حفاظت از تجهیزات در برابر نوسانات ضربه ای و تداخل سوئیچینگ. دستگاه حفاظت از برق گرفتگی، نمودار اتصال

برای همه ما عادی شده است که در تابلوهای برق ساختمان های مسکونی نصب کلیدهای مدار مقدماتی، قطع کننده های مدار اتوماتیک مدولار، RCD یا دستگاه های اتوماتیک دیفرانسیل برای اتاق ها و تجهیزاتی که جریان های نشتی احتمالی حیاتی هستند (حمام، اجاق گاز) الزامی است. ، ماشین لباسشویی ، دیگ بخار ).

علاوه بر این وسایل سوئیچینگ اجباری، تقریباً هیچ کس نیازی به توضیح اینکه چرا یک رله نظارت بر ولتاژ نیاز است، ندارد.

SPD یا رله ولتاژ

همه شروع به نصب آنها در همه جا کردند. به طور کلی، شما را از 380 ولت به جای 220 ولت در خانه محافظت می کند. در این مورد، لازم نیست فکر کنید که ولتاژ افزایش یافته به دلیل یک برقکار بی پروا وارد سیم کشی می شود.

پدیده های طبیعی کاملاً ممکن است که به صلاحیت برقکاران بستگی ندارد. درختی به شکل زیرین افتاد و سیم خنثی را قطع کرد.

همچنین، فراموش نکنید که هر VL منسوخ می شود. و حتی این واقعیت که یک خط SIP جدید به خانه شما آورده شده است و همه چیز طبق قوانین در خانه شما نصب شده است، تضمین نمی کند که همه چیز در خود پست ترانسفورماتور تامین - KTP خوب است.

در آنجا، صفر نیز می تواند روی باس بار اکسید شود یا تماس روی گل میخ ترانسفورماتور بسوزد. هیچ کس از این مصون نیست.

به همین دلیل است که همه تابلوهای برق جدید دیگر بدون UZM یا LV با تغییرات مختلف مونتاژ نمی شوند.

در مورد دستگاه های حفاظت از نوسانات، یا به اختصار SPD ها، اکثریت در اینجا در مورد نیاز به خرید آنها تردید دارند. اما آیا آنها واقعاً مورد نیاز هستند و آیا می توان بدون آنها انجام داد؟

چنین دستگاه هایی مدت ها پیش ظاهر شدند، اما تا کنون هیچ کس عجله ای برای نصب انبوه آنها نداشته است. تعداد کمی از مصرف کنندگان عادی درک می کنند که چرا اصلاً به آنها نیاز است.

اولین سوالی که برای آنها پیش می آید این است: "من یک رله افزایش ولتاژ نصب کردم، چرا به SPD دیگری نیاز دارم؟"

هیچ رله ولتاژی شما را از این امر نجات نمی دهد، اما به احتمال زیاد همراه با سایر تجهیزات می سوزد. در عین حال، SPD در برابر قطرات کوچک ده ها ولت یا حتی صدها محافظت نمی کند.

به عنوان مثال، دستگاه هایی برای نصب در سپرهای خانگی، مونتاژ شده روی وریستورها، تنها زمانی می توانند کار کنند که تغییر به مقادیر بالای 430 ولت برسد.

بنابراین، هر دو دستگاه RH و SPD مکمل یکدیگر هستند.

حفاظت در برابر رعد و برق در خانه

رعد و برق یک پدیده طبیعی است و هنوز نمی توان آن را محاسبه کرد. در این حالت لازم نیست صاعقه مستقیماً به خط برق بیفتد. برای زدن کنارش کافیه

حتی چنین تخلیه صاعقه ای باعث افزایش ولتاژ در شبکه به چندین کیلو ولت می شود. علاوه بر خرابی تجهیزات، این نیز مملو از ایجاد آتش سوزی است.

حتی زمانی که صاعقه نسبتاً دور از خط هوایی برخورد می کند، موج های ضربه ای در شبکه ها رخ می دهد که اجزای الکترونیکی لوازم خانگی را از کار می اندازد. یک شمارنده الکترونیکی مدرن با پر شدن آن نیز می تواند از این ضربه رنج ببرد.

طول کل سیم ها و کابل ها در یک خانه شخصی یا کلبه به چندین کیلومتر می رسد.

این شامل مدارهای قدرت و جریان کم است:

• هشدار امنیتی

همه این سیم ها عواقب یک صاعقه را به همراه دارند. یعنی تمام کیلومتر سیم کشی شما یک پیکاپ غول پیکر دریافت می کند که هیچ رله ولتاژی نمی تواند از آن صرفه جویی کند.

تنها چیزی که به کمک و محافظت از تمام تجهیزات با هزینه چند صد هزار نفری کمک می کند، یک جعبه کوچک به نام SPD است.

آنها عمدتاً در کلبه ها نصب می شوند و نه در آپارتمان های ساختمان های بلند که در آن اتصال به خانه توسط یک کابل زیرزمینی انجام می شود. با این حال، فراموش نکنید که اگر پست ترانسفورماتور شما نه از طریق یک خط کابل 6-10kv، بلکه توسط یک خط برق هوایی یا خط هوایی (SIP-3) تغذیه می شود، در این صورت تأثیر یک طوفان رعد و برق بر ولتاژ متوسط ​​نیز می تواند منعکس شود. سمت 0.4kv

بنابراین، تعجب نکنید هنگامی که در هنگام رعد و برق در ساختمان بلند خود، بسیاری از همسایگان به طور همزمان روترهای WiFi، تلفن های بی سیم، تلویزیون ها و سایر تجهیزات الکترونیکی را خراب می کنند.

صاعقه می تواند به یک سیم برق در چندین کیلومتری خانه شما برخورد کند، اما ضربه همچنان به سمت پریز شما پرواز می کند. بنابراین، با وجود هزینه آنها، همه مصرف کنندگان برق باید به فکر خرید SPD باشند.

قیمت مدل‌های با کیفیت از اشنایدر الکتریک یا ABB تقریباً 2-5٪ از کل هزینه برق خشن و پیکربندی متوسط ​​تابلو برق است. در مجموع، آنقدرها هم مهم نیست.

کلاس های SPD

تا به امروز، تمام دستگاه های حفاظت از نوسانات به سه کلاس تقسیم می شوند. و هر کدام نقشی را ایفا می کنند.

