 - Индикатор работы устройства 4 - Предохранитель в виде металлической пластины . При отсутствии импульсных напряжений ток через варистор пренебрежимо мал и поэтому варистор в этих условиях представляет собой изолятор. При возникновении импульса перенапряжения варистор в силу нелинейности своей характеристики резко уменьшает свое сопротивление и шунтирует нагрузку, защищая ее и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. Тепловой излишек сбрасывается в землю, через защитный проводник РЕ (заземление). Через варистор кратковременно может протекать ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безынерционен, то после прохождения импульса тока он вновь приобретает очень большое сопротивление. . При выборе защитных устройств обращайте внимание на следующие параметры: - Номинальное рабочее напряжение (Un). Это номинальное действующее напряжение сети, для работы в которой предназначено защитное устройство. - Максимальное рабочее напряжение (Uc). Это наибольшее действующее значение напряжения переменного тока, которое может быть длительно приложено к выводам защитного устройства. - Классификационное напряжение. Это действующее значение напряжения промышленной частоты, которое прикладывается к варисторному ограничителю для получения классификационного тока (обычно значение классификационного тока принимается равным 1,0 мА). - Номинальный разрядный ток (In). Это пиковое значение испытательного импульса тока формы 8/20 мкс, проходящего через защитное устройство. Ток данной величины защитное устройство может выдерживать многократно. Используется для испытания УЗИП класса II. При воздействии данного импульса определяется уровень защиты устройства. - Максимальный разрядный ток (Imax). Это пиковое значение испытательного импульса тока формы 8/20 мкс, который защитное устройство может пропустить один раз и не выйти из строя. Используется для испытания УЗИП класса II. - Уровень напряжения защиты (Up). Это максимальное значение падения напряжения на защитном устройстве при протекании через него импульсного тока разряда. Параметр характеризует способность устройства ограничивать появляющиеся на его клеммах перенапряжения. Обычно определяется при протекании номинального разрядного тока (In). - Время срабатывания. Для оксидно-цинковых варисторов его значение обычно не превышает 25 нс. Для разрядников разной конструкции время срабатывания может находиться в пределах от 100 наносекунд до нескольких микросекунд.

Как нельзя и как нужно организовать заземление:

Схемы подключений УЗИП:

Пример отечественного УЗИП (или ОИН - ограничитель импульсного напряжения):

Конструктивно представляет собой два варистора, подключенных параллельно:

УЗИП огромное количество разных видов, для разных ступеней защиты, со сменными варисторными и разрядными модулями:

От небольших скачков напряжения в сети нам помогут реле контроля напряжения. Принцип работы их следующий: при прохождении в сети завышенного или наоборот заниженного напряжения это реле производит отключение нагрузки. После того как напряжение поднялось до номинального уровня, реле с выдержкой времени (до 3 минут) производит включение нагрузки. Также для этих целей применяют стабилизаторы напряжение, достоинством их перед реле заключается в том, что они автоматически поднимают или понижают уровень напряжения в сети и лишь при больших перепадах производят отключение нагрузки. . Последствия ударов молний в дома. Из-за удара молнии сгорел двухэтажный коттедж под Иркутском:

В Новосибирской области:

Разбушевавшаяся стихия разрушила жилой дом в округе Фултон, Огайо. Дом загорелся после того, как в него ударила молния:

Удар молнии зажег частный дом в Татарстане:

Рекомендуется металлические элементы кровли заземлить и смонтировать молниеотводы на крыше:

#гроза #молниезащита