Вебинар «Ответы на вопросы об УЗИП», страница 2

Тринадцатый вебинар из серии "Заземление и молниезащита: вопросы и проблемы, возникающие при проектировании"

Текст вебинара. Страница 2

Быстрая навигация по слайдам:

1. УЗИП – это совсем недешево и очень серьезно
2. Стандарт Международной Электротехнической Комиссии
3. УЗИП – эффективное лекарство
4. Физический механизм грозовых перенапряжений. Часть 1
5. Физический механизм грозовых перенапряжений. Часть 2
6. Средства ограничения перенапряжений
7. Трассировка электрических цепей
8. Пространственная ориентировка электрических цепей
9. Безопасный транспорт в землю тока молнии
10. Металлические экраны. Часть 1
11. Металлические экраны. Часть 2

Страница 2:

12. УЗИП. Необходимость установки
13. Расчет импульсного тока молнии через УЗИПы
14. Реальное распределение тока молнии
15. Удар молнии в ВЛ. Простейшая ситуация
16. Удар молнии в здание. Простейшая ситуация
17. Важная особенность перенапряжений прямого удара
18. Реальная скорость роста магнитного поля от тока молнии
19. Влияние конечной проводимости канала молнии
20. Расчет перенапряжений по упрощенным схемам замещения
21. Попытка ответов на конкретные вопросы
22. Резервуарный парк с нефтепродуктами

Страница 3: >>

23. Есть ли какие-то опасности, связанные с использованием УЗИП?
24. Имеет ли значение сопротивление заземления при выборе работы УЗИП?
25. Для каких систем заземления правильно использовать УЗИПы?
26. Есть ли смысл устанавливать УЗИП одного класса?
27. Насколько эффективны УЗИПы класса 1+2?
28. Как выбрать предохранитель в цепях УЗИП?
29. Какие классы УЗИП нужно устанавливать и где?
30. Существуют факторы, влияющие на работу УЗИП?
31. Какова вероятность «несрабатывания» УЗИП?
32. Имеются ли особенности выбора УЗИПов?
33. Блок вопросов и ответов

УЗИП. Необходимость установки

— Что надо знать, чтобы выбрать УЗИП? Во-первых, надо знать есть ли что защищать. Вопрос совершенно не праздный. Во-вторых, то, что вы собираетесь защищать вы должны знать, а какое перенапряжение это устройство в состоянии выдержать. И вам эти данные по импульсной прочности изоляции устройства должен предоставить завод-изготовитель. Вполне возможно, что завод изготовитель вам не в состоянии предоставить эти требования, тогда приходится прибегать к испытаниям, для того, чтобы понять, а какое перенапряжение выдержит изоляция того устройства, с которым вы работаете. Дальше вы должны понять, а какие перенапряжение в этой сети возникают, каков их уровень и какие токи сопровождаются через поставленные вами УЗИП при тех перенапряжениях, которые в этой сети есть? И наконец, вы должны знать, а если УЗИП срабатывает и устраивает фактически короткое замыкание в сети, по этой цепи протечет ток сопровождающий ток от сети 220-380 В? И если протечёт, то какая величина этого тока, потому что этот ток УЗИП должен выдержать и прервать его обязательно. Если вы все эти требования знаете, то вы можете спокойно лезть в каталоги фирм, которые вам дороги и которым вы доверяете и выбирать по этим показателям УЗИП.

Расчет импульсного тока молнии через УЗИПы

— Но проблема заключается в том, что ни в одном стандарте, который как-то ориентирован на УЗИПы вы не найдете методики тех расчётов параметров, о которых я говорю. Рассчитывать надо, как минимум две вещи. Первое – надо рассчитывать уровень перенапряжений, а второе – надо рассчитывать какие импульсные токи потекут к УЗИПу, если вы вставите. Вот, я вытащил из Интернета две схемы, на которых показан якобы расчёт доли тока молнии, который втекает в УЗИП. Давайте взглянем на левую схему. Удар молнии в здание или в молниеотвод, который стоит на этом здании. Какой расчёт вам предлагается? А расчёт предлагается очень простой. Половина тока молнии попадет в заземлитель этого самого объекта. Почему половина? Этого не знает никто. Наверное, не знают и составители этой рекомендации. Вторая половина будет разделена поровну между всеми металлическими коммуникациями здания. А что имеется в виду? Имеется в виду водопровод и теплопровод, знаете, трубы. Имеется в виду телефон, имеется в виду, если такое есть – металлическая канализация. Теперь распределение между этими тремя каналами идёт поровну. Значит, от половины 1/3 пойдет в электрическую сеть. А в электрической сети четыре провода.