ماژول کلاس اول، ضربه اصلی را خاموش می کند، روی برد ورودی اصلی نصب می شود.

پس از خاموش شدن بزرگترین اضافه ولتاژ، ضربه باقیمانده توسط SPD کلاس 2 تصاحب می شود. در تابلوی برق خانه نصب می شود.

اگر دستگاه کلاس I ندارید، احتمال زیادی وجود دارد که کل ضربه ماژول II را بگیرد. و این می تواند برای او بسیار غم انگیز تمام شود.

بنابراین، برخی از برقکاران حتی مشتریان را از نصب حفاظت ضربه ای منصرف می کنند. انگیزه این امر با این واقعیت است که از آنجایی که شما نمی توانید سطح اول را فراهم کنید، پس اصلاً نباید برای آن پول خرج کنید. هیچ حسی وجود نخواهد داشت.

با این حال، بیایید ببینیم که نه یک برقکار آشنا، بلکه Citel، یک شرکت پیشرو در سیستم های حفاظت در برابر صاعقه، چه چیزی می گوید:

یعنی متن مستقیماً می گوید که کلاس II یا بعد از کلاس 1 سوار می شود یا به عنوان یک دستگاه مستقل.

ماژول سوم مستقیماً از یک مصرف کننده خاص محافظت می کند.

اگر تمایلی به ساخت تمام این حفاظت سه مرحله ای ندارید، SPD هایی را خریداری کنید که در ابتدا با محاسبه کار در سه منطقه 1 + 2 + 3 یا 2 + 3 ارائه می شوند.

چنین مدل هایی نیز تولید می شود. و آنها همه کاره ترین راه حل برای استفاده در خانه های خصوصی خواهند بود. با این حال، هزینه آنها مطمئناً بسیاری را می ترساند.

طرح تابلو برق با SPD

طرح تابلویی که از نظر محافظت در برابر تمام نوسانات و نوسانات ولتاژ مجهز است باید چیزی شبیه به این باشد.

در ورودی جلوی کنتور یک قطع کننده مدار مقدماتی وجود دارد که از کنتور و مدارهای داخل خود سپر محافظت می کند. بعدی پیشخوان است.

بین متر و دستگاه مقدماتی یک SPD با محافظ خاص خود قرار دارد. البته شرکت تامین برق می تواند چنین نصبی را ممنوع کند. اما شما می توانید این را با نیاز به حفاظت از نوسانات و خود متر توجیه کنید.

در این حالت، برای جلوگیری از دسترسی آزاد به قطعات حامل جریان برهنه به دستگاه اندازه گیری، لازم است کل مدار را با دستگاه ها در یک جعبه جداگانه زیر یک مهر و موم نصب کنید.

با این حال، موضوع تعویض ماژول خراب و شکستن مهر و موم ها در اینجا حاد خواهد شد. بنابراین همه این نکات را از قبل هماهنگ کنید.

بعد از متر عبارتند از:

• رله ولتاژ UZM-51 یا معادل آن

• ماشین های مدولار ساده

اگر هنگام تکمیل چنین سپر سؤالی در مورد اجزای معمول وجود ندارد، پس هنگام انتخاب SPD باید به چه نکاتی توجه کنید؟

برای دمای کارکرد اکثر انواع الکترونیکی برای کار در دمای محیط تا 25- درجه سانتیگراد طراحی شده اند. بنابراین، نصب آنها در سپرهای خیابانی توصیه نمی شود.

دومین نکته مهم، نمودارهای سیم کشی است. سازندگان ممکن است مدل های مختلفی را برای استفاده در سیستم های زمینی مختلف تولید کنند.

به عنوان مثال، دیگر امکان استفاده از SPD های یکسان برای سیستم های TN-C یا TT و TN-S وجود نخواهد داشت. از چنین دستگاه هایی به عملکرد صحیح نخواهید رسید.

نمودار سیم کشی

در اینجا طرح های اصلی برای اتصال SPD ها، بسته به طراحی سیستم های زمین، با استفاده از مدل های Schneider Electric به عنوان مثال آورده شده است. نمودار سیم کشی SPD تک فاز در سیستم TT یا TN-S:

مهمترین چیز در اینجا این است که نقطه اتصال کارتریج پلاگین N-PE را اشتباه نگیرید. اگر آن را به فاز وصل کنید، یک اتصال کوتاه ایجاد می کنید.

طرح یک SPD سه فاز در یک سیستم TT یا TN-S:

نمودار سیم کشی دستگاه 3 فاز در سیستم TN-C:

به چه چیزی باید توجه کنید؟ علاوه بر اتصال صحیح هادی های نول و فاز، طول همین سیم ها نیز نقش مهمی ایفا می کند.

از نقطه اتصال در ترمینال دستگاه تا میله زمین، طول کل هادی ها نباید بیشتر از 50 سانتی متر باشد!

و در اینجا طرح های مشابهی برای SPD ها از ABB OVR وجود دارد. گزینه تک فاز:

مدار سه فاز:

اجازه دهید برخی از شماتیک ها را جداگانه مرور کنیم. در مدار TN-C، جایی که ما هادی های محافظ و خنثی را ترکیب کرده ایم، رایج ترین راه حل حفاظتی نصب SPD بین فاز و زمین است.

هر فاز از طریق یک دستگاه مستقل متصل می شود و مستقل از سایرین عمل می کند.

در نوع شبکه TN-S، جایی که هادی های خنثی و محافظ قبلا از هم جدا شده اند، مدار مشابه است، اما در اینجا یک ماژول اضافی بین صفر و زمین نصب شده است. در واقع تمام ضربه اصلی به او وارد می شود.

به همین دلیل است که هنگام انتخاب و اتصال N-PE SPD، ویژگی های فردی برای جریان ضربه ای نشان داده می شود. و معمولاً بزرگتر از مقادیر فاز هستند.
علاوه بر این، فراموش نکنید که حفاظت در برابر صاعقه نه تنها یک SPD به درستی انتخاب شده است. این یک طیف کامل از فعالیت ها است.

آنها را می توان هم با و هم بدون حفاظت در برابر صاعقه در پشت بام خانه استفاده کرد.

توجه ویژه باید به یک حلقه زمین با کیفیت بالا شود.
بدیهی است که یک گوشه یا سنجاق کوبیده شده در زمین تا عمق 2 متری در اینجا کافی نخواهد بود. مقاومت زمین خوب باید 4 اهم باشد.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

اصل عملکرد SPD مبتنی بر کاهش افزایش ولتاژ به مقداری است که دستگاه های متصل به شبکه می توانند تحمل کنند. به عبارت دیگر، این دستگاه حتی در ورودی خانه، ولتاژ اضافی را روی حلقه زمین می ریزد و در نتیجه تجهیزات گران قیمت را از یک ضربه مخرب نجات می دهد.

تعیین وضعیت دستگاه حفاظتی بسیار ساده است:

• نشانگر سبز - ماژول در حال کار است

در عین حال، ماژول را با پرچم قرمز فعال نکنید. اگر یدکی وجود ندارد، بهتر است آن را به طور کامل از بین ببرید.

همانطور که برخی فکر می کنند SPD همیشه یک دستگاه یکبار مصرف نیست. در برخی موارد، مدل های کلاس 2.3 می توانند تا 20 بار شلیک کنند!

قطع کننده مدار یا فیوز قبل از SPD

برای حفظ برق بدون وقفه در خانه، نصب کلید اتوماتیک نیز ضروری است که دستگاه اولتراسونیک را خاموش می کند. نصب این دستگاه نیز به این دلیل است که در زمان خروج پالس، جریان به اصطلاح دنبال کننده اتفاق می افتد.

همیشه اجازه نمی دهد که ماژول وریستور به حالت بسته بازگردد. در واقع، آنطور که در تئوری باید می‌بود، پس از راه‌اندازی بهبود نمی‌یابد.

در نتیجه قوس داخل دستگاه حفظ شده و منجر به اتصال کوتاه و تخریب می شود. از جمله خود دستگاه.

در صورت بروز چنین خرابی، دستگاه کار می کند و ماژول محافظ را خاموش می کند. برق رسانی بدون وقفه به خانه ادامه دارد.

به یاد داشته باشید که این دستگاه در درجه اول نه از برقگیر، بلکه از شبکه شما محافظت می کند.

در عین حال، بسیاری از کارشناسان توصیه می کنند که حتی یک دستگاه اتوماتیک نصب نکنید، بلکه فیوزهای مدولار را به عنوان چنین محافظتی نصب کنید.

این با این واقعیت توضیح داده می شود که خود دستگاه در هنگام خرابی تحت تأثیر جریان پالسی قرار دارد. و رها شدن الکترومغناطیسی آن نیز تحت ولتاژ افزایش یافته خواهد بود.

این می تواند منجر به خرابی سیم پیچ، سوختن کنتاکت ها و حتی خرابی کل محافظ شود. در واقع در مواجهه با یک اتصال کوتاه خود را بی دفاع خواهید دید.

بنابراین، نصب SPD بعد از قطع کننده مدار بسیار بدتر از بعد از فیوز است.

البته قطع کننده های مخصوص بدون سلف نیز وجود دارند که در طراحی خود فقط رهایش های حرارتی دارند. به عنوان مثال Tmax XT یا فرمول A.

با این حال، در نظر گرفتن این گزینه برای کلبه ها کاملاً منطقی نیست. پیدا کردن و خرید فیوزهای مدولار بسیار ساده تر است. در این صورت می توانید به نفع نوع GG انتخاب کنید.

آنها قادر به محافظت از کل محدوده جریان اضافی نسبت به مقدار اسمی هستند. یعنی اگر جریان کمی رشد کرده باشد، GG همچنان آن را در یک بازه زمانی مشخص خاموش می کند.

البته منهای مدار با یک دستگاه اتوماتیک یا یک کامپیوتر مستقیماً در مقابل SPD نیز وجود دارد. همه ما می دانیم که رعد و برق و رعد و برق یک پدیده مداوم است نه یک بار. و همه اعتصابات بعدی ممکن است برای خانه شما ایمن نباشد.

از این گذشته ، حفاظت قبلاً برای اولین بار کار کرده بود و دستگاه از کار افتاد. و شما حتی در مورد آن حدس نخواهید زد، زیرا منبع تغذیه شما قطع نشده است.

بنابراین، برخی ترجیح می دهند بلافاصله پس از دستگاه مقدماتی SPD را نصب کنند. به طوری که هنگام تحریک، ولتاژ در سراسر خانه خاموش می شود.

با این حال، مشکلات و قوانین خاص خود را نیز دارد. قطع کننده مدار محافظ نمی تواند دارای هیچ رتبه ای باشد، اما با توجه به مارک SPD مورد استفاده انتخاب می شود. در اینجا جدولی از توصیه ها برای انتخاب دستگاه های خودکار نصب شده در جلوی دستگاه های حفاظت از نوسانات وجود دارد:

اگر فکر می کنید که هرچه مقدار اسمی دستگاه کمتر نصب شود، حفاظت قابل اطمینان تر خواهد بود، در اشتباه هستید. جریان ضربه ای و افزایش ولتاژ می تواند به اندازه ای باشد که منجر به عملکرد قطع کننده مدار شود، حتی قبل از لحظه ای که SPD کار می کند.

و بر این اساس، شما دوباره بدون محافظت باقی خواهید ماند. بنابراین، تمام تجهیزات حفاظتی را هوشمندانه و طبق قوانین انتخاب کنید. SPD محافظتی آرام اما بسیار به موقع در برابر الکتریسیته خطرناک است که فوراً فعال می شود.

خطاهای اتصال

1 رایج ترین اشتباه نصب SPD در تابلو برق با حلقه زمین ضعیف است.

چنین محافظتی هیچ معنایی نخواهد داشت. و اولین برخورد صاعقه "موفق" هم تمام دستگاه ها و هم خود محافظ را می سوزاند.

2 اتصال نادرست بر اساس سیستم زمین.

مدارک فنی SPD را بررسی کنید و با یک برقکار مجرب و مسئول خدمات برق مشورت کنید، که باید از نوع سیستم ارتینگ در خانه شما آگاه باشد.

اگر خانه شما دارای بسیاری از لوازم خانگی گران قیمت است، بهتر است مراقب سازماندهی حفاظت جامع از شبکه برق باشید. در این مقاله در مورد وسایل حفاظت از ولتاژ، چرایی نیاز، چیستی و نحوه نصب آنها صحبت خواهیم کرد.

ماهیت ولتاژهای افزایشی و تأثیر آنها بر فناوری

از دوران کودکی، بسیاری با هیاهوی قطع کردن وسایل برقی خانگی از شبکه در اولین نشانه طوفان قریب الوقوع آشنا بوده اند. امروزه تجهیزات الکتریکی شبکه های شهری پیشرفته تر شده است و به همین دلیل است که بسیاری از افراد از وسایل حفاظتی اولیه غافل می شوند. در عین حال، این مشکل به طور کامل از بین نرفته است؛ لوازم خانگی، به ویژه در خانه های شخصی، هنوز در معرض خطر هستند.

ماهیت وقوع اضافه ولتاژهای ضربه ای (IP) می تواند طبیعی و ساخته دست بشر باشد. در حالت اول، صاعقه به دلیل برخورد صاعقه به خطوط برق هوایی رخ می دهد و فاصله بین نقطه برخورد و مصرف کنندگان در معرض خطر می تواند تا چندین کیلومتر باشد. همچنین می توان به دکل های رادیویی و صاعقه گیرهای متصل به حلقه اصلی زمین برخورد کرد که در این صورت اضافه ولتاژ القایی در شبکه خانگی ظاهر می شود.

1 - برخورد صاعقه از راه دور در خطوط برق. 2 - مصرف کنندگان; 3 - حلقه زمین؛ 4 - صاعقه بستن در خطوط برق; 5- برخورد مستقیم صاعقه به تیر برق

IP ساخته شده توسط انسان غیرقابل پیش بینی است، آنها در نتیجه اضافه بارهای سوئیچینگ در پست های ترانسفورماتور و توزیع به وجود می آیند. با افزایش نامتقارن قدرت (فقط در یک فاز)، جهش شدید ولتاژ امکان پذیر است، پیش بینی این تقریبا غیرممکن است.

ولتاژهای ضربه ای در زمان بسیار کوتاه هستند (کمتر از 0.006 ثانیه)، به طور سیستماتیک در شبکه ظاهر می شوند و اغلب بدون توجه ناظر عبور می کنند. لوازم خانگی برای مقاومت در برابر ولتاژ تا 1000 ولت طراحی شده اند، این موارد اغلب ظاهر می شوند. در ولتاژ بالاتر، خرابی منابع تغذیه تضمین می شود و خرابی عایق در سیم کشی خانه نیز امکان پذیر است که منجر به اتصال کوتاه متعدد و آتش سوزی می شود.

نحوه چیدمان و نحوه عملکرد SPD

SPD، بسته به کلاس حفاظتی، ممکن است دارای یک دستگاه نیمه هادی بر روی وریستورها یا دارای برقگیر باشد. در حالت عادی، SPD در حالت بای پس عمل می کند، جریان داخل آن از طریق یک شنت رسانا جریان می یابد. شنت از طریق یک وریستور یا دو الکترود با یک شکاف کاملا استاندارد به زمین محافظ متصل می شود.

در طول یک افزایش ولتاژ، حتی بسیار کوتاه، جریان از این عناصر عبور می کند و در امتداد زمین پخش می شود یا با افت شدید مقاومت در حلقه فاز به صفر (اتصال کوتاه) جبران می شود. پس از تثبیت ولتاژ، برقگیر ظرفیت خود را از دست می دهد و دستگاه دوباره در حالت عادی کار می کند.

بنابراین SPD مدار را برای مدتی می بندد تا ولتاژ اضافی به انرژی حرارتی تبدیل شود. در همان زمان، جریان های قابل توجهی از دستگاه عبور می کند - از ده ها تا صدها کیلو آمپر.

تفاوت بین کلاس های حفاظتی چیست؟

بسته به علل وقوع IP، دو ویژگی موج ولتاژ افزایش یافته متمایز می شود: 8/20 و 10/350 میکروثانیه. رقم اول زمانی است که IP حداکثر مقدار خود را به دست می آورد، رقم دوم زمانی است که طول می کشد تا به مقادیر اسمی سقوط کند. همانطور که می بینید، نوع دوم اضافه ولتاژ خطرناک تر است.

دستگاه های کلاس I برای محافظت در برابر IP با مشخصه 10/350 میکروثانیه طراحی شده اند که اغلب در هنگام برخورد صاعقه در خطوط برق نزدیکتر از 1500 متر به مصرف کننده رخ می دهد. این دستگاه ها می توانند به طور خلاصه جریانی از 25 تا 100 کیلو آمپر را از خود عبور دهند، تقریباً تمام دستگاه های کلاس I مبتنی بر برقگیر هستند.

SPDهای کلاس II بر جبران IP با مشخصه 20/8 میکروثانیه متمرکز هستند، مقادیر جریان اوج در آنها بین 10 تا 40 کیلو آمپر است.

کلاس حفاظتی III برای جبران نوسانات با مقادیر جریان کمتر از 10 کیلو آمپر با IP مشخصه 8/20 میکرو ثانیه طراحی شده است. تجهیزات کلاس حفاظت II و III بر اساس عناصر نیمه هادی هستند.

ممکن است به نظر برسد که فقط دستگاه های کلاس I را به عنوان قدرتمندترین آنها نصب کنید، اما اینطور نیست. مشکل این است که هرچه آستانه پایین تر جریان رو به جلو بیشتر باشد، SPD حساسیت کمتری دارد. به عبارت دیگر: با مقادیر IP کوتاه و نسبتاً پایین، یک SPD قدرتمند ممکن است کار نکند و یک SPD حساس‌تر قادر به مقابله با جریان‌هایی با این بزرگی نخواهد بود.

دستگاه های کلاس حفاظت III برای حذف کمترین SI - فقط چند هزار ولت - طراحی شده اند. آنها کاملاً شبیه به دستگاه های حفاظتی نصب شده توسط تولید کنندگان در منابع تغذیه برای لوازم خانگی هستند. در صورت نصب اضافی، اولین کسانی هستند که بار را بر عهده می گیرند و از عملکرد SPD در دستگاه هایی که منبع آن به 20-30 سیکل محدود می شود جلوگیری می کنند.

آیا نیاز به SPD، ارزیابی ریسک وجود دارد؟

فهرست کاملی از الزامات سازمان حفاظت در برابر IP در IEC 61643-21 آمده است، شما می توانید نصب اجباری را طبق استاندارد IEC 62305-2 تعیین کنید، که براساس آن ارزیابی خاصی از درجه خطر رعد و برق انجام می شود. اعتصاب و عواقب ناشی از آن مشخص می شود.

به طور کلی، هنگام تامین برق از خطوط برق هوایی، نصب SPD کلاس I تقریباً همیشه ترجیح داده می شود، مگر اینکه مجموعه ای از اقدامات برای کاهش تأثیر رعد و برق در حالت منبع تغذیه انجام شده باشد: اتصال مجدد پایه ها، PEN. - هادی و عناصر یاتاقان فلزی، میله صاعقه با حلقه زمین جداگانه، سیستم های یکسان سازی پتانسیل.

یک راه آسان‌تر برای ارزیابی ریسک، مقایسه هزینه‌های لوازم حفاظت‌نشده و دستگاه‌های امنیتی است. حتی در ساختمان های چند طبقه که اضافه ولتاژها با مشخصه 8/20 بسیار کم است، خطر خرابی عایق یا خرابی دستگاه ها بسیار زیاد است.

نصب دستگاه ها در تابلوی اصلی

اکثر SPD ها ماژولار هستند و می توانند روی ریل DIN 35 میلی متری نصب شوند. تنها شرط این است که سپر برای نصب SPD باید دارای یک مورد فلزی با اتصال اجباری به هادی محافظ باشد.

هنگام انتخاب یک SPD، علاوه بر ویژگی های عملکرد اصلی، باید جریان عملیاتی نامی را در حالت بای پس نیز در نظر بگیرید، باید با بار در شبکه شما مطابقت داشته باشد. پارامتر دیگر حداکثر ولتاژ گیره است که نباید از بالاترین مقدار در نوسانات روزانه کمتر باشد.

SPD ها به صورت سری به یک شبکه تغذیه تک فاز یا سه فاز از طریق قطع کننده مدار دو و چهار قطب متصل می شوند. نصب آن در صورت لحیم کاری الکترودهای شکاف جرقه یا خرابی وریستور که باعث اتصال کوتاه دائمی می شود ضروری است. فازها و یک هادی محافظ به پایانه های بالایی SPD و صفر به پایانه های پایینی متصل می شوند.

مثال اتصال SPD: 1 - ورودی. 2 - کلید اتوماتیک; 3 - SPD; 4 - اتوبوس زمینی; 5 - حلقه زمین؛ 6 - کنتور برق; 7 - ماشین دیفرانسیل; 8- به ماشین های اتوماتیک مصرف کنندگان

هنگام نصب چندین دستگاه محافظ با کلاس های حفاظتی مختلف، آنها باید با استفاده از چوک های مخصوص متصل به سری با SPD هماهنگ شوند. وسایل حفاظتی به ترتیب صعودی کلاس در مدار تعبیه شده اند. بدون هماهنگی، SPD های حساس تر بار اصلی را بر عهده می گیرند و زودتر از کار می افتند.

اگر طول خط کابل بین دستگاه ها بیش از 10 متر باشد، می توان از نصب چوک ها جلوگیری کرد. به همین دلیل SPD های کلاس I حتی قبل از متر روی نما نصب می شوند و از واحد اندازه گیری در برابر نوسانات محافظت می کنند و کلاس های دوم و سوم به ترتیب روی سپرهای ASU و طبقه / گروه نصب می شوند.

بسیاری از لوازم خانگی در طرح های خود دارای بلوک های محافظ هستند که به اصطلاح از قبل تعبیه شده اند که در برابر جهش ها محافظت می کنند. این یک نوع ولتاژ خطرناک است که می تواند در اثر رعد و برق، هنگام تعمیر شبکه ها، هنگام تعویض بارهای بزرگ و غیره ایجاد شود. به طور کلی دلایل زیادی وجود دارد. بنابراین بلوک های داخلی منبع بسیار کمی دارند. و اگر نوع ضربه ای ولتاژ اغلب اتفاق بیفتد، لحظه ای فرا می رسد که دستگاه از کار می افتد و لوازم خانگی را به خطر می اندازد. یعنی از اضافه ولتاژ، تجهیزات به سادگی شروع به خراب شدن خواهند کرد. بنابراین برای جلوگیری از این مشکلات، نصب یک دستگاه حفاظت از ولتاژ (SPD) در شبکه تامین ضروری است. بنابراین، بیایید درک کنیم: SPD - چیست؟

SPD چگونه کار می کند

اصل عملکرد SPD بسیار ساده است، زیرا دارای مدار تخلیه اضافه ولتاژ ساده است. بنابراین در مدار دستگاه یک شنت تعبیه شده است که از طریق آن برق به سمت بار حرکت می کند. البته که از طریق دستگاه به برق وصل می شود. یک بلوز (پل) بین شنت و خط زمین، متشکل از یک وریستور یا یک شکاف جرقه نصب شده است.

بنابراین، اگر ولتاژ در شبکه نرمال باشد، مقاومت وریستور توسط مگا اهم تعیین می شود. به محض اینکه اضافه ولتاژ روی خط ظاهر می شود، وریستور بلافاصله وارد دسته هادی ها می شود و شروع به عبور جریان از خود می کند که به سمت زمین می رود. ساده است.

انواع SPD

سه کلاس وجود دارد که با اعداد رومی مشخص می شوند.

• کلاس I در شبکه هایی استفاده می شود که ضربه (موج) دارای مشخصه 10/350 میکرو ثانیه است. چگونه آن را درک کنیم؟ در واقع این زمانی است که در طی آن ضربه به حداکثر خود می رسد و برابر با 10 میکروثانیه است. و 350 میکرو ثانیه زمان کاهش ولتاژ به مقدار اسمی است. در عین حال، یک SPD از این کلاس می تواند جریان های کوتاه مدت در محدوده 25-100 کیلو آمپر را تحمل کند. به عنوان مثال، اگر محل برخورد 1.5 کیلومتر از مصرف کننده فاصله داشته باشد، با برخورد صاعقه به خط برق مطابقت دارد.
• کلاس II. بیایید بلافاصله شاخص ها را مشخص کنیم: 8/20 μs، 10-40 kA. این دستگاه فقط از وریستور استفاده می کند. و از آنجایی که این عناصر منبع ناچیزی دارند، یک فیوز به اتصال بین آنها و شنت لحیم شده است، مکانیکی است. به محض اینکه مقاومت وریستور به اصطلاح از نظر ایمنی لازم ناکافی شود، فیوز مدار را باز می کند. او فقط لحیم کاری می کند. اگر از نقطه نظر اصل فیزیکی عملکرد به آن نگاه کنید، این دقیقاً حفاظت حرارتی است. به هر حال، سازندگان مراقب کاهش مقاومت وریستور هستند. به نشانگر نمایش داده شده در پانل SPD متصل است.
• کلاس III. دستگاه های این کلاس دقیقاً قبلی را تکرار می کنند. یک تفاوت وجود دارد - این قدرت فعلی است که وریستور باید تحمل کند، مقدار آن از 10 کیلو آمپر تجاوز نمی کند.

به هر حال، لازم به ذکر است که بلوک های محافظ نوع ساخته شده دقیقاً همان طرح را دارند و طبق این اصل دقیقاً به همان روش کار می کنند. اما همانطور که در بالا ذکر شد، عمر مفید بسیار کمی دارند. بنابراین، با افزودن SPD کلاس سوم به شبکه، مشکلات مربوط به خرابی زودرس لوازم خانگی مرتبط با اضافه ولتاژ در شبکه تامین را حل می کنید.

درست است، هنگام برخورد با دستگاهی از این نوع باید کاملاً صادق بود. هر سه کلاس نصب شده در تابلو برق می توانند به طور همزمان قابلیت اطمینان بالایی را تضمین کنند. چرا؟ همه چیز در مورد انگیزه های مختلف است. به عنوان مثال، اگر پالس ولتاژ کوتاه باشد، یک SPD درجه یک کار نخواهد کرد. بله، و مقدار اضافه ولتاژ ناچیز خواهد بود. زیرا این دستگاه در گروه غیر حساس ها قرار می گیرد. اما دستگاهی با پهنای باند کم توان به سادگی نمی تواند با قدرت جریان زیاد مقابله کند.

اضافه می کنیم که نمودار اتصال این دستگاه بسیار ساده است. در واقع مانند یک مدارشکن معمولی متصل می شود.

دستگاه حفاظت از ولتاژ (SPD) دستگاهی است که برای محافظت از شبکه الکتریکی و تجهیزات الکتریکی در برابر نوسانات ناشی از صاعقه مستقیم یا غیرمستقیم و همچنین گذرا در خود شبکه الکتریکی طراحی شده است.

به عبارت دیگر SPD ها عملکردهای زیر را انجام می دهند:

— حفاظت در برابر صاعقهشبکه و تجهیزات الکتریکی، یعنی محافظت در برابر نوسانات ناشی از اثرات مستقیم یا غیر مستقیم صاعقه

— حفاظت از موجناشی از سوئیچینگ گذرا در شبکه مرتبط با روشن یا خاموش کردن تجهیزات الکتریکی با بار القایی زیاد، مانند ترانسفورماتورهای برق یا جوش، موتورهای الکتریکی قدرتمند و غیره.

— حفاظت از راه دور اتصال کوتاه(یعنی از اضافه ولتاژ ناشی از اتصال کوتاهی که رخ داده است)

SPD ها نام های مختلفی دارند: برقگیر شبکه - OPS (OPN), محدود کننده ولتاژ ضربه - SPE، اما همه آنها عملکردها و اصل عملکرد یکسانی دارند.

1. اصل عملیات و دستگاه حفاظتی SPD

اصل عملکرد یک SPD مبتنی بر استفاده از عناصر غیر خطی است که معمولاً وریستور هستند.

وریستور یک مقاومت نیمه هادی است که مقاومت آن وابستگی غیرخطی به ولتاژ اعمال شده دارد.

در زیر نموداری از مقاومت وریستور در برابر ولتاژ اعمال شده به آن نشان داده شده است:

نمودار نشان می دهد که وقتی ولتاژ از مقدار معینی بالاتر می رود، مقاومت وریستور به شدت کاهش می یابد.

نحوه عملکرد آن در عمل، بیایید به مثال طرح زیر نگاه کنیم:

این نمودار به سادگی یک مدار الکتریکی تک فاز را نشان می دهد که در آن یک بار به شکل لامپ از طریق یک قطع کننده مدار متصل می شود، یک SPD نیز در مدار گنجانده شده است، از یک طرف به سیم فاز وصل می شود پس از از سوی دیگر - به زمین.

در حالت عادی، ولتاژ مدار 220 ولت است، در این ولتاژ وریستور SPD دارای مقاومت بالایی است که در هزاران مگا اهم اندازه گیری می شود، چنین مقاومت بالایی از وریستور از عبور جریان از طریق SPD جلوگیری می کند.

چه اتفاقی می‌افتد وقتی یک پالس ولتاژ بالا در مدار اتفاق می‌افتد، مثلاً در اثر برخورد رعد و برق (برخورد رعد و برق).

نمودار نشان می دهد که هنگامی که یک پالس در مدار اتفاق می افتد، ولتاژ به شدت افزایش می یابد، که به نوبه خود باعث کاهش آنی و چند برابری در مقاومت SPD می شود (مقاومت وریستور SPD به صفر می رسد)، کاهش مقاومت منجر به کاهش مقاومت می شود. این واقعیت که SPD شروع به هدایت جریان الکتریکی می کند و مدار الکتریکی را به زمین کوتاه می کند، یعنی. ایجاد یک اتصال کوتاه که قطع کننده مدار را قطع می کند و مدار را قطع می کند. بنابراین، برقگیر از تجهیزات الکتریکی در برابر جریان یک پالس ولتاژ بالا از طریق آن محافظت می کند.

