Supratensiune puls (IP) este o creștere de scurtă durată, care durează o fracțiune de secundă, și o creștere (salt) bruscă a tensiunii, care este periculoasă pentru linia electrică și echipamentele electrice datorită efectului său distructiv.
Motivele apariției IP
Există două motive principale pentru apariția IP: naturale și tehnologice. În primul caz, cauza este o lovitură de trăsnet directă sau indirectă pe o linie de transport a energiei electrice (PTL) sau asupra protecției împotriva trăsnetului a clădirii protejate. În al doilea caz, supraîncărcările de tensiune apar din cauza supraîncărcărilor de comutare la stațiile de transformare de putere.
Scopul SPD
Pentru a proteja linia electrică, echipamentele electrice și aparatele electrice de supratensiuni bruște și impulsuri de curent electric periculoase, sunt utilizate dispozitive de protecție la supratensiune (abreviate ca SPD).
SPD include cel puțin un element neliniar. Dacă sunt mai multe dintre ele, atunci conexiunea internă a SPD-ului se poate face între diferite faze, între o fază și împământare (împământare), precum și între zero și fază, între zero și împământare. În plus, conexiunea elementelor neliniare se realizează și sub forma unei anumite combinații.
Tipuri de SPD
În funcție de numărul de intrări, SPD-urile pot fi cu o singură intrare sau cu două intrări. Primul tip de conexiune se realizează în paralel cu circuitul electric protejat. SPD-urile de al doilea tip au două seturi de terminale - intrare și ieșire.
În funcție de tipul de element neliniar, acestea sunt împărțite în:
● Tip comutator SPD;
● SPD de tip limitator;
● SPD de tip combinat.
- Un SPD de tip comutator în modul normal de funcționare are o valoare a rezistenței destul de ridicată. Dar în cazul unei creșteri bruște de tensiune, rezistența SPD-ului se schimbă brusc la o valoare foarte scăzută. SPD-urile de tip comutare se bazează pe „descărcătoare”.
- Un SPD de tip limitator are și el inițial o rezistență mare, dar pe măsură ce tensiunea în rețea crește și unda de curent electric crește, rezistența scade treptat. SPD-urile de acest tip sunt adesea numite „limitatori”.
- SPD-urile combinate sunt compuse structural din elemente cu funcție de comutare și, respectiv, elemente cu funcție de limitare, sunt capabile să comute tensiunea, să limiteze creșterea tensiunii și, de asemenea, sunt capabile să îndeplinească aceste două funcții simultan.
Cursuri SPD
SPD-urile sunt împărțite în trei clase. SPD-urile de clasa 1 sunt utilizate pentru protecția împotriva supratensiunilor electrice cauzate de loviturile directe de trăsnet pe protecția împotriva trăsnetului sau liniile electrice. SPD-urile de clasa 1 sunt instalate de obicei în interiorul dulapului de distribuție de intrare (IDC) sau în interiorul plăcii de distribuție principală (MSB). SPD-urile de clasa 1 sunt evaluate prin curent electric pulsat cu o formă de undă de 10/350 μs. Aceasta este cea mai periculoasă valoare a curentului de impuls.
SPD-urile de clasa 2 sunt utilizate ca protecție suplimentară împotriva loviturilor de trăsnet. Ele sunt, de asemenea, utilizate atunci când este necesar să se asigure protecție împotriva zgomotului de comutare și a supratensiunii. Instalarea SPD din clasa 2 se realizează după SPD din clasa 1. SPD din clasa 2 este evaluată prin curent de impuls cu o formă de undă de 8/20 μs. Proiectarea dispozitivelor de protecție la supratensiune de clasa 2 constă dintr-o bază (corp) și module speciale înlocuibile cu un indicator de semnalizare. Indicatorul arată starea SPD-ului. Culoarea verde a indicatorului indică funcționarea normală a dispozitivului, culoarea portocalie a indicatorului indică necesitatea înlocuirii modulelor înlocuibile. Uneori, designul SPD utilizează un contact electric special, care transmite de la distanță un semnal despre starea dispozitivului. Acest lucru este foarte convenabil pentru întreținerea SPD-urilor.
SPD-urile de clasa 1+2 sunt utilizate pentru a proteja clădirile rezidențiale individuale. SPD-urile de acest tip sunt instalate în apropierea echipamentelor electrice. Sunt folosite ca o barieră finală pentru a proteja echipamentele de mici supratensiuni reziduale. Sunt produse ca dispozitive de protecție la supratensiune din această clasă prizele electrice specializate, prizele etc.
Utilizarea SPD-urilor din toate cele trei clase permite construirea unei protecții la supratensiune în trei etape.
SPD-urile sunt conectate la o rețea monofazată de 220 V sau la o rețea trifazată de 380 V. La instalațiile industriale, SPD-urile trifazate sunt cel mai des utilizate. În ceea ce privește casele private și rețeaua electrică casnică, se folosește un SPD cu o tensiune de 220V. Prin urmare, un circuit complet în care este utilizat un SPD trebuie proiectat pentru această tensiune și folosind tipul corespunzător de SPD. Schema de conectare și designul SPD-ului utilizat depind de modul neutru.
Dacă neutrul N și conductorul de protecție PE sunt combinate într-un conductor comun PEN, atunci pentru protecția împotriva supratensiunii se folosește cel mai simplu SPD, care constă dintr-un singur bloc. Schema de conectare a unui astfel de SPD este realizată în următoarea formă: un fir de fază conectat la intrarea SPD - un fir de ieșire conectat la conductorul PEN - echipamente electrice protejate sau dispozitive electrice conectate în paralel.
Conform cerințelor electrice moderne, neutrul rețelei electrice trebuie instalat separat de conductorul de protecție PE. În acest caz, se utilizează un SPD cu două module și terminale separate L, N, PE. O variantă a acestei scheme de conectare este următoarea: firul de fază este conectat la borna dispozitivului de curent rezidual L și merge în buclă la echipamentul protejat. Conductorul neutru este conectat la borna N a dispozitivului SPD și este, de asemenea, direcționat către echipament printr-o buclă. Terminalul PE al dispozitivului SPD este conectat la magistrala de protecție PE. Echipamentul protejat este împământat în același mod.
Astfel, atât în primul cât și în al doilea caz, când apar supratensiuni, curenții de impuls intră în pământ fie prin conductorul PEN, fie prin conductorul de protecție PE, fără a afecta echipamentul electric protejat.
Clasificarea și aplicarea SPD-urilor
Există o clasă specială de dispozitive pentru a proteja aparatele electrice și electronice de acasă. Dispozitivele de acest tip sunt numite în două moduri: Dispozitive de protecție la supratensiune (SPD) sau Limitator de supratensiune (SVP).
Cum să te aperi?
Pentru a proteja în mod fiabil cablajul electric la domiciliu, este necesar să construiți un sistem de protecție cu mai multe niveluri (cel puțin în trei trepte) din SPD-uri de diferite clase. Utilizarea lor este reglementată de GOST R 51992-2002 (IEC 61643-1-98). Conform acestui GOST, există trei clase de astfel de dispozitive.
SPD clasa I(B)
Conceput pentru a proteja împotriva loviturilor directe de fulgere în sau. Acestea sunt instalate la intrarea în clădire în dispozitivul de distribuție a intrărilor (IDU) sau în tabloul principal de distribuție (MSB). Ele sunt normalizate prin curent de impuls I imp cu o formă de undă de 10/350 μs. Curent nominal de descărcare 30-60 kA.
SPD clasa II(C)
Astfel de dispozitive de protecție la supratensiune conceput pentru a proteja rețeaua de distribuție curentă a instalației de interferențe de comutare sau ca o a doua etapă de protecție în cazul unei lovituri de trăsnet. Instalat în tablouri de distribuție. Normalizat prin curent de impuls cu o formă de undă de 8/20 μs Curent nominal de descărcare 20-40 kA.
SPD clasa III(D)
Astfel de dispozitive de protecție la supratensiune sunt sunt concepute pentru a proteja consumatorii de supratensiuni reziduale, protecție împotriva supratensiunilor diferențiale (asimetrice) (de exemplu, între o fază și conductorul de lucru neutru într-un sistem TN-S) și filtrarea interferențelor de înaltă frecvență.
Instalat direct în apropierea consumatorului. Acestea pot avea o mare varietate de modele (sub formă de prize, prize, module individuale pentru instalare pe șină DIN sau montate pe perete). Ele sunt normalizate prin curent de impuls cu o formă de undă de 8/20 µs. Curent nominal de descărcare 5-10 kA.
Dispozitiv SPD
) sunt construite pe bază de descărcători sau varistoare și au adesea dispozitive indicatoare care semnalează defecțiunea SPD. Dezavantajul dispozitivelor de protecție la supratensiune bazate pe varistoare este că, după declanșare, o dată trebuie să se răcească pentru a reveni la starea de funcționare. Acest lucru reduce protecția împotriva loviturilor repetate de fulgere.
De obicei, dispozitivele de protecție la supratensiune pe bază de varistor sunt fabricate cu montare pe șină DIN. Un varistor ars poate fi înlocuit prin simpla scoatere a modulului din carcasa SPD și instalarea unuia nou.
Practica de aplicare
Pentru a proteja în mod fiabil o instalație de efectele supratensiunilor, este mai întâi necesar să se creeze un sistem eficient de împământare și egalizare a potențialului. În acest caz, trebuie să treceți la sistemele de împământare TN-S sau TN-CS cu conductori neutru și de protecție separati.
Următorul pas ar trebui să fie instalarea dispozitivelor de protecție. La instalarea unui SPD, este necesar ca distanța dintre treptele de protecție adiacente să fie de cel puțin 10 metri de-a lungul cablului de alimentare. Respectarea acestei cerințe este foarte importantă pentru succesiunea corectă de funcționare a dispozitivelor de protecție.
Dacă se folosește o linie aeriene pentru conectare, este mai bine să utilizați un SPD bazat pe descărcători și siguranțe în panoul de intrare de pe stâlp. Dispozitivele de supratensiune cu varistor de clasa I sau II sunt instalate în tabloul principal al clădirii, iar dispozitivele de protecție la supratensiune de clasa III sunt instalate în panourile de pe podele. Dacă este necesar să se protejeze în continuare echipamentul, atunci SPD-urile sub formă de inserții și extensii sunt conectate la prize.
concluzii
În concluzie, trebuie spus că toate măsurile enumerate, desigur, reduc probabilitatea de deteriorare a CEA și a oamenilor din cauza creșterii tensiunii, dar nu sunt un panaceu. Prin urmare, în cazul unei furtuni, este mai bine să opriți nodurile cele mai critice, dacă acest lucru este, desigur, posibil.
A devenit o normă pentru noi toți ca în tablourile de distribuție ale clădirilor rezidențiale să fie obligatoriu instalarea întreruptoarelor de intrare, întrerupătoarelor modulare pentru circuitele de ieșire, RCD-urilor sau întrerupătoarelor diferențiale în încăperi și echipamente unde posibilele scurgeri de curent sunt critice ( băi, plită, mașină de spălat, boiler).
Pe lângă aceste dispozitive de comutare obligatorii, aproape nimeni nu trebuie să explice de ce este nevoie de un releu de control al tensiunii.
SPD sau releu de tensiune
Toată lumea a început să le instaleze peste tot. În linii mari, te protejează de 380V în loc de 220V care intră în casă. În același timp, nu trebuie să vă gândiți că tensiunea crescută intră în cablare din cauza unui electrician fără scrupule.
Fenomenele naturale care nu depind de calificarea electricienilor sunt destul de posibile. Un copac a căzut pur și simplu și a rupt firul neutru. 
De asemenea, nu uitați că orice linie aeriană devine învechită. Și chiar și faptul că o nouă linie a fost conectată la casa dvs. folosind un sistem de izolare autoportant și totul în casa dvs. este instalat conform regulilor, nu garantează că totul este în regulă la stația de transformare de alimentare în sine - statie de transformare. 
Acolo, zeroul de pe bara se poate oxida sau contactul de pe pinul transformatorului se poate arde. Nimeni nu este imun la asta.
De aceea toate tablourile electrice noi nu se mai asambleaza fara UZM sau RN de diverse modificari. 
În ceea ce privește dispozitivele de protecție la supratensiune, sau SPD-urile pe scurt, cei mai mulți aici au îndoieli cu privire la necesitatea achiziționării lor. Sunt chiar atât de necesare și este posibil să te descurci fără ele?
Astfel de dispozitive au apărut cu mult timp în urmă, dar nimeni nu se grăbește să le instaleze în masă. Puțini consumatori obișnuiți înțeleg de ce sunt necesari. 
Prima întrebare care le apare în minte este: „Am instalat un releu de supratensiune, de ce am nevoie de un alt SPD?”
Niciun releu de tensiune nu vă va salva de acest lucru, dar cel mai probabil se va arde împreună cu toate celelalte echipamente. În același timp, SPD-ul nu protejează împotriva micilor diferențe de zeci de volți sau chiar sute. 
De exemplu, dispozitivele pentru instalarea în panouri de acasă, asamblate pe varistoare, pot funcționa numai atunci când variabila atinge valori peste 430 de volți.
Prin urmare, atât dispozitivele LV, cât și SPD se completează reciproc.
Protejează-ți casa de furtuni
O furtună este un fenomen spontan și încă nu este foarte ușor de calculat. În acest caz, fulgerul nu trebuie să lovească direct linia de alimentare. Este suficient să lovești lângă ea. 
Chiar și o astfel de descărcare de fulger provoacă o creștere a tensiunii în rețea la câțiva kilovolți. Pe lângă defecțiunea echipamentului, aceasta este, de asemenea, plină de dezvoltarea unui incendiu.
Chiar și atunci când fulgerul lovește relativ departe de liniile aeriene, în rețele apar supratensiuni ale pulsului, care deteriorează componentele electronice ale aparatelor electrocasnice. Un contor electronic modern, cu umplerea sa, poate suferi și el de acest impuls. 
Lungimea totală a firelor și cablurilor într-o casă privată sau cabană ajunge la câțiva kilometri.
Aceasta include atât circuitele de alimentare, cât și curentul scăzut:
- alarma de securitate
Toate aceste fire preiau consecințele unui fulger. Adică, toți kilometrii tăi de cablare primesc o interferență gigantică, de care niciun releu de tensiune nu te poate salva.
Singurul lucru care va ajuta și proteja toate echipamentele, care costă câteva sute de mii, este o cutie mică numită SPD. 
Acestea sunt instalate în principal în cabane, și nu în apartamente înalte, unde alimentarea casei se face cu un cablu subteran. Totuși, nu uitați că, dacă stația dvs. de transformare nu este alimentată de o linie de cablu de 6-10 kV, ci de o linie aeriană sau linie aeriene (SIP-3), atunci efectul unei furtuni asupra mediei tensiuni poate fi și el reflectat. pe partea de 0,4 kV. 
Prin urmare, nu fi surprins când, în timpul unei furtuni în clădirea ta înaltă, routerele WiFi, telefoanele fără fir, televizoarele și alte echipamente electronice ale multor vecini se defectează simultan.
Fulgerul poate lovi o linie electrică la câțiva kilometri de casa ta, dar impulsul va ajunge în continuare la priza ta. Prin urmare, în ciuda costului lor, toți consumatorii de energie electrică ar trebui să se gândească la achiziționarea unui SPD. 
Prețul modelelor de înaltă calitate de la Schneider Electric sau ABB este de aproximativ 2-5% din costul total al electricității brute și al unui tablou de distribuție mediu. În total, aceasta nu este o sumă atât de mare de bani.
Cursuri SPD
Astăzi, toate dispozitivele de supratensiune sunt împărțite în trei clase. Și fiecare dintre ei își joacă rolul său. 
Modulul de primă clasă atenuează impulsul principal este instalat pe panoul de intrare principal.
După ce cea mai mare supratensiune a fost stinsă, impulsul rezidual este preluat de un SPD de clasa 2. Se monteaza in panoul de distributie al casei. 