А так ли это? На самом деле это категорически не так. Это фирмам, которые продают вам УЗИПы, хочется, чтобы вы так посчитали. На самом деле ничего подобного здесь нет.

Реальное распределение тока молнии

— Ничего подобного нет, вот по какой причине. Потому что как же будет распределяться ток на самом деле. А на самом деле ток будет распределятся следующим образом. Есть индуктивность проводов и есть заземление у опор, если эта опора железобетонная. Наконец, есть заземление у здания, и есть заземление у подстанции. И получается примерно такая схема замещения, которая нарисована здесь на плакате. И этих самых элементиков вправо и влево будет столько, сколько опор вправо и сколько опор влево.

Удар молнии в ВЛ. Простейшая ситуация

— Давайте прикинем, что получится рассчитать такую схему сегодня не представляет ни малейшего труда. Давайте прикинем, что получится, если мы возьмём самый простейший вариант. Это вариант простейший такой. Направо у вас есть один пролет, и мы возьмём индуктивность этого пролёта и сопротивление заземления дома. И налево есть один пролёт и есть сопротивление заземления подстанции. Так вот получится вот какая вещь. Первый момент времени ток молнии распределится обратно пропорционально индуктивности правой и левой цепи. А когда переходный процесс закончится, то у вас распределение получится обратно пропорционально сопротивлением равной и левой цепи. И в зависимости от того какие величины индуктивности и какие величины сопротивления у вас будут, токи у вас могут распределиться самым невероятным образом. Например, может получиться так. В той самой левой схеме замещения со многими коммуникациями может получится так, что в сторону проводов пойдет до 90% тока, а то и больше. И это надо будет принимать во внимание. И обратная ситуация может быть, когда у вас предположим есть линия электропередачи и по линии электропередач в стороны вашего дома пойдет маленькая часть тока, а наибольшая часть тока убежит в сторону подстанции. И то и другое может быть, и это надо считать, и методика этих счетов очень хорошо разработана. Она здесь на этих плакатах есть. Но ни в каких схемах замещения, которые дают подстанции, вернее дают фирмы, это ничего похожего нет.

Удар молнии в здание. Простейшая ситуация

— Что теперь делать? Делать приходится следующую вещь. Либо вы считаете это сами, либо вы дожидаетесь пока у нас в России появится новая методика, вернее новая-старая методика, потому что эти вещи всем хорошо известны. Методика для расчёта того тока, который течёт в проводах, линиях электропередач. Во всяком случае, без расчёта пользоваться теми схемами, которые навязывает вам фирма, изготавливающая УЗИПы, ни в коем случае нельзя. Это вне всяких сомнений.

Важная особенность перенапряжений прямого удара

— Теперь вот какой момент. Очень важной является вот какая вещь, которую надо очень хорошо отдавать и понимать, когда вы выбираете схему включения УЗИП. Если у вас есть линия электропередач и в эту линию электропередач ударяет молния, то изоляция всех проводов на опоре или изоляция сиповского кабеля, который подвешен на опоре, у вас, безусловно, будет перекрыто. И все провода окажутся под одним потенциалом, потому что молния устроила по сути дела нормальное короткое замыкание. Дальше у вас перенапряжений между фазными проводами просто не будет. Все они будут под одним потенциалом относительно земли, а между ними будет ноль. А будет ли всё-таки какое-то хотя бы перенапряжение между фазными проводами? Вообще говоря, будет.

Реальная скорость роста магнитного поля от тока молнии

— Фирмам вас толкает на расчёт. Откройте стандарт по молниезащите МЭКа или откройте инструкцию по молниезащите зданий сооружений промышленных коммуникаций СО-153 и там написано, что наибольшая крутизна тока молнии доходит для первого уровня защиты до 2х1011А/с, а для третьего уровня молниезащиты – это будет не 2х1011 А/c, а 1х1011 А/с. И если вы подставите эти значения в расчёт перенапряжений, у вас получится сумасшедшие цифры и вы побежите покупать обязательно УЗИП. Вас и толкают к этим покупкам. А что будет на самом деле? Представьте себе следующую ситуацию. Стоит молниеотвод. В молниеотвод ударила молния. А где-то на расстоянии, скажем 20, 30, 50, а то и 100 метров у вас находится та электрическая цепь, в которой вы будете считать индуцированное перенапряжение. То, что ток молнии меняется с такой крутизной, это в стандарте написано верно, но вопрос заключается в другом. А как ток молнии возникает? И как ток молнии распространяется по молниеотводу и распространяется по каналу молнии? Оказывается, ток молнии заполняет канал не мгновенно. Волна бежит с определённой скоростью. В металлическом проводнике, это скорость равна скорости света, а в канале молнии уже в самом, эта скорость раза в три, а то и в пять раз меньше. В результате того, что проводник заполняется током с конечной скоростью, у вас перенапряжение оказывается существенно меньше тех, которые вы получаете. Волна напряженности магнитного поля сглаживается. И это сглаживание тем сильнее, чем дальше находятся цепь, в которой вы определяете индуцированное перенапряжение от молниеотвода и от канала молнии.

