Pārsprieguma aizsarga izvēles galvenie punkti un saistīto problēmu analīze

Pārsprieguma aizsargs ir augstas efektivitātes ķēdes aizsargs, kas iztur īslaicīgu augstsprieguma, augstas enerģijas impulsu, ātru (10-9s) pāreju no sākotnējās augstās pretestības līdz zemai pretestībai un īslaicīgu augstsprieguma traucējumu impulsu līdz iepriekš noteiktam spriegumam, lai efektīvi aizsargātu iekārtas un jutīgās ierīces no bojājumiem, ķēdes darbību bez traucējumiem.

(1) Pārsprieguma aizsardzības ierīces ir iedalītas trīs līmeņos
Pirmais līmenis var izlādēt tiešo zibensstrāvu vai milzīgo enerģiju, kas tiek pārraidīta, kad elektropārvades līniju tieši skar zibens. Pirmā līmeņa aizsardzībai jābūt trīsfāžu sprieguma komutācijas barošanas avota zibensnovedējam, un tā zibens plūsmai jābūt ne mazākai par 60 kA. Parasti izmanto vispārējai sadalei.
Otrās pakāpes mērķis ir vēl vairāk ierobežot atlikušā pārsprieguma vērtību caur pirmās pakāpes zibensnovedēju līdz 1500–2000 V un ieviest ekvipotenciālu savienojumu lpz1–lpz2. Ja kā otrā līmeņa aizsardzību tiek izmantots no sadales skapja līnijas izvadītais jaudas zibensnovedējs, jāizmanto spriegumu ierobežojošs jaudas zibensnovedējs, un tā zibens strāvas kapacitāte nedrīkst būt mazāka par 20 kA.

Trešā līmeņa mērķis ir pilnībā aizsargāt iekārtu un samazināt atlikušā pārsprieguma vērtību līdz mazāk nekā 1000 V. Kā trešā līmeņa aizsardzībai tai jābūt virknes spriegumu ierobežojošam jaudas zibensnovedējam, un tās zibens strāvas jauda nedrīkst būt mazāka par 10 kA. Parasti izmanto termināļu jaudas sadales iekārtām.
Dažādām sadales sistēmām jāizvēlas atbilstošas ​​pārsprieguma aizsardzības ierīces, kuras var iedalīt TN (TN-S, NC, TN-CS), it un TT.

1) Primārā aizsardzība
Mērķis ir novērst pārsprieguma tiešu vadīšanu no lpz0 zonas uz lpz1 zonu un ierobežot pārsprieguma spriegumu no desmitiem tūkstošu līdz simtiem tūkstošu voltu līdz 2500–3000 V.
Ja mājsaimniecības strāvas transformatora zemsprieguma pusē uzstādīts zibensnovedējs tiek izmantots kā pirmā līmeņa aizsardzība, tam jābūt trīsfāžu sprieguma komutācijas zibensnovedējam, un tā zibens plūsma nedrīkst būt mazāka par 60 kA. Šāda līmeņa zibensnovedējam jābūt lielas ietilpības zibensnovedējam, kas savienots starp katru ienākošās līnijas fāzi lietotāja barošanas sistēmas ieejā un zemi. Elektroprojektēšanas tiešsaistes mācību skolotājs Di parasti pieprasa, lai šāda līmeņa zibensnovedēja maksimālā trieciena jauda būtu lielāka par 100 kA uz fāzi un nepieciešamais robežspriegums būtu mazāks par 1500 V, ko sauc par klasiskā līmeņa zibensnovedēju. Šie elektromagnētiskie zibensnovedēji ir paredzēti, lai izturētu lielu zibens strāvu un inducētu zibeni un piesaistītu augstas enerģijas pārsprieguma impulsu, kas var novirzīt lielu pārsprieguma strāvas daudzumu uz zemi. Tie nodrošina tikai ierobežojošo spriegumu (kad impulsa strāva plūst caur jaudas zibensnovedēju, maksimālo spriegumu līnijā sauc par ierobežojošo spriegumu) kā vidēja līmeņa aizsardzību, jo klases līmeņa aizsargs galvenokārt absorbē lielo pārsprieguma strāvu, un tie vieni paši nevar pilnībā aizsargāt jutīgās elektriskās iekārtas barošanas sistēmā.

Pirmā līmeņa jaudas zibensnovedējs var novērst 10/350 μs un 100 kA zibens vilni, sasniedzot augstāko IEC noteikto aizsardzības standartu.
Tehniskā atsauce ir šāda: zibens plūsma ir lielāka vai vienāda ar 100 kA (10 / 350 us); atlikušā sprieguma vērtība nedrīkst pārsniegt 2,5 kV; reakcijas laiks ir mazāks vai vienāds ar 100 ns.
2) Sekundārā aizsardzība
Mērķis ir vēl vairāk ierobežot atlikušā pārsprieguma vērtību caur pirmā līmeņa zibensnovedēju līdz 1500–2000 V un ieviest ekvipotenciālu savienojumu lpz1–lpz2.
Ja sadales skapja līnijas izejas jaudas zibensnovedējs tiek izmantots kā otrā līmeņa aizsardzība, spriegumu ierobežojošais jaudas zibensnovedējs jāuzstāda atzara sadales vietā, kas piegādā enerģiju svarīgām vai jutīgām elektroiekārtām, un tā zibens strāvas jauda nedrīkst būt mazāka par 20 kA. Di kungs, tiešsaistes elektrotehniskās projektēšanas pasniedzējs, šie jaudas zibensnovedēji var labāk absorbēt atlikušo pārsprieguma enerģiju, kas iet caur pārsprieguma novadītāju lietotāja barošanas avota ieejā, un tiem ir lieliska kavējoša iedarbība uz īslaicīgu pārspriegumu.

Šeit izmantotā jaudas zibensnovedēja maksimālajai impulsa jaudai jābūt lielākai par 45 kA uz fāzi, un nepieciešamajam robežspriegumam jābūt mazākam par 1200 V, ko sauc par II klases jaudas zibensnovedēju. Parasti, ja lietotāja barošanas sistēma sasniedz otrā līmeņa aizsardzību, tā var izpildīt elektroiekārtu darbības prasības.
C klases aizsargs ir paredzēts II klases barošanas avota zibensnovedējam pilna režīma aizsardzībai I fāzē, I fāzē un I fāzē, un tā galvenie tehniskie parametri ir: zibens strāvas jauda ir lielāka vai vienāda ar 40ka (8 / 20us); atlikušā sprieguma maksimālā vērtība nedrīkst pārsniegt 1000V; reakcijas laiks nedrīkst pārsniegt 25ns.

3) Trešā līmeņa aizsardzība
Mērķis ir visbeidzot aizsargāt iekārtu, samazinot atlikušo pārspriegumu līdz mazāk nekā 1000 V, lai pārsprieguma enerģija varētu sabojāt iekārtu.
Ja elektroniskās informācijas iekārtas maiņstrāvas barošanas avota ieejā uzstādīts zibensnovedējs tiek izmantots kā trešā līmeņa aizsardzība, tam jābūt virknes sprieguma ierobežošanas zibensnovedējam, un tā zibens strāvas jauda nedrīkst būt mazāka par 10 kA.
Visbeidzot, iebūvētu jaudas zibensnovedēju var izmantot elektroiekārtu iekšējā barošanas avotā, lai pilnībā novērstu nelielus īslaicīgus pārspriegumus. Di kungs, tiešsaistes elektrotehniskās projektēšanas mācībās, šeit izmantotā jaudas zibensnovedēja maksimālajai triecienizturībai jābūt 20 kA uz fāzi vai mazākai, un nepieciešamajam robežspriegumam jābūt mazākam par 1000 V. Dažām īpaši svarīgām vai jutīgām elektroniskām iekārtām ir nepieciešama trešā līmeņa aizsardzība, un tā var arī aizsargāt elektroiekārtas no sistēmā ģenerēta īslaicīga pārsprieguma. Mikroviļņu sakaru iekārtās, mobilo bāzes staciju sakaru iekārtās un radara iekārtās izmantotajiem taisngrieža barošanas avotiem līdzstrāvas barošanas avota zibensnovedēji ar atbilstošu darba spriegumu jāizvēlas kā nelīmeņa aizsardzība atbilstoši to darba sprieguma aizsardzības vajadzībām.

4) Atbilstoši aizsargājamās iekārtas izturības sprieguma līmenim
Ja divu līmeņu zibensaizsardzība var ierobežot spriegumu zem iekārtas izturības sprieguma līmeņa, nepieciešama tikai divu līmeņu aizsardzība. Ja iekārtas izturības sprieguma līmenis ir zems, var būt nepieciešami četri vai vairāk aizsardzības līmeņi. Ceturtā līmeņa aizsardzības zibens strāvas izturība nedrīkst būt mazāka par 5ka.
(2) Kāpēc drošinātājam un ķēdes pārtraucējam jābūt aprīkotiem pārsprieguma aizsarga priekšā?
Ja pārsprieguma aizsarga caurplūdes strāva pārsniedz tā IMAX, pārsprieguma aizsargs sabojājas un neizdodas, izraisot īsslēgumu ķēdē. Lai novērstu īsslēguma radīto kļūdu, ir jāuzstāda ķēdes slēdzis vai drošinātājs. Di kungs, tiešsaistes elektroinstalācijas pasniedzējs, katrs zibens spēriens izraisa pārsprieguma aizsarga novecošanos. Piemēram, ja strāva pastāv ilgu laiku, pārsprieguma aizsargs pārkarst un paātrinās novecošanos. Šajā laikā ķēdes slēdža vai drošinātāja termiskās aizsardzības sistēmai ir jāreaģē, lai atvienotu pārsprieguma aizsargu, pirms pārsprieguma aizsargs sasniedz maksimāli pieļaujamo karstumu.

Pārsprieguma aizsarga prasības drošinātājam un ķēdes pārtraucējam: ja zem nominālās strāvas tiek pielietoti 20 standarta 8/20 mikrosekundes un 1,2/50 mikrosekundes testa impulsi, ķēdes pārtraucējs vai drošinātājs neatslēdzas. Ja pārsprieguma aizsargs ir bojāts un īsslēgts, ķēdes pārtraucējam vai drošinātājam ir jāaktivizējas. Ja pārsprieguma aizsargs ir komutācijas modulis, jo tā bojājuma veids ir pārtraukta ķēde, to var aizsargāt bez miniatūras ķēdes pārtraucēja un drošinātāja.
Gan drošinātāju, gan ķēdes pārtraucēju var izmantot kā pārsprieguma aizsarga augstāku aizsardzību. Drošinātāja raksturojums; Drošinātājam ir divas aizsardzības funkcijas: ilga laika aizkave un momentānā strāva ar apgriezta laika ierobežojuma raksturlielumiem. Di kungs, tiešsaistes elektrotehniskās projektēšanas pasniedzējs, to izmanto attiecīgi kā pārslodzes un īsslēguma aizsardzību, tas ir, drošinātāja ieliktnis pēc kļūmes ir jānomaina. Ķēdes pārtraucēja raksturojums: ķēdes pārtraucējam ir momentānās strāvas aizsardzība un pārslodzes termiskā aizsardzība. Pēc atvienošanas kļūmes gadījumā to var atiestatīt manuāli, nemainot komponentus.
Apskatiet atšķirību starp ienākošajām līnijām: 440 V pārsprieguma aizsargs jāizvēlas trīsfāžu 280 V piecu vadu sistēmai vai trīsfāžu 380 V četru vadu sistēmai. 220 V pārsprieguma aizsargs jāizvēlas vienfāzes 220 V divu vadu sistēmai vai vienfāzes 220 V trīs vadu sistēmai. Turklāt ņemiet vērā: izvēlētā pārsprieguma aizsarga aizsardzības līmenis dzīvojamās ēkas ienākošajā līnijā ir 2. līmenis trīsfāžu 280 V sistēmai; 3. pakāpe vienfāzes 220 V sistēmai.
Pēc tam, kad TN-CS sistēmas līnija nonāk ēkas vispārējā sadales kārbā, spraudņa līnija tiek sadalīta N līnijā un PE līnijā. Pārsprieguma aizsargs ir jāuzstāda tikai starp I fāzes līniju un spraudņa līniju.
Slēdzis pārsprieguma aizsarga priekšpusē var izvēlēties drošinātāju un ķēdes pārtraucēju. Parasti IMAX > 40ka jāizvēlas 40–63A, bet IMAX < 40ka — 20–32A.

(3) Vai pārsprieguma aizsargs un zibensnovedējs ir viens un tas pats?
Lai gan gan pārsprieguma aizsargam, gan zibensnovedējam ir funkcija novērst pārspriegumu, īpaši zibens pārspriegumu, to pielietojumā joprojām ir daudz atšķirību.
1) Novadītājiem ir vairāki sprieguma līmeņi, sākot no 0,38 kV zemsprieguma līdz 500 kV UHV, savukārt pārsprieguma aizsardzības ierīcēm parasti ir tikai zemsprieguma produkti;

2) Zibensnovedēji galvenokārt tiek uzstādīti primārajā sistēmā, lai novērstu tiešu zibens viļņa iekļūšanu, savukārt pārsprieguma aizsargi galvenokārt tiek uzstādīti sekundārajā sistēmā, kas ir papildu pasākums pēc tam, kad zibensnovedējs novērš tiešu zibens viļņa iekļūšanu vai ja zibensnovedējs nenovērš zibens vilni;

3) Zibensnovedējs tiek izmantots elektroiekārtu aizsardzībai, un pārsprieguma aizsargs galvenokārt tiek izmantots elektronisko instrumentu vai skaitītāju aizsardzībai;
4) Tā kā novadītājs ir pievienots primārajai elektriskajai sistēmai, tam jābūt ar pietiekamu ārējās izolācijas veiktspēju un lieliem izmēriem. Tā kā pārsprieguma aizsargs ir pievienots zemspriegumam, tā izmērs var būt ļoti mazs.