2. Ограничители, защищающие от воздействия частичного тока молнии

Тэги: #внутренняя молниезащита , #УЗИП , #LEUTRON

Система ограничителей перенапряжений класса I должна обеспечивать защиту в случае угроз, вызванных:

  • током молнии растекающимсяся в строительном объекте в случае прямого разряда в обект,
  • непосредственного удара молнии либо удара поблизости от воздушных линий или закопанных кабелей низкого напряжения,
  • перенапряжениями коммутационными, а также индуцированными атмосферным разрядом,

Среди объектов, в которых требуется или рекомендовано применение ограничителей класса I в системе электропитания, необходимо упомянуть:

  • строительные объекты, имеющие молниезащитные устройства,
  • объекты без молниезащиты, питающиеся непосредственно от воздушных линий, либо коротких кабельных подходов,
  • объекты без молниезащиты, соседствующие с мачтами, башнями, либо строительными объектами с системой молниезащиты (во всех случаях присутствует общий заземлитель).

Принимая во внимание распространенное в последнее время направление в сантехническом оборудовании – повсеместная замена металлических водно-канализационных труб на пластиковые трубы – следует учитывать это оборудование при анализе растекания потока молнии. При подборе ограничителей класса I для защиты объектов, оснащенных молниезащитной системой, в этом случае следует учесть возможность протекания через их проводящие пути половины потока молнии.

Значения потоков молнии, которые могут протекать через систему ограничителей в зависимости от требуемого уровня защиты представлены в таблице 2. 1.

Уровень защиты

Надежность молниеза-щиты

Сила тока, кА

Система сети
TN

Система сети
TT*

Система сети
TT**
ограничители

Система сети
IT
разрядник

Система сети
IT

I

98%

≥ 100/m

≥ 100/m

≥ 100

≥ 100/m

≥ 100/m

II

95%

≥ 75/m

≥ 75/m

≥ 75

≥ 75/m

≥ 75/m

III

90%

≥ 50/m

≥ 50/m

≥ 50

≥ 50/m

≥ 50/m

IV

80%

m : означает число проводников, в которых может протекать ток молнии

например, в системе TN-S это L1, L2, L3 N, а также PE - m = 5

*- система из 4 ограничителей перенапряжений,

**- система так наз. 3+1 из трех ограничителей перенапряжений и одного разрядника

Таблица 2.1. Значения тока, который может протекать через ограничитель перенапряжений класса I

Таким местом могут быть:

  • соединения кабелей, либо дополнительный шкаф поблизости от соединения,
  • главный распределительный щит низкого напряжения.

Проводники, используемые для присоединения ограничителей класса I, должны быть как можно более короткими. Рекомендовано применение для присоединения ограничителей класса I проводников, длина которых не превышает 0,5 м (рис.2.1).

Падение напряжения на индуктивностях проводников можно исключить, используя так называемое «соединение типа V» (рис. 2.1 b и рис. 2.2). Ограничители, используемые для такой системы, должны предусматривать возможность подключения двух проводников к каждому контакту (двойные зажимы).

Подключение ограничителя класса I
Рис. 2.1. Подключение ограничителя класса I

Пример параллельного и последовательного подключения
Рис.2.2. Пример параллельного и последовательного подключения на примере защитного модуля
PowerPro B TNS 50/100kA (продукция LEUTRON)

Полная версия статьи доступна только зарегистрированным пользователям!

Получите доступ ко всем материалам на сайте совершенно бесплатно!

Можно также использовать проводники сечением равным сечению проводников предохранителей, находящихся перед ограничителями. Уровень защиты по напряжению ограничителей класса 1 зависит от их назначения и чаще всего находится ниже 4000 В (серии: PowerPro BCD; IsoPro B), 2500 В (серии: PowerPro BC, IsoPro BC) или даже ниже 1000 В (напр. серия PowerPro BCD).

2.1. Ограничители перенапряжений класса I

Норма IEC 61643-1, содержащая технические требования и методы испытаний ограничителей пернапряжений, не навязывает конкретных значений уровня защиты по напряжению для ограничителей данного класса. Представляются только рекомендованные значения, которые в отношение электрического оборудования напряжением 230/400 В необходимо выбрать из следующего ряда значений: 600 В, 700 В, 800 В, 900 В, 1000 В, 1200 В, 1500 В, 1800 В, 2000 В, 2500 В, 3000 В, 4000 В, 5000 В и 6000 В.

В многоступенчатой системе ограничения перенапряжений, учитывая требования устройств при соединении оборудования (таблица 2.1.), ограничители класса I должны ограничить перенапряжения ниже уровня ударной стойкости категории IV – ниже 6000 В.

Фирма LEUTRON, например, предлагает для защиты устройств и оборудования ограничители класса I: PowerPro B 50kA (FM), IsoPro B 60kA (FM), IsoPro B 25kA (FM) с уровнями защиты по напряжению ниже 4000 В. Значения основных параметров этих ограничителей представлены в таблице 3.2.

В ограничителе типа PowerPro B 50kA (FM) (рис.2.3.) использован многоразрывной разрядник, помещенный в атмосфере нейтрального газа в керамическом корпусе, который обеспечивает:

  • более быстрое срабатывание ограничителя в сравнении с ограничителями, содержащими классические разрядники,
  • уровень защиты по напряжению ниже 4000 В,
  • возможность защиты от ударных токов до 50 кА 10/350 мкс,
  • незначительное искажение напряжения в электрическом оборудовании, которое возникает после действия ограничителя,
  • отсутствие выброса газа наружу ограничителя.

Таблица 2.2. Ограничители класса I с уровнем защиты по напряжению ниже 4000 В

Тип ограничителя

PowerPro B 50kA

IsoPro B 25kA

IsoPro B 60kA

Статическое напряжение срабатывания

Uagn

≥ 800 В

900 ± 20%

900 ± 20%

Номинальное рабочее напряжение 50/60 Гц

UN

230/400 В

230/400 V

230/400 V

Наибольшее продолжительное рабочее напряжение 50/60 Гц

Uc

255 V

255

255

100% напряжение срабатывания при ударе молнии 1,2/50 мкс

Uas

≤ 4000 В

≤ 4000 В

≤ 4000 В

Уровень защиты по напряжению

Up

≤ 4000 В

≤ 4000 В

≤ 4000 В

Номинальный мипульсный ток 10/350 мкс

Iimp

50 kA

25 kA

60 kA

Максимальный предшествующий предохранитель

250 A gL

160 A gL

160 A gL

Сопротивление изоляции

Risol

≥ 1010 Ом

≥ 1010 Ом

≥ 1010 Ом

Время ответа

tA

≤ 50 ns

≤ 50 ns

≤ 50 ns

Диапазон рабочих температур

υ

-400...+850

-400...+850

-400...+850

Степень защиты, обеспечиваемая корпусом

IP 20

IP 20

IP 20

Артикул

LE-373-835

LE-373-815

LE-373-810

Монтаж

На шине 35 mm

В ограничителях продукции фирмы LEUTRON существует возможность отслеживания состояния разрядника. В случае возрастания температуры разрядника, наступает открытие безпотенциального контакта, который может быть элементом цепи, отслеживающей систему ограничителей. Ограничители содержащие такие системы отслеживания включают в своем названии дополнительное обозначение FM.

Ограничители серии PowerPro можно также использовать в так называемом соединении V (см. рис.2.2).

a) внутренний состав соединений ограничителя без и с отслеживанием разрядника

b) общий вид ограничителя,

c) основные размеры

Рис.2.3. Ограничитель класса I: PowerPro B 50 кА

PowerPro B TN 50/100 кА

Для однофазной сети TN-S

PowerPro B TNC 50/100 кА

Для трехфазной сети TN-C

PowerPro B TNS 50/100 кА - для трехфазной сети TN-S

Рис.2.4. Примеры модульных систем ограничителей серии PowerPro B

Рис.2.5. Ограничитель IsoPro: внутренняя схема соединений без и с отслеживанием состояния разрядника, а также общий вид ограничителей IsoPro B 60 кА и IsoPro B 25 кА

IsoPro B 60kA

IsoPro B 25kA

Интересное решение использовано также в ограничителях IsoPro B 60kA (FM) и IsoPro B 25kA (FM). В корпусе шириной в два типовых модуля размещена система параллельно соединенных разрядников с дополнительным варистором, включенным последовательно с разрядником в одной ветви (рис. 2.5).

В представленной системе соединений, если импульсные токи не превышают 4 кА – например при протекании 10/350 (наиболее частый случай возникновения импульсов в электрическом оборудовании), действует только последовательно соединенный разрядник с варистором. После превышения импульсным током значения 4 кА, что происходит только в случае прямых разрядов молнии в объект или очень близких разрядов, дополнительно задействуется главный разрядник.

Главный разрядник, используемый в ограничителе IsoPro B 60 кА способен защитить от воздействия ударных токов в форме 10/350, а также значений силы тока до 60 кА, а уровень защиты по напряжению не превышает значения 4000 В. В случае ограничителя IsoPro B 25kA максимальный ударный ток 10/350 может достигать значения 25 кА, уровень защиты по напряжению 4000 В.

Аналогично, как и в случае ограничителей PowerPro, доступны также созданные из ограничителей IsoPro, защитные модули для основных систем сети (рис. 2.6).

IsoPro B TN 25/50kA

IsoPro B TNC 25/75kA

IsoPro B TNS 25/100kA

Рис.2.6. Примеры модульных систем ограничителей IsoPro B

Moдульные системы ограничителей PowerPro и IsoPro можно соединять параллельно или последовательно. Примерные решения таких соединений для модуля PowerPro B TNS 50/100kA представлены на рис.3.2. Последовательное соединение может быть выполненоо, если значение тока срабатывания предохранителей в электрическом оборудовании не превышает 100 A.

Пример параллельного включения модуля PowerPro B TNS 50/100kA для защищаемой сети питания 230/400 В предствлен на рис. 2.7.

Полная версия статьи доступна только зарегистрированным пользователям!

Получите доступ ко всем материалам на сайте совершенно бесплатно!