1. طبقه بندی SPD

طبق GOST R 51992-2011 که بر اساس استاندارد بین المللی IEC 61643-1-2005 توسعه یافته است، کلاس های زیر SPD وجود دارد:

SPD کلاس 1 -(همچنین به عنوان کلاسب) برای محافظت در برابر اثرات مستقیم رعد و برق (اصطلاح صاعقه به سیستم)، جهش های جوی و سوئیچینگ استفاده می شود. آنها در ورودی ساختمان در دستگاه توزیع ورودی (ASU) یا تابلوی اصلی (MSB) نصب می شوند. این باید برای ساختمان های مستقل در مناطق باز، ساختمان هایی که به یک خط هوایی متصل هستند، و همچنین ساختمان هایی با میله برق گیر یا در کنار درختان بلند نصب شود، یعنی. ساختمان هایی با خطر بالای تاثیر مستقیم یا غیرمستقیم صاعقه. نرمال شده توسط شکل موج پالس 10/350 میکرو ثانیه. جریان تخلیه نامی 30-60 کیلو آمپر است.

SPD کلاس 2 -(همچنین به عنوان کلاس C) برای محافظت از شبکه در برابر بقایای جهش های جوی و سوئیچینگ که از SPD کلاس 1 عبور کرده اند استفاده می شود. آنها در تابلوهای محلی، به عنوان مثال، در پانل ورودی یک آپارتمان یا دفتر نصب می شوند. آنها با جریان پالسی با شکل موج 8/20 میکرو ثانیه نرمال می شوند.جریان تخلیه نامی 20-40 کیلو آمپر است.

SPD کلاس 3 -(همچنین به عنوان کلاسدی) برای محافظت از تجهیزات الکترونیکی در برابر بقایای اضافه ولتاژهای جوی و سوئیچینگ و همچنین تداخل فرکانس بالا که از SPD های کلاس 2 عبور می کند استفاده می شود. آنها در جعبه های اتصال، سوکت ها یا مستقیماً در خود تجهیزات نصب می شوند. نمونه ای از استفاده از SPD های کلاس 3 فیلترهای شبکه ای هستند که برای اتصال رایانه های شخصی استفاده می شوند. نرمال شده توسط جریان پالسی با شکل موج 8/20 میکرو ثانیه. جریان تخلیه نامی 5-10 کیلو آمپر است.

1. علامت گذاری SPD - ویژگی ها

ویژگی های SPD:

• ولتاژ نامی و حداکثر- حداکثر ولتاژ عملیاتی شبکه برای عملیاتی که SPD تحت آن طراحی شده است.
• فرکانس فعلی- فرکانس کاری جریان اصلی برای عملیاتی که SPD در آن طراحی شده است.
• جریان تخلیه نامی(شکل موج فعلی در براکت نشان داده شده است) یک پالس جریان با شکل موج 8/20 میکروثانیه بر حسب کیلو آمپر (kA) است که SPD قادر به عبور مکرر است.
• حداکثر جریان تخلیه(شکل موج فعلی در پرانتز نشان داده شده است) حداکثر پالس جریان با شکل موج 8/20 میکروثانیه بر حسب کیلو آمپر (kA) است که SPD قادر است یک بار بدون شکست آن را عبور دهد.
• سطح ولتاژ حفاظتی- حداکثر مقدار افت ولتاژ بر حسب کیلوولت (کیلوولت) در SPD هنگامی که یک پالس جریان از آن عبور می کند. این پارامتر توانایی SPD برای محدود کردن اضافه ولتاژ را مشخص می کند.

1. نمودار اتصال SPD

شرط کلی برای اتصال SPD وجود فیوز در کنار شبکه تغذیه یا فیوز مربوط به بار شبکه است، بنابراین تمام مدارهای ارائه شده در زیر شامل قطع کننده های مدار خواهند بود (نمودار اتصال SPD در تابلو برق):

طرح های اتصال SPD (OPS، SPE) به شبکه تک فاز 220 ولت(دو سیم و سه سیم):

طرح های اتصال SPD (OPS، SPE) به شبکه سه فاز 3800 ولت

نمودارهای شماتیک اتصال SPD به شرح زیر است.

در یک خانه مدرن مقدار قابل توجهی از لوازم خانگی، لوازم خانگی و الکترونیک وجود دارد. در همان زمان، بیشتر خانه های خصوصی با استفاده از یک خط انتقال برق سربار (TL) انرژی دریافت می کنند. در چنین شرایطی، داشتن یک وسیله حفاظت از ولتاژ که در شبکه در هنگام برخورد صاعقه رخ می دهد منطقی است.

برخورد صاعقه در خانه وحشتناک به نظر می رسد

علل و ماهیت تکانه های موج

بسیاری از افراد مسن که برای مدت طولانی خانه های خود را ترک می کنند، از ترس رعد و برق، سیم تمام وسایل برقی را به روش قدیمی از پریز جدا می کنند. خطوط برق در حال حاضر نسبتاً ضد آب و هوا هستند و لوازم الکترونیکی مصرفی از محافظت اولیه در برابر نوسانات تا چندین هزار ولت برخوردار هستند.

بنابراین، در یک ساختمان آپارتمانی که برق آن از طریق کابل زیرزمینی تامین می شود، مشکل حفاظت در برابر صاعقه تا حد زیادی حل می شود.

در مورد تامین برق از طریق هوا، لازم است اقدامات جامعی برای محافظت در برابر صاعقه انجام شود.

تأثیر منفی الکتریسیته اتمسفر ممکن است رخ دهد:

• هنگامی که رعد و برق مستقیماً به خط برق نزدیک خانه برخورد می کند، که منجر به یک پالس 10/350 میکرو ثانیه می شود (مقادیر اول زمان افزایش پالس، مقدار دوم زمان فروپاشی است).
• هنگامی که صاعقه به یک خط انتقال نیرو در فاصله طولانی برخورد می کند و موجی با مشخصه 8/20 میکرو ثانیه تشکیل می شود.
• در صورت تخلیه رعد و برق در مجاورت و هدایت یک پالس الکترومغناطیسی روی خط برق.

انواع طرح های برخورد صاعقه

طبقه بندی حفاظت از نوسانات

شکاف های جرقه ای آشنا

توجه داشته باشید که تکانه های ولتاژ بالا در شبکه همچنین می تواند در نتیجه تصادف در پست برق یا قطع شدن سیم نول در شبکه سه فاز رخ دهد. در نتیجه اثرات فوق، لوازم خانگی و همچنین دستگاه های کلید برق از کار می افتند. اگر عایق سیم کشی خانه خراب شود، اتصال کوتاه، آتش سوزی و آتش سوزی ایجاد می شود.

برقگیرهای شیر در یک پست برق

اساس سرج گیر یک وریستور است، یعنی مقاومتی که مقاومت آن بسته به ولتاژ اعمال شده تغییر می کند. OPN قابل اعتمادتر هستند، ابعاد کوچکتری دارند. در یک موقعیت خاص، امکان نصب برقگیر با مناسب ترین مشخصه وجود دارد.

در شبکه های ولتاژ پایین که برق ساختمان های مسکونی را تامین می کنند، از دستگاه های حفاظت از نوسانات (SPD) استفاده می شود. این دستگاه های مدولار با اندازه کوچک به سه دسته تقسیم می شوند و می توانند توسط صاحبان خانه در خانه ها و آپارتمان های خود استفاده کنند.

SPD های مدولار برای نصب در تابلوهای برق

دستگاه های کلاس I بر روی سپر ورودی یک ساختمان مسکونی نصب می شوند. آنها برای محافظت در برابر صاعقه های نزدیک (تا 1.5 کیلومتر) طراحی شده اند و جریان هایی از 25 تا 100 هزار آمپر با مشخصه پالس 10/350 میکرو ثانیه را از خود عبور می دهند. SPD های کلاس II به عنوان مرحله دوم محافظت در برابر صاعقه و عبور جریان های 10-40 هزار آمپر از طریق خود با مشخصه پالس 8/20 میکرو ثانیه در تابلو برق نصب می شوند.

دستگاه های کلاس III تکانه های با مشخصه 8/20 میکرو ثانیه را خاموش می کنند و برای جریان های تا 10 کیلو آمپر طراحی شده اند. آنها مستقیماً روی وسایل برقی نصب می شوند. طبق طراحی، SPD های کلاس III را می توان به شکل ماژول ساخته و روی ریل دینامیکی نصب کرد و همچنین در یک سوکت یا دوشاخه مصرف کننده انرژی قرار داد.

آیا در مورد خود به SPD نیاز دارید؟

نمودار سیم کشی استاندارد برای اتصال SPD در یک شبکه سه فاز

طرح اتصال SPD کلاسیک نصب متوالی دستگاه های هر سه کلاس را فراهم می کند. اگر خودمان را به یک دستگاه کلاس I محدود کنیم، ممکن است با تکانه های نسبتا ضعیف کار نکند. برعکس، حساس ترین SPD کلاس III وظیفه خود را با یک ضربه قوی انجام نمی دهد.

استانداردها و روش هایی برای محاسبه میزان خطر صاعقه و ارزیابی عواقب آن وجود دارد. به طور کلی، در صورتی که دکل های انتقال برق به زمین متصل شوند، سیم خنثی به زمین متصل شده باشد، صاعقه گیر نصب شده باشد و یک سیستم یکسان سازی پتانسیل اجرا شود، می توان یک SPD کلاس I را حذف کرد.

با این حال، بدون دانش خاص در زمینه منبع تغذیه، ارائه یک طرح استاندارد حفاظت از نوسانات بسیار ساده تر است.

در عین حال، در هر صورت، هنگام نصب صاعقه گیر، تأثیر منفی تخلیه صاعقه بسیار کاهش می یابد. اگر قبلا این کار را نکرده اید، مقاله را بخوانید

نحوه عملکرد انواع مختلف SPD

دستگاه های حفاظت از نوسانات در طراحی خود از برقگیر یا دستگاه های نیمه هادی - وریستورها استفاده می کنند. دومی در هنگام تحریک گرم می شود و در مواجهه مکرر با ولتاژ بالا خوب کار نمی کند. وریستور باید خنک شود تا به حالت کار بازگردد. SPDهای یک نوع مدولار اغلب دارای نشانگرهای سلامت هستند و در صورت خرابی قابل تعویض هستند.

نمودار الکتریکی عملکرد SPD

در ولتاژ معمولی در شبکه، جریان از طریق هادی ها به بار می گذرد. در حین افزایش ولتاژ، برقگیر باز شده و جریان را به زمین منتقل می کند. پس از بازگشت ولتاژ در شبکه به مقادیر عملیاتی، عناصر SPD دوباره بسته می شوند و منبع تغذیه در حالت عادی جریان می یابد.

در حین کار دستگاه محافظ، جریانی تا ده ها هزار آمپر از آن عبور می کند. در این صورت مقدار زیادی انرژی یعنی گرما آزاد می شود.

دستگاه حفاظت از نوسانات را خودتان انجام دهید

نمونه ای از نصب SPD در تابلو برق

حفاظت در برابر برق گرفتگی را می توان با دست انجام داد. SPD از نوع مدولار در حفاظ ورودی با محفظه فلزی تعبیه شده است. در این حالت باید از دستگاهی استفاده شود که جریان نامی آن کمتر از مقدار محدود شده توسط دستگاه ورودی نباشد. همچنین ولتاژ محدود کننده SPD نباید کمتر از حد مجاز در شبکه شما باشد.

SPD کلاس I پس از قطع کننده مدار ورودی در یک شبکه تک فاز یا سه فاز متصل می شود. از بالا، خطوط منبع تغذیه محافظت شده به دستگاه وصل می شود، از پایین - زمین. در زیر یک نوع از نمودار سیم کشی برای اتصال SPD های کلاس I در یک شبکه تک فاز آورده شده است.

نمودار سیم کشی برای اتصال SPD در یک شبکه تک فاز

SPD کلاس II در یک تابلو برق در داخل خانه نصب می شود. دستگاه محافظ درجه سه مستقیماً بر روی مصرف کنندگان نصب می شود. اگر مراحل دستگاه حفاظتی نزدیک است، برای تطبیق، لازم است چوک ها را بین آنها وصل کنید. در غیر این صورت، یک SPD با حساسیت بیشتر، کل جریان بار را روی خود خواهد برد. اگر فاصله بین وسایل حفاظتی بیش از 10 متر باشد، نقش چوک ها توسط سیم کشی برق انجام می شود.

موضوع انتخاب و اتصال دستگاه های حفاظت در برابر برق گرفتگی برای افراد غیر متخصص آسان نیست. در هر صورت، سوالات باقی مانده را می توان با کمک یک ویدیو حل کرد.