Комплект средств защиты для РУ напряжением до 1000В и свыше

У нас часто спрашивают: «Какими средствами защиты должны быть укомлектованы распределительные устройства (электроустановки/щитовая/подстанции) до 1000В и свыше 1000В?» 

Выбор необходимых электрозащитных средств, средств защиты от электрических полей повышенной напряженности и средств индивидуальной защиты регламентируется настоящими правилами, «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок», «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», «Санитарными нормами выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты», «Руководящими указаниями по защите персонала, обслуживающего распределительные устройства и воздушные линии электропередачи переменного тока напряжением 400 , 500 и 750 кВ, от воздействия электрического поля» и другими соответствующими нормативно-техническими документами с учетом местных условий.

При выборе конкретных видов средств индивидуальной защиты следует пользоваться соответствующими каталогами СИЗ и рекомендациями по их применению.

 

Согласно приложения 8 приказа приказа Минэнерго РФ от 30-06-2003 261   об утверждении Инструкции по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках, наша компания предлагает два готовых комплекта электрозащитных средств в электроустановках до 1000В и свыше 1000В (в том числе трансформаторных подстанций, щитов и пультов управления): 

Комплект для распределительных устройств с напряжением до 1000В (КСЗ-1)

---

Комплект для распределительных устройств с напряжением выше 1000В (КСЗ-2)

Примечания:

1. Нормы комплектования являются минимальными и обязательными. Техническим руководителям и работникам, ответственным за электрохозяйство, предоставляется право в зависимости от местных условий увеличивать количество и дополнять номенклатуру средств защиты.

2. При размещении оборудования РУ до и выше 1000 В на разных этажах или в нескольких помещениях, отделенных друг от друга дверями или другими помещениями, указанное количество средств защиты относится ко всему РУ в целом.

3. РУ одного напряжения при числе их не более четырех, расположенные в пределах одного здания и обслуживаемые одним и тем же персоналом, могут обеспечиваться одним комплектом средств защиты, исключая защитные ограждения и переносные заземления.

4. Мачтовые подстанции, КТП и КРУН комплектуют средствами защиты по местным условиям.

Перед вводом в экспллуатацию средства защиты необходимо поверить и провести испытания, далее указана переодичность, с которой данная процедура проводится регулярно. Коврики и подставки не подвергаются испытаниям, но для них нормируется осмотр раз в год или раз в 2 года соответственно. В целом, перед каждым применением средств защиты, необходимо провести визуальный осмотр на наличие возможных повереждений. 

Наименование средства защиты	Периодичность поверки
Штанги изолирующие	1 раз в 24 месяца
Изолирующие клещи	1 раз в 24 месяца
Электроизмерительные клещи	1 раз в 24 месяца
Указатели напряжения до и свыше 1000 В	1 раз в 12 месяцев
Перчатки диэлектрические	1 раз в 6 месяцев
Галоши диэлектрические	1 раз в 12 месяцев
Боты диэлектрические	1 раз в 36 месяцев
Инструмент ручной изолирующий	1 раз в 12 месяцев
Когти и лазы монтёрские	1 раз в 12 месяцев
Пояса предохранительные	1 раз в 6 месяцев

 

Средства защиты в электроустановках — a0325522.xsph.ru

Вероятность поражения электрическим током напрямую зависит от применяемых персоналом средств защиты. К ним, в первую очередь, относятся основные ЭЗС, а вспомогательные средства усиливают эффективность основных, дополняя их. Только в таком комплексе снижается риск поражения током. Каждое рабочее место и каждая зона выполнения работ должны быть обеспечены не просто ЭЗС, но еще и испытанными средствами, которые в опасной ситуации станут «вторыми руками» (перчатки, штанги, клещи) и «ногами» (коврики, галоши, боты) для работающих.

Коллективные защитные средства КСЗ – это электрозащитное приспособление, которое функционально и конструктивно связано с технологическим процессом, оборудованием, зданием, сооружением. В отличие от СИЗ, СКЗ предназначено для того, чтобы обеспечить безопасность не одного отдельного сотрудника, а всего персонала, находящегося в данной ЭУ.

Индивидуальные средства защиты ИСЗ — прописывают в типовых нормах выдачи по каждой профессии электротехнического персонала. Если таких указаний в нормах выдачи нет, но по условиям выполнения работ требуется защита, работники должны получать дежурные средства. В этом случае их не нужно записывать в личную карточку учета, но в журнал регистрации выдачи средств защиты в электроустановках – обязательно.

Основные изолирующие средства защиты до 1000 вольт

К основным изолирующим ЭЗС для электроустановок напряжением до 1000 В относятся

• штанги
• указатели напряжения
• клещи для изоляции
• клещи для измерений
• диэлектрические перчатки
• а также ручной инструмент

К примеру, предохранители устанавливают в перчатках с помощью клещей, обязательно надевают защитные очки от поражения электродугой и от механических воздействий. Основные СИЗ до 1000 В являются дополнительными для ЭУ с напряжением выше 1000 В.

Перечень СИЗ в электроустановках до 1000

ЭУ размещаются как в закрытых помещениях (ЗРУ), так и на открытом воздухе – так называемые ОРУ. Работа в ЗРУ персонала энергослужб предприятий требует обеспечить каждую электроустановку комплектом защитных средств, при этом нужно указать, для конкретно какого помещения они предусмотрены.

Каждая бригада, выезжающая к ОРУ, также получает комплект средств защиты с учетом количества работающих и сложности выполняемых работ.

Выездные бригады должны быть обеспечены:

• оперативными изолирующими штангами – 1 штука на бригаду
• указателем напряжения – по 1 штуке на члена бригады выше/до 1000 В

Несмотря на то, что речь идет об обслуживании ЭУ до 1000 В, персонал обязан вначале проверить отсутствие на линии высокого напряжения, и только после этого – проверить низкое напряжение индикатором низкого напряжения.

Также бригада обеспечивается:

• 2 парами диэлектрических перчаток
• одной парой диэлектрических бот
• по одной защитной каске на каждого члена бригады
• комплектами знаков безопасности
• не менее чем двумя комплектами переносных заземлений

Какие средства защиты относятся к дополнительным изолирующим до 1000 В

Дополнительные изолирующие ЭЗС в электроустановках до 1000 В сами по себе не защищают персонал, они лишь дополняют основные.

Перед каждым электрооборудованием должны быть постелены диэлектрические коврики, которые служат дополнительной защитой работающих. Их используют только в закрытых помещениях, защищенных от атмосферных осадков. В ОРУ их можно применять лишь в сухую погоду. При ненастье мокрый коврик становится проводником и помочь уже не сможет, наоборот, будет опасным. В этом случае коврик заменяет подставка. Изолирующие подставки выполняют из токонепроводящих материалов – дерева, стеклопластика. Их можно использовать как во влажных помещениях, так и в помещениях с загрязнениями (например ГСМ).

Для того чтобы рубильники не включились в работу самопроизвольно, на ножи надеваются изолирующие колпаки. Это служит дополнительной защитой персонала. Такие колпаки и накладки делают из токонепроводящих материалов, они надежны в эксплуатации.

В ЭУ нельзя применять металлические токопроводящие лестницы и стремянки, поэтому применяют деревянные и стеклопластиковые. Для электроустановок испытания лестниц и стремянок являются обязательными. Также обязателен инвентарный учет СИЗ и СКЗ с присвоением номеров.

Какие средства защиты относятся к основным изолирующим выше 1000 В

Основное ИЭЗС выше 1 кВ используется для работ на токоведущих частях, оставшихся под напряжением. Такое средство рассчитано на длительное выполнение работ без ущерба для работающего. Его изоляционные свойства во много раз превышают возможное поражение электротоком. К таким средствам относятся штанги и клещи, УВН, изолирующие приспособления для прокола кабеля и т.п.

Дополнительные средства защиты выше 1000 вольт ДСЗ – это изолирующее электрозащитное средство. Само по себе оно не гарантирует защиту от поражения электротоком, но дополняет основное средство защиты, а также служит для предохранения от напряжения прикосновения и напряжения шага. К ДСЗ относятся, например, диэлектрические перчатки.

Какие предусмотрены средства коллективной защиты от статического электричества СКЗ от статического электричества по принципу действия делятся на 5 видов.

Разница между ними заключается как в конструктиве, так и в способе их нанесения (применения).

Например, заземляющие устройства уводят разряд через проводник посредством заземляющего контура вглубь земли, где он нейтрализуются. Таким образом, объект защищается от разрушения, а персонал – от получения поражения электротоком.

В свою очередь нейтрализаторы служат для гашения статического электричества. Увлажняющие устройства нейтрализуют токопроводящую пыль.

Антиэлектростатические вещества посредством специальных распыляющих устройств наносят на различные поверхности.

Экранирующие устройства – это различные перегородки и козырьки, которые защищают от вредоносного воздействия электромагнитного излучения.

Диэлектрические средства защиты до 1000 В.

Среди средств, защищающих персонал от поражения током, наиболее широкое распространение имеют диэлектрические перчатки, галоши, боты и ковры. Они изготовляются из резины специального состава, обладающей высокой электрической прочностью и хорошей эластичностью.

• Диэлектрические перчатки для электроустановок до 1000 В, в которых они применяются как основное защитное средство при работах под напряжением. Эти перчатки запрещается применять в электроустановках выше 1000 В;
• Диэлектрические перчатки для электроустановок выше 1000 В, в которых они применяются как дополнительное защитное средство при работах с по мощью основных изолирующих защитных средств (штанг, указателей высокого напряжения, изолирующих и электроизмерительных клещей и т.п.). Кроме того, эти диэлектрические перчатки используются без применения других защитных средств при операциях с приводами разъединителей, выключателей и другой аппаратуры напряжением выше 1000 В.
• Диэлектрические галоши и боты как дополнительные защитные средства применяются при операциях, выполняемых с помощью основных защитных средств. При этом боты могут применяться как в закрытых, так и открытых электроустановках любого напряжения, а галоши — только в закрытых электроустановках до 1000 В включительно. Кроме того, диэлектрические галоши и боты используются в качестве защиты от шаговых напряжений в электроустановках любого напряжения и любого типа, в том числе на воздушных линиях электропередачи. 
• Диэлектрические ковры изготовляют в соответствии с требованиями государственного стандарта в зависимости от назначения и условий эксплуатации следующих двух групп: 1-я группа — обычного исполнения и 2-я группа — маслобензостойкие.

Ковры изготовляются толщиной 6±1 мм, длиной от 500 до 8000 мм и шириной от 500 до 1200 мм. Ковры должны иметь рифленую лицевую поверхность. Ковры должны быть одноцветными.

Предназначены для использования в качестве дополнительного средства защиты от воздействия электрического тока напряжением до 9000 В при работе в закрытых помещениях при отсутствии осадков и в открытых электроустановках в интервале температур от-30°С до +50°С.

ГОСТ 13385-78.

Боты диэлектрические используются на предприятиях для защиты работников от воздействия электрического тока, напряжением до 1000В, в качестве основного средства защиты.

 

 

 

Ковер диэлектрический применяется для дополнительной защиты в закрытых электроустановках напряжением свыше 1000 В, кроме особо сырых помещений, и в открытых электроустановках в сухую погоду.

Применяются в качестве дополнительного защитного средства в закрытых электроустановках с напряжением свыше 1000 В (кроме особо сырых помещений) и в открытых электроустановках в сухую погоду.

Предназначены для защиты человека от поражения электрическим током и являются основным средством защиты при работе в электроустановках напряжением до 1000 В и дополнительным изолирующим средством при работе в электроустановках напряжением свыше 1000 В.

Предназначены для защиты человека от поражения электрическим током и являются основным средством защиты при работе в электроустановках напряжением до 1000 В и дополнительным изолирующим средством при работе в электроустановках напряжением свыше 1000 В.

Лестница стеклопластиковая приставная диэлектрическая, отвечающая всем требованиям электробезопасности, предназначена для использования: в электроустановках при проведении их ремонта, наладки и технического обслуживания.

 

Профессиональная 3-х ступенчатая стеклопластиковая диэлектрическая стремянка. Применяется при монтаже, обслуживании и эксплуатации электросетей. Стремянка не проводит электрический ток и является дополнительным изолирующим электрозащитным средством.

Ножницы диэлектрические НД-1 являются ручным изолирующим инструментом, предназначенным для резки кабеля и проводов в электроустановках напряжением до 1000В переменного и 1500В постоянного тока. 

Для резки проводов d до 16 мм, условия для работы под напряжением до 1000В.

 

 

 

 

• Вид изделия: Очки защитные открытые
• Назначение: Средства защиты органов зрения
• Цвет линзы: прозрачные, дымчатые, красные, желтые.
• Материал: Поликарбонат (РС)
• Защита: От механических воздействий.
• Широкий панорамный обзор. Масса 46 г
• Гарантийный срок хранения: 3 года.

• Вид изделия: Очки защитные открытые
• Назначение: Средства защиты органов зрения
• Цвет линзы: прозрачные, желтые.
• Материал: Поликарбонат (РС)
• Защита: От механических воздействий.
• Широкий панорамный обзор. Масса 48 г
• Гарантийный срок хранения: 3 года.

• Номинальное напряжение электроустановки, В, не более 1000
• Габаритные размеры, мм 190х57х20
• Рабочий диапазон температур, °С от -45 до +40
• Масса, кг, не более 0,1

• Диапазон измерения переменного тока с 200 А.    
• Род тока: Переменный ток.   
• Диапазон измерения переменного тока по 1000 А.         
• Размер отверстия клещей, зажима — 50 мм.

боты диэлектрические изготавливаются соответственно ГОСТ 13385-78 

галоши диэлектрические изготавливаются соответственно ГОСТ 13385-78

перчатки диэлектрические изготавливаются согласно ТУ 38.305-05-257-89

коврик диэлектрический изготавливается соответственно ГОСТ 4997-75.

Согласно «Инструкции по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках» (изд. 2003 г.) устанавливается следующая периодичность испытаний средств защиты.

Наименование средств защиты	Периодичность
Диэлектрические перчатки	1 раз в 6 мес.
Диэлектрические боты	1 раз в 36 мес.
Диэлектрические галоши	1 раз в 12 мес.
Указатели напряжения до 1000В	1 раз в 12 мес.
Указатели напряжения выше 1000В	1 раз в 12 мес.
Штанги изолирующие до и выше 1000В	1 раз в 24 мес.
Клещи электроизмерительные до и выше 1000В	1 раз в 24 мес.
Клещи изолирующие до и выше 1000В	1 раз в 24 мес.
Изолирующий инструмент	1 раз в 12 мес.
Фазировочный комплект	1 раз в 12 мес.

 

• Диэлектрические ковры и изолирующие подставки — не нормируются, визуальный осмотр.

                                                                                                       

Испытания средств защиты (СИЗ) и электроинструмента

Диэлектрические перчатки (шовные/бесшовные)

• испытания проводятся 1 раз
  в 6 месяцев
• в электроустановках
  напряжением до 1000 В включительно в качестве основного, а в
  электроустановках напряжением выше 1000 В в качестве дополнительного
  электрозащитного средства для защиты от прикосновения руками к частям
  электроустановки, находящимся под напряжением, необходимо применять
  следующие диэлектрические перчатки: бесшовные, изготовленные из
  натурального латекса (ревультекса), или со швом, изготовленные из листовой
  резины.

 

Диэлектрические боты и галоши

• испытания бот проводят 1
  раз в 36 месяцев, галош 1 раз в 12 месяцев
• диэлектрические галоши и
  боты как дополнительные защитные средства применяются при операциях,
  выполняемых с помощью основных защитных средств. При этом боты могут
  применяться как в закрытых, так и открытых электроустановках любого
  напряжения, а галоши — только в закрытых электроустановках до 1000 В
  включительно.   

Ручной
изолирующий инструмент

• испытания проводят 1 раз в
  12 месяцев
• ручной изолирующий
  инструмент (отвертки, пассатижи, плоскогубцы, круглогубцы, кусачки, ключи
  гаечные, ножи монтерские и т.п.) применяется в электроустановках до 1000 В
  в качестве основного электрозащитного средства

Штанги изолирующие и измерительные

• испытания проводят штанг
  изолирующих – 1 раз в 24 месяца, измерительных — 1 раз в 12 месяцев
• штанги изолирующие
  предназначены для оперативной работы (операции с разъединителями, смена
  предохранителей, установка деталей разрядников и т.п.), измерений
  (проверка изоляции на линиях электропередачи и подстанциях), для наложения
  переносных заземлений, а также для освобождения пострадавшего от
  электрического тока

Клещи
изолирующие и измерительные

• испытания проводят клещей
  электроизмерительных и изолирующих 1 раз в 24 месяца
• изолирующие клещи
  относятся к средствам защиты в электроустановках и являются основными
  до и выше 1 (кВ)
• электроизмерительные клещи
  предназначены для измерения тока, напряжения и мощности в электрических
  цепях до 10 кВ без нарушения их целости
• в электроустановках
  различных классов напряжения необходимо использовать изолирующие клещи — в
  электроустановках напряжением до 10 кВ — для замены предохранителей
• в электроустановках
  напряжением до 35 кВ — для снятия ограждений, накладок и для выполнения
  других аналогичных работ.

Указатели напряжения

• испытания указателей
  напряжения до и свыше 1000В проводят 1 раз в 12 месяцев
• в электроустановках до и
  выше 1000 В для определения наличия и отсутствия напряжения должны
  применяться указатели напряжения контактного и бесконтактного типов

Диэлектрические
коврики

• в процессе эксплуатации
  диэлектрические ковры и изолирующие подставки не испытывают: их
  отбраковывают при осмотре
• диэлектрические ковры
  необходимо очищать от загрязнений и осматривать не реже 1 раза в 6 мес., а
  в случае выявления дефектов в виде проколов, надрывов, трещин и т. п. —
  заменять на новые.

Указатели
напряжения для фазировки

• испытания указателей
  напряжения для фазировки проводят
• при выполнении работ на
  воздушных и кабельных линиях электропередачи, трансформаторах и других
  электроустановках напряжением от 3 от 110 кВ для определения совпадения
  или встречного включения фаз необходимо применять указатели напряжения для
  фазировки.

Основные изолирующие электрозащитные средства до 1000в

Во время проведения работ с оборудованием высокого вольтажа и соответствующими установками, вы должны обезопасить себя от удара током. В этой статье мы разберем несколько средств защиты, которые спасают от поражения электричеством.

Такие средства принято разделять на основные и дополнительные.

К основным обычно относят те приборы, которые допускаются к использованию под высоким напряжением.

Дополнительные должны защитить их владельца от поражения током во время его прикосновения к частям, по которым проходит напряжение.

Основные средства защиты

Среди основных средств защиты принято выделять следующие приспособления:

• изолирующие штанги, которые используются профессиональными электриками для монтажа либо демонтажа предохранителя и «отцепления» мастера от воздействия тока. Более того, они применяются для проведения различных измерений и закрепления переносных заземлений в электрической установке;
• изолирующие клещи, используются для установки или отсоединения трубчатых предохранителей. Также этим инструментом осуществляют демонтаж накладок;
• УВН, что расшифровывается как указатели высокого напряжения. Этим прибором проверяют напряжение на предмет его присутствия или отсутствия, в том участке цепи, где будет производиться работа.

Помните, что все средства защиты, используемые при работе с электроустановками напряжением до 1000 В должны быть изготовлены по нормам ГОСТ. От их качества напрямую будет зависеть ваша жизнь.

Также аппарат показывает совпадают ли фазы электротехнического оборудования;

• приборы для измерения силы тока;
• для защиты рук мастера от поражения электрическим током используются диэлектрические перчатки. Стоит заметить, что если вести речь о средствах защиты, которые применяются в работе с электроустановками свыше 1000 вольт, это приспособление относят к дополнительным;
• изолированные инструменты.

Дополнительные средства защиты

Данный тип средств защиты включает в себя следующие предметы:

Несмотря на свою простоту, дополнительные средства защиты не менее важны и также необходимы для использования при работе с электроустановками до 1000 В.

Стоит сказать, что все средства защиты следует хранить в помещениях для инвентаря. Они должны выдаваться в индивидуальном порядке перед проведением опасных работ. Ответственность за средства защиты несет руководство, которому подведомственны электроустановки.

Полезное видео

Дополнительную информацию по данному вопросу вы сможете почерпнуть из видео ниже:

Заключение

Это и все, что хотелось бы сказать о электрозащитных средствах, применяемых в работе с электроустановками до 1000 В. Нужно добавить, что все эти предметы должны быть подвергнуты проверке перед началом осуществления работ. К тому же, их обязательно нужно испытать под напряжением.

Особенности обеспечения электробезопасности в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В на горнодобывающих предприятиях

2.1 Введение

Одним из факторов поражения электрическим током является ухудшение состояния изоляции трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью. до и выше 1000 В. Для повышения эффективности системы электроснабжения необходимо разработать методику определения параметров изоляции при рабочем напряжении.Под эффективностью мы принимаем обеспечение роста электробезопасности и надежности при эксплуатации электроустановок с напряжением до и выше 1000 В. Известный [1] метод определения параметров изоляции «Амперметр-вольтметр» является классическим методом. , так как обеспечивает удовлетворительную точность неизвестных величин, но не обеспечивает безопасность труда при производстве электроустановок и снижает надежность электроснабжения промышленных машин и оборудования.Снижение надежности работы электроустановок и уровня электробезопасности при эксплуатации трехфазных электрических сетей до и выше 1000 В определило, что методом «Амперметр-вольтметр» необходимо произвести металлическую цепь фазы сети. на землю и измерьте общий ток однофазного замыкания на землю. Поскольку во время замыкания металлической фазы любой фазы на землю, напряжение двух других фаз сети по отношению к земле достигает линейных значений и, таким образом, может привести к короткому замыканию в многофазной сети, которая работает, что определяет надежность снижение мощности производственного оборудования.Снижение электробезопасности определяется тем, что в металлическом замыкании любой фазы электрической сети и заземления контактное напряжение и ступенчатое напряжение будут иметь максимальное значение, и тем самым обеспечить максимальное увеличение вероятности поражения людей электрическим током.

2.2 Метод определения параметров изоляции в электрической сети с изолированной нейтралью

Представленный в работе [6] метод определения параметров изоляции в трехфазной электрической сети с напряжением изолированной нейтрали выше 1000 В на основе измерения Значения модулей линейного напряжения, напряжения нулевой последовательности и фазного напряжения относительно земли при подключении известной активной дополнительной проводимости между электрической сетью измеряемой фазы и землей, имеют значительную погрешность.Существенная погрешность определяется тем, что при определении параметров изоляции используется значение модуля напряжения нулевой последовательности, а значит, необходимо использовать обмотки трансформатора напряжения, позволяющие выделить остаточное напряжение.

На основе вышеизложенных методов определения параметров изоляции в трехфазной сети с напряжением изолированной нейтрали до и выше 1000 В, что обеспечивает удовлетворительную точность определения неизвестных величин за счет исключения измерения модуля остаточного напряжения. , эксплуатационная безопасность электроустановок и надежность электросистемы, в связи с исключением измерений полного тока модуля при однофазном замыкании на землю между фазой сети относительно земли.

Метод определения параметров изоляции в трехфазных симметричных сетях с напряжением до и выше 1000 В, основанный на измеренных значениях модулей линейного напряжения, фазных напряжений A и C относительно земли после подключения дополнительных была разработана активная проводимость между фазой А и заземлением сети.

В результате измерения значений модулей линейного напряжения и фазного напряжения C и A относительно земли с учетом величины дополнительной активной проводимости по математическим формулам определяются:

y = 1.73UlUАUC2 ‐ UA2go, E1

g = 3Ul2Ul2−3UA2UC2 − UA22−10,5go, E2

b = y2 − g20,5, E3

где Ul — линейное напряжение; UА — напряжение фазы А относительно земли; UС — фазное напряжение относительно земли; и go — дополнительная активная проводимость.

Разработанный в реализации метод не требует создания специального измерительного прибора, так как измерительные приборы, то есть вольтметры, доступны в сервисном руководстве. Сопротивление ПЭ-200 используется как активная дополнительная проводимость с R = 1000 Ом, где посредством параллельного и последовательного подключения обеспечивается требуемая рассеиваемая мощность.Для переключения в активный режим ожидания используется переключатель нагрузки ячейки большей проводимости.

Разработанный метод обеспечивает удовлетворительную точность, прост и безопасен в реализации в трехфазных электрических сетях с напряжением изолированной нейтрали до и выше 1000 В.

2.3 Анализ погрешности метода определения параметров изоляции в электрической сети с изолированной нейтралью

Полученные математические зависимости для определения полной и активной проводимости изоляции электрической сети обеспечивают легкую и безопасную работу электроустановок с напряжением до и выше 1000 В.

Анализ погрешностей разработанного метода определения параметров изоляции в симметричных трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью, основанный на измерении единичного линейного напряжения, фазных напряжений С и А относительно земли после активного подключения дополнительной проводимости. между фазой А и электрической сетью и землей выполняется.

Для повышения эффективности разработанного метода определения параметров изоляции в симметричной трехфазной сети с изолированной нейтралью на основе анализа ошибок для каждой конкретной сети выбирается дополнительная активная проводимость, чтобы обеспечить удовлетворительную точность измерения необходимое количество.

Случайная относительная погрешность определения общей проводимости изоляции и ее компонентов в трехфазных симметричных сетях с напряжением до и выше 1000, исходя из измеренных значений модулей линейного напряжения, фазного напряжения C и A относительно заземление после подключения активной дополнительной проводимости между фазой и электрической сетью и землей определяется согласно (1), (2) и (3).

Случайная относительная погрешность определения суммарной проводимости изоляции фаз сети относительно земли определяется по формуле (1):

y = 1.73UlUАUC2 ‐ UA2go,

где Ul, UА, UС и go — значения, определяющие общую проводимость сетевой изоляции и полученные прямым измерением. Относительная среднеквадратичная ошибка определения полной проводимости изоляции фаз сети относительно земли определяется из выражения [28, 29]:

Δy = 1y∂y∂UAΔUA2 + ∂y∂UCΔUC2 + ∂y∂UlΔUl2 + ∂y∂goΔgo20 .5, E4

где ∂y∂UА, ∂y∂UС, ∂y∂Ul и ∂y∂go — частные производные y = f (Ul, UА, UС, go).

Здесь ΔUl, ΔUА, ΔUС, Δgo — абсолютные погрешности значений прямых измерений Ul, UА, UС и go, которые определяются следующими выражениями:

ΔUl = Ul × ΔUl ∗; ΔUС = UС × ΔUС ∗; ΔUА = UА × ΔUА ∗; Δgo = go × Δgo ∗.E5

Для определения погрешностей измерительных приборов примем, что ΔUl ∗ = ΔUА ∗ = ΔUС ∗ = ΔU ∗, где: ΔU ∗ — относительная погрешность цепей измерения напряжения, а Δgо ∗ = ΔR ∗ — относительная погрешность измерения прибор, который измеряет сопротивление между фазой А и землей. Определить функции частных производных y = f (Ul, UА, UС, go) по переменным Ul, UА, UС, go:

∂y∂Ul = 1.73UАUC2 − UA2go; ∂y∂UА = 1.73UlUC2 + UA2UC2− UA22go; ∂y∂UС = −3,46UlUАUСUC2 − UA22go; ∂y∂go = 1.73UlUАUC2 − UA2.E6

Решение уравнения (4), подставляя значения частных производных уравнения. (6) и частные значения абсолютных ошибок (5), при этом, полагая ΔU ∗ = ΔR ∗ = Δ, получаем:

εy = ΔyΔ = 1,73UlUАgoUC2 − UA22 + 4UC4 + UC2 + UA22UC2 − UA220, 5.E7

Полученное уравнение. (7) делится на формулу. (1):

εy = ΔyΔ