Dacă nu aveți un dispozitiv de Clasa I, există o mare probabilitate ca întregul impact să fie preluat de modulul II. Și asta s-ar putea termina foarte trist pentru el.
Prin urmare, unii electricieni chiar descurajează clienții să instaleze protecție împotriva impulsurilor. Motivarea acestui lucru este că, deoarece nu puteți oferi primul nivel, atunci nu ar trebui să cheltuiți bani pe el deloc. Nu va avea rost.
Totuși, să vedem ce spune nu un electrician familiar despre asta, ci compania lider în sisteme de protecție împotriva trăsnetului, Citel: 
Adică textul afirmă direct că clasa a II-a se montează fie după clasa 1, fie CA UN DISPOZITIV STANDALONE.
Al treilea modul protejează direct un anumit consumator.
Dacă nu doriți să construiți toată această protecție în trei etape, achiziționați SPD-uri care sunt proiectate inițial să funcționeze în trei zone 1+2+3 sau 2+3. 
Se produc și astfel de modele. Și vor fi cea mai universală soluție pentru utilizare în case private. Cu toate acestea, costul lor îi va speria pe mulți.
Schema tablou electric cu SPD
Schema de circuit a unei plăci de distribuție care este bine echipată din punct de vedere al protecției împotriva tuturor supratensiunii și supratensiunii ar trebui să arate cam așa.
La intrarea din fața contorului există un întrerupător de circuit de intrare care protejează dispozitivul de măsurare și circuitele din interiorul panoului însuși. Urmează contorul. 
Între contor și mașina de intrare există un SPD cu protecție proprie. Organizația de furnizare a energiei electrice poate, desigur, interzice o astfel de instalare. Dar puteți justifica acest lucru prin necesitatea protecției la supratensiune pentru contorul în sine.
În acest caz, va fi necesar să montați întregul circuit cu dispozitivele într-o cutie separată sub un sigiliu pentru a preveni accesul liber la părțile sub tensiune expuse până la contor. 
Totuși, aici va apărea problema înlocuirii modulului declanșat și ruperii sigiliilor. Prin urmare, acordați în avans toate aceste puncte.
După dispozitivul de măsurare există:
- releu de tensiune UZM-51 sau echivalent
- mașini modulare simple
Dacă nu există întrebări cu componentele obișnuite la asamblarea unui astfel de scut, atunci la ce ar trebui să acordați atenție atunci când alegeți un SPD?
Pentru temperatura de funcționare. Majoritatea tipurilor electronice sunt proiectate să funcționeze la temperaturi ambientale de până la -25C. Prin urmare, nu este recomandat să le instalați în scuturi stradale.
Al doilea punct important sunt schemele de conectare. Producătorii pot produce modele diferite pentru a se potrivi diferitelor sisteme de împământare. 
De exemplu, nu va mai fi posibilă utilizarea acelorași SPD-uri pentru sistemele TN-C sau TT și TN-S. Nu veți obține o funcționare corectă de la astfel de dispozitive.
Scheme de conectare
Iată diagramele de bază ale conexiunii SPD în funcție de proiectarea sistemelor de împământare folosind modele de la Schneider Electric ca exemplu. Schema de conectare pentru un SPD monofazat într-un sistem TT sau TN-S: 
Cel mai important lucru aici este să nu confundați locația de conectare a cartuşului de inserție N-PE. Dacă îl conectați la o fază, veți crea un scurtcircuit.
Diagrama unui SPD trifazat într-un sistem TT sau TN-S: 
Schema de conectare pentru un dispozitiv trifazat în sistemul TN-C: 
La ce ar trebui să fii atent? Pe lângă conectarea corectă a conductorilor neutru și de fază, lungimea acestor fire joacă un rol important.
De la punctul de conectare din terminalul dispozitivului la bara de împământare, lungimea totală a conductorilor nu trebuie să fie mai mare de 50 cm! 
Și aici sunt diagrame similare pentru dispozitivele de protecție la supratensiune de la ABB OVR. Opțiune monofazată: 
Circuit trifazat: 
Să trecem prin unele dintre scheme separat. În circuitul TN-C, unde am combinat conductori de protecție și neutru, cea mai comună soluție de protecție este instalarea unui SPD între fază și masă.
Fiecare fază este conectată printr-un dispozitiv independent și funcționează independent de celelalte. 
În versiunea de rețea TN-S, unde conductorii neutru și de protecție au fost deja separați, circuitul este similar, dar aici este montat un modul suplimentar între zero și masă. De fapt, toată greutatea loviturii cade asupra lui. 
De aceea, la selectarea și conectarea opțiunii N-PE SPD, sunt indicate caracteristicile individuale pentru curentul de impuls. Și de obicei sunt mai mari decât valorile fazei.
În plus, nu uitați că protecția împotriva furtunii nu este doar un protector la supratensiune selectat corespunzător. Acesta este un întreg complex de evenimente.
Se pot folosi atat cu cat si fara protectie impotriva trăsnetului pe acoperișul casei. 
O atenție deosebită trebuie acordată unei bucle de împământare de înaltă calitate. 
Un colț sau un știft înfipt în pământ la o adâncime de 2 metri nu va fi suficient aici. O rezistență bună la pământ ar trebui să fie de 4 ohmi.
Principiul de funcționare
Principiul de funcționare al SPD se bazează pe atenuarea supratensiunii până la o valoare pe care dispozitivele conectate la rețea o pot suporta. Cu alte cuvinte, acest dispozitiv, chiar și la intrarea în casă, elimină tensiunea în exces pe bucla de masă, salvând astfel echipamentul scump de la un impuls distructiv.
Determinarea stării dispozitivului de protecție este destul de simplă:
- indicator verde – modul de lucru
Cu toate acestea, nu activați modulul cu steag roșu. Dacă nu există unul de rezervă, atunci este mai bine să îl demontați complet.
Un SPD nu este întotdeauna un dispozitiv de unică folosință, așa cum cred unii oameni. În unele cazuri, modelele din clasa 2 și 3 se pot declanșa de până la 20 de ori!
Întrerupătoare sau siguranțe în fața SPD-ului
Pentru a menține alimentarea neîntreruptă în casă, este, de asemenea, necesar să instalați un întrerupător care va opri protectorul de supratensiune. Instalarea acestei mașini se datorează și faptului că în momentul în care pulsul este îndepărtat, apare un așa-numit curent de însoțire.
Nu permite întotdeauna ca modulul varistor să revină în poziția închis. De fapt, nu își revine după ce a fost declanșat, așa cum ar trebui în teorie.
Ca urmare, arcul din interiorul dispozitivului este menținut și duce la un scurtcircuit și distrugere. Inclusiv dispozitivul în sine. 
În cazul unei astfel de defecțiuni, mașina este declanșată și dezactivează modulul de protecție. Alimentarea neîntreruptă a casei continuă.
Amintiți-vă că această mașină nu protejează în primul rând descărcătorul, ci rețeaua dumneavoastră.
În același timp, mulți experți recomandă instalarea nici măcar a unei mașini, ci a siguranțelor modulare ca atare protecție. 
Acest lucru se explică prin faptul că mașina în sine în timpul unei defecțiuni este expusă unui curent pulsat. Și declanșările sale electromagnetice vor fi, de asemenea, sub tensiune crescută.
Acest lucru poate duce la defectarea bobinei de declanșare, arderea contactelor și chiar la defecțiunea întregii protecție. De fapt, te vei trezi neînarmat în fața unui scurtcircuit.
Prin urmare, instalarea unui SPD după o mașină este mult mai rău decât după siguranțe.
Există, desigur, întrerupătoare automate speciale fără inductori, care au doar declanșări termice în proiectarea lor. De exemplu, Tmax XT sau Formula A. 
Cu toate acestea, luarea în considerare a acestei opțiuni pentru cabane nu este în întregime rațională. Este mult mai ușor să găsiți și să cumpărați siguranțe modulare. În acest caz, puteți alege tipul GG.
Sunt capabili să protejeze întreaga gamă de supracurenți în raport cu cei nominali. Adică, dacă curentul a crescut ușor, GG îl va opri la un anumit interval de timp.
Există, desigur, un minus pentru circuitul cu o mașină sau un computer direct în fața SPD-ului. Știm cu toții că furtunile și fulgerele sunt fenomene pe termen lung, nu o singură dată. Și toate impacturile ulterioare pot fi nesigure pentru casa ta. 
Protecția funcționase deja prima dată și mitraliera a fost eliminată. Și nici nu veți ghici despre asta, pentru că sursa de alimentare nu a fost întreruptă.
Prin urmare, unii oameni preferă să instaleze un SPD imediat după întrerupătorul de circuit de intrare. Astfel încât atunci când este declanșat, tensiunea din întreaga casă este oprită. 
Cu toate acestea, există și aici capcane și reguli. Întrerupătorul de protecție nu poate avea nicio valoare nominală, dar este selectat în funcție de marca SPD-ului utilizat. Iată un tabel de recomandări pentru alegerea întrerupătoarelor montate în fața dispozitivelor de protecție la supratensiune: 
Dacă credeți că cu cât valoarea nominală a mașinii este instalată mai mică, cu atât protecția va fi mai fiabilă, vă înșelați. Creșterea curentului de impuls și a tensiunii pot fi de o asemenea magnitudine încât vor duce la declanșarea întreruptorului chiar înainte de a funcționa SPD-ul.
Și, în consecință, veți rămâne din nou fără protecție. Prin urmare, alegeți toate echipamentele de protecție cu înțelepciune și conform regulilor. SPD este o protecție silențioasă, dar foarte oportună împotriva electricității periculoase, care intră în funcțiune instantaneu.
Erori de conectare
1 Cea mai frecventă greșeală este instalarea unui SPD într-o cameră electrică cu un circuit de împământare slab.Nu va avea niciun sens o astfel de protecție. Și primul fulger „reușit” va arde atât toate dispozitivele dvs., cât și protecția în sine. 
Verificați documentația tehnică a protectorului de supratensiune și consultați un electrician cu experiență responsabil cu echipamentele electrice, care ar trebui să fie conștient de ce sistem de împământare este utilizat în casa dvs. 
Dacă casa ta are o mulțime de aparate electrocasnice scumpe, este mai bine să ai grijă de organizarea unei protecții electrice cuprinzătoare. În acest articol vom vorbi despre dispozitivele de protecție la supratensiune, de ce sunt necesare, ce sunt și cum sunt instalate.
Natura supratensiunilor de impuls și impactul lor asupra tehnologiei
Mulți oameni sunt familiarizați încă din copilărie cu agitația de a deconecta aparatele electrice de uz casnic la primul semn al unei furtuni care se apropie. Astăzi, echipamentele electrice ale rețelelor orașului au devenit mai avansate, motiv pentru care mulți oameni neglijează dispozitivele de protecție de bază. În același timp, problema nu a dispărut complet electrocasnicele, mai ales în casele particulare, sunt încă în pericol.
Natura apariției supratensiunilor de impuls (OS) poate fi naturală și creată de om. În primul caz, IP apare din cauza fulgerului care lovește liniile electrice aeriene, iar distanța dintre punctul de impact și consumatorii expuși riscului poate fi de până la câțiva kilometri. De asemenea, este posibilă lovirea turnurilor radio și a paratrăsnetului conectate la circuitul principal de împământare, caz în care apare o supratensiune indusă în rețeaua casnică.
1 - lovitură de trăsnet de la distanță pe liniile electrice; 2 - consumatori; 3 - buclă de masă; 4 - închideți fulgerul la liniile electrice; 5 - lovirea directă a trăsnetului către paratrăsnet
Sursele de energie artificiale sunt imprevizibile, apar ca urmare a suprasarcinilor de comutare la substațiile de transformare și distribuție. Cu o creștere asimetrică a puterii (doar într-o fază), este posibilă o creștere bruscă a tensiunii, este aproape imposibil de prevăzut.
Tensiunile impulsurilor sunt foarte scurte în timp (mai puțin de 0,006 s), apar sistematic în rețea și trec de cele mai multe ori neobservate de observator. Aparatele electrocasnice sunt proiectate să reziste la supratensiuni de până la 1000 V, acestea apar cel mai des. La o tensiune mai mare, defecțiunea surselor de alimentare este posibilă și defecțiunea izolației în cablarea casei, ceea ce duce la scurtcircuite multiple și incendiu.
Cum funcționează SPD-ul și cum funcționează
SPD-ul, în funcție de clasa de protecție, poate avea un dispozitiv semiconductor bazat pe varistoare sau poate avea un descărcător de contact. În modul normal, SPD-ul funcționează în modul bypass, curentul din interiorul său circulă printr-un șunt conductor. Șuntul este conectat la împământare de protecție printr-un varistor sau doi electrozi cu un spațiu strict standardizat.
În timpul unei supratensiuni, chiar și una foarte scurtă, curentul trece prin aceste elemente și se răspândește de-a lungul împământului sau este compensat de o scădere bruscă a rezistenței în bucla fază zero (scurtcircuit). După ce tensiunea se stabilizează, descărcătorul își pierde capacitatea, iar dispozitivul funcționează din nou în modul normal.
Astfel, SPD-ul închide circuitul pentru o perioadă, astfel încât tensiunea în exces să poată fi convertită în energie termică. În acest caz, prin dispozitiv trec curenți semnificativi - de la zeci la sute de kiloamperi.
Care este diferența dintre clasele de protecție
În funcție de cauzele IP, se disting două caracteristici ale undei de tensiune crescută: 8/20 și 10/350 microsecunde. Prima cifră este timpul în care PI-ul atinge valoarea maximă, a doua este timpul necesar pentru ca acesta să scadă la valorile nominale. După cum puteți vedea, al doilea tip de supratensiune este mai periculos.
Dispozitivele de clasa I sunt proiectate pentru protecția împotriva supratensiunii cu o caracteristică de 10/350 μs, care apar cel mai adesea în timpul unei descărcări de fulgere în liniile electrice mai aproape de 1500 m de consumator. Dispozitivele sunt capabile să treacă scurt curent de la 25 la 100 kA prin ele însele aproape toate dispozitivele de Clasa I sunt bazate pe descărcători.
SPD-urile de clasa II sunt concentrate pe compensarea IP cu o caracteristică de 8/20 μs, valorile de vârf ale curentului în ele variază de la 10 la 40 kA.
Clasa de protecție III este proiectată pentru a compensa supratensiunile cu valori de curent mai mici de 10 kA cu o caracteristică IP de 8/20 μs. Dispozitivele din clasa de protecție II și III se bazează pe elemente semiconductoare.
Poate părea că instalarea doar a dispozitivelor din clasa I ca fiind cele mai puternice este suficientă, dar nu este cazul. Problema este că cu cât este mai mare pragul inferior al curentului de trecere, cu atât SPD-ul este mai puțin sensibil. Cu alte cuvinte: la valori IP scurte și relativ scăzute, un SPD puternic poate să nu funcționeze, iar unul mai sensibil nu va face față curenților de o asemenea magnitudine.
Dispozitivele cu clasa de protecție III sunt proiectate pentru a elimina cele mai mici tensiuni - doar câteva mii de volți. Acestea sunt complet asemănătoare ca caracteristici cu dispozitivele de protecție instalate de producători în sursele de alimentare pentru electrocasnice. În cazul instalării de rezervă, aceștia sunt primii care preiau sarcina și împiedică funcționarea SPD-ului în dispozitivele a căror durată de viață este limitată la 20-30 de cicluri.
Este nevoie de un SPD, de evaluare a riscurilor
O listă completă de cerințe pentru organizarea protecției împotriva alimentării cu energie electrică este stabilită în IEC 61643-21, instalarea obligatorie poate fi determinată folosind standardul IEC 62305-2, conform căruia o evaluare specifică a gradului de risc al unei lovituri de trăsnet; consecinţele cauzate de acesta se stabilesc.
În general, la alimentarea cu energie de la liniile electrice aeriene, instalarea unui protector de supratensiune de clasa I este aproape întotdeauna de preferat, cu excepția cazului în care a fost luat un set de măsuri pentru a reduce impactul furtunilor asupra modului de alimentare cu energie electrică: reîmpământarea suporturilor, conductor PEN și elemente portante metalice, instalarea unui paratrăsnet cu o buclă separată de împământare, instalarea sistemelor de egalizare a potențialului.
O modalitate mai ușoară de a evalua riscul este de a compara costurile aparatelor de uz casnic și dispozitivelor de securitate neprotejate. Chiar și în clădirile cu mai multe etaje, unde supratensiunile au valori foarte scăzute cu o caracteristică de 8/20, riscul de defectare a izolației sau defecțiuni a dispozitivelor este destul de mare.
Instalarea dispozitivelor în tabloul principal
Majoritatea dispozitivelor de protecție la supratensiune sunt modulare și pot fi instalate pe o șină DIN de 35 mm. Singura cerință este ca scutul pentru instalarea SPD-ului să aibă o carcasă metalică cu conexiune obligatorie la conductorul de protecție.
Atunci când alegeți un SPD, pe lângă principalele caracteristici de performanță, trebuie să luați în considerare și curentul nominal de funcționare în modul bypass, acesta trebuie să corespundă sarcinii din rețeaua dvs. electrică. Un alt parametru este tensiunea limită maximă, aceasta nu trebuie să fie mai mică decât cea mai mare valoare din fluctuațiile zilnice.
SPD-urile sunt conectate în serie la o rețea de alimentare monofazată sau, respectiv, trifazată, printr-un întrerupător de circuit cu doi și patru poli. Instalarea acestuia este necesară în cazul lipirii electrozilor eclatorului sau defectării varistorului, ceea ce provoacă un scurtcircuit permanent. Fazele și conductorul de protecție sunt conectate la bornele superioare ale SPD, iar conductorul neutru la bornele inferioare.
Exemplu de conectare SPD: 1 – intrare; 2 - comutator automat; 3 - SPD; 4 - magistrală de împământare; 5 - buclă de masă; 6 - contor de energie electrică; 7 - diferential automat; 8 - la mașini de consum
La instalarea mai multor dispozitive de protecție cu clase de protecție diferite, este necesară coordonarea acestora folosind șocuri speciale conectate în serie cu SPD. Dispozitivele de protecție sunt încorporate în circuit în ordine crescătoare a clasei. Fără aprobare, SPD-urile mai sensibile vor prelua sarcina principală și vor eșua mai devreme.
Instalarea șocurilor poate fi evitată dacă lungimea liniei de cablu dintre dispozitive depășește 10 metri. Din acest motiv, SPD-uri de clasa I sunt montate pe fatada chiar inainte de contor, protejand unitatea de contorizare de supratensiuni, iar pe tablourile ASU si de clasa a doua si respectiv a treia sunt instalate de pardoseala/grup.
Unul dintre factorii care duc la deteriorarea echipamentelor electrice este supratensiuni atmosferice asociate cu loviturile de fulger. Efectele electricității atmosferice sunt împărțite în:
- Drept fulgerul lovește echipamentele electrice;
- fulgera aproape cu echipament electric, influențându-l folosind un impuls electromagnetic puternic;
- fulgera in zare de la consumatori, unda electromagnetică de la care este percepută de telemecanica semiconductoare și dispozitivele de comunicații și creează interferențe cu funcționarea acestora.
Efectele supratensiunilor atmosferice se caracterizează printr-o durată scurtă a impulsului - de ordinul zecilor de milisecunde. Dar în acest timp, tensiunea în rețea crește de multe ori. Acest lucru duce la defecțiuni ale izolației și deteriorarea atât a liniilor de comunicație, cât și a consumatorilor alimentați de acestea.
Pentru a proteja împotriva supratensiunilor create de descărcările fulgerelor, se folosesc dispozitive care limitează valoarea tensiunii de amplitudine la un nivel sigur pentru izolarea echipamentelor electrice.
Descărcătoare de scântei și supape, descărcătoare
Primele dispozitive folosite pentru limitarea mărimii supratensiunilor din rețea au fost sparte de scânteie. Acțiunea lor se bazează pe defalcarea unui spațiu de aer de lungime fixă la o anumită tensiune.
Descărcătorul este conectat între fazele protejate și circuitul de protecție împotriva trăsnetului. Pentru fiecare fază se stabilește un element personal. Poate fi deschis și constă din tije metalice amplasate cu capetele unul opus unul celuilalt. Sau poate consta din electrozi închiși într-o carcasă izolatoare.
În momentul supratensiunii de trăsnet, eclatorul descărcător se sparge, iar puterea impulsului intră în pământ prin circuitul de protecție împotriva trăsnetului. Din acest motiv, nivelul de tensiune este limitat. La sfârșitul pulsului, arcul se stinge și eclatorul este gata de utilizare din nou. În regim normal, nu consumă curent și nu afectează modul de funcționare al instalației electrice.
Al doilea dispozitiv care protejează izolația de supratensiuni a fost opritoare de supape. Ele constau din două elemente conectate în serie: un eclator multiplu și un rezistor de stingere. Când există o supratensiune, eclatoarele se sparg, iar curentul trece prin ele și prin rezistor. Ca urmare, tensiunea din rețea scade. De îndată ce influența perturbatoare este eliminată, arcul din eclatoarele se stinge și eclatorul revine la poziția inițială.
Descărcătoarele cu supape sunt sigilate și funcționează silențios, spre deosebire de descărcătoarele de scântei, care eliberează produse de ardere cu arc în atmosferă.
Supapa și eclatoarele sunt utilizate numai în instalațiile electrice de înaltă tensiune.
Dispozitivele de protecție anterioare sunt înlocuite Limitatoare de supratensiune (OSL).
În interiorul descărcătorului de supratensiune se află varistor: un rezistor cu o dependență neliniară a rezistenței de tensiunea aplicată acestuia. Când valoarea tensiunii de prag este depășită, curentul prin varistor crește brusc, împiedicând creșterea ulterioară a acestuia. Când fulgerul sau impulsul de comutare încetează, descărcătorul de supratensiune revine la starea inițială.
Comparativ cu dispozitivele anterioare, descărcătoarele sunt mai fiabile și de dimensiuni mai mici. Caracteristicile lor sunt selectate mai precis, ceea ce a făcut posibilă dezvoltarea unei strategii flexibile pentru utilizarea lor eficientă.
Se numesc descărcătoare modulare pentru rețelele de joasă tensiune Dispozitive de protecție la supratensiune (SPD).
Acestea includ:
Forma de undă de supratensiune este standardizată pentru următoarele cazuri:
- fulger direct - 10/350 µs;
- impactul acțiunii indirecte a fulgerului - 8/20 µs.
În conformitate cu scopul lor, conform standardului IEC, SPD-urile sunt împărțite în tipurile 1-3 conform GOST R 51992-2002, sunt împărțite în clase de testare (I – III). Corespondența și scopul acestor caracteristici sunt indicate în tabel.
| Tipuri conform IEC 61643 | Clasele conform GOST R 51992-2002 | Scop | Locul de instalare |
| 1 | eu | Pentru a limita supratensiunile cauzate de loviturile directe ale trăsnetului | La intrarea in bloc, in tabloul principal de distributie |
| 2 | II | Pentru a limita supratensiunile cauzate de fulgere la distanță și supratensiunile de comutare | La intrările unde nu există pericol de impact direct |
| 1+2 | I+II | Caracteristicile tipurilor SPD 1 și 2 sunt combinate | La fel ca tipul 1 sau 2 |
| 3 | III | Pentru a proteja consumatorii sensibili. Au cel mai scăzut nivel de tensiune de protecție | Pentru instalare directă la consumatori |
Conform designului lor, SPD-urile sunt produse cu un număr diferit de poli: de la unu la patru.
Selectarea SPD
Mai întâi trebuie să determinați gradul de impact al fulgerelor sau al supratensiunilor de comutare asupra obiectului protejat. În acest scop se folosesc date privind intensitatea descărcărilor de trăsnet la locul de instalare, se iau în considerare prezența dispozitivelor de protecție împotriva trăsnetului, liniile electrice și lungimea acestora. Dacă intrarea în casă se face printr-o linie de cablu, atunci aceasta este mai protejată de loviturile directe de fulgere decât o linie aeriană.
Instalația electrică a clădirii este împărțită în zone protejate de SPD-uri din clasele corespunzătoare. Scopul acestei diviziuni este: reduce treptat nivelul de supratensiune astfel încât dispozitivele mai puternice atenuează valul principal de supratensiune și, pe măsură ce acesta se deplasează prin rețeaua de distribuție, dispozitivele de clasă inferioară își reduc și mai mult impactul, asigurând un minim la punctul de conectare a consumatorilor.
În același timp, se asigură siguranța echipamentelor electrice selectarea clasei de izolație corespunzătoare zonei de protecție.
Pe intrând în clădire Sunt instalate tipuri de SPD 1 sau 1+2. Ele rezistă impulsului de la o lovitură directă a fulgerului, reducându-l la o valoare acceptabilă pentru echipamentele electrice cu o clasă de izolare IV (până la 6 kV). Punctul de instalare al SPD-ului se află în panoul de intrare, ASU (tabloul de intrare) sau tabloul principal (tabloul principal).
Clasa de izolație a echipamentelor electrice situate în aceste tablouri de distribuție după SPD nu trebuie să fie mai proastă III (până la 4 kV).
Următoarea linie de apărare este tablouri de distributie, conectat la ASU sau la tabloul principal din adâncurile clădirii. La intrarea lor sunt instalate SPD tip II, reducand nivelul de supratensiune la o valoare acceptabila pentru echipamentele electrice cu clasa de izolare II (2,5 kV). Acest lucru protejează consumatorii care sunt conectați direct la prizele de curent și la dispozitivele de iluminat.
Dacă este necesară protejarea echipamentelor electrice, cel mai sensibil la interferență(echipamente informatice, dispozitive de comunicare), utilizate SPD tip 3, instalat în imediata apropiere a obiectului protejat.
Cerințe pentru conectarea SPD-urilor
Cu o sursă de alimentare trifazată și un sistem de împământare TN-C, toate cele trei faze de tensiune sunt conectate la SPD. În cazul sistemelor TN-C-S sau TN-S, celor trei faze se adaugă un conductor neutru de lucru. Terminalul „PE” este conectat la magistrala principală de împământare a ASU sau la magistrala PE a panoului de distribuție. Busul principal de masă este conectat la bucla de masă a clădirii.
SPD-ul este protejat fie de un întrerupător automat care intră în clădire (sau de un comutator de intrare al panoului), fie de siguranțe instalate personal.