Влияние конечной проводимости канала молнии

— И если уж совсем говорить до второго конца, то и ещё вот какая вещь. Когда волна бежит, волна тока бежит от земли к облаку по каналу молнии, то эта волна в канале молнии затухает, потому что плазменный канал молнии хоть и обладает приличной проводимостью, но эта проводимость совсем не бесконечна, она вполне конечна, она вполне умеренная. И волна тока сглаживается, снижается её амплитуда и снижается её крутизна. А в результате этого дела еще больше уменьшаются те индуцированные перенапряжения, которые есть. Это надо было бы принимать в расчёт, но этого расчёта, к сожалению, не принимается.

Расчет перенапряжений по упрощенным схемам замещения

— По этой причине расчёт перенапряжений, которые сегодня можно сделать по упрощенным схемам замещения, все без исключения, направленына то, чтобы выбрать УЗИПы, пригодные для продажи той фирмы, которые изготавливают эти рекомендации. И по этой причине можно считать, что сегодня ситуация вот какая. Наш российский нормативный документ по молниезащите не пригоден для того, чтобы считать уровни перенапряжений в низковольтных электрических сетях. Этот вопрос, безусловно, будет поставлен в ближайшее время. Я полагаю, что он будет поставлен на будущей конференции по молниезащите, которая пройдёт в мае месяце, в Петербурге. ТермоСтрим организует в очередной раз этот семинар, и этот вопрос там будет звучать, но пока, пока конкретных рекомендаций по расчёту перенапряжений вам никто не даст, если вы не обратитесь сами к тем источникам, которые сегодня существуют. Знаете, я могу порекомендовать такую вещь. По принципу «сам себя не похвалишь». Проект Заземление и молниезащита на ZANDZ.com, который организует эти семинары, выпустил книжку. Я её автор. Книжка называется «Вопрос практической молниезащиты». И в этой книжке есть те вопросы, которые я сегодня перед вами пытался понять, а пока я ограничусь тем, что я расскажу ответы на те вопросы, которые мне задавали.

Попытка ответов на конкретные вопросы

— Понимаете, эти вопросы характерны вот чем. Их задавали до этого вебинара. Вопросы все эти заключаются в том, что люди не находят нормативного документа и из-за того, что они этого нормативного документа не находят, возникают те самые вопросы, на которые я отвечаю. Первый вопрос – есть ли смысл во внешней молниезащите без УЗИП и УЗИП без внешней молниезащиты? То есть можно ли ограничиваться только одной внешней молниезащитой или только одной внутренней? Ответить однозначно на этот вопрос я не могу, вот, по какой причине. Представьте себе следующую ситуацию. На этой картинке – это церковь деревянная – шедевр нашего русского зодчества в Чижах. Если в этой церкви нет никаких устройств по ее охране автоматического пожаротушения, предупреждения пожарной ситуации, охрана периметра, нет там никакой электроники, то единственное от чего надо защищать эту церковь – это от напряжения прямого удара. И тогда никаких УЗИПов там не надо и ничего там не надо и надо только сделать единственное правильное устройство молниеотводов и правильно отвести токи молнии в землю.

Резервуарный парк с нефтепродуктами

— Теперь давайте посмотрим другую ситуацию. Ситуация следующая. Резервуарный парк с нефтепродуктами. А как быть здесь? Сегодня эти парки защищаются молниеотводами совершенно обязательно. Но от установки этих молниеотводов можно отказаться, если толщина стальной стенки резервуара превысит 4 мм, а система огнепреграждения на дыхательных клапанах не позволит в списке проникнуть во внутренний объём резервуара. Американский, например, опыт показывает, что установка молниеотводов в таких случаях не нужна и её никто не делает. А что здесь надо делать? А здесь достаточно сделать, поставить только УЗИПы. Куда? На всю ту автоматику, которая контролирует режим работы этого самого резервуара. В первую очередь опять на систему автоматического пожаротушения. УЗИПы нужны, а молниеотводы могут оказаться совершенно ненужными. Понимаете? То есть ответ на вопрос, который был задан, вот какой: в каждом конкретном случае надо посмотреть есть ли что защищать, а если есть, то каким способом.

<< Предыдущая страница
^{слайды с 1 по 11}

Следующая страница >>
^{слайды с 23 по 32 + блок вопросов}

Полезные материалы для проектировщиков:

Смотрите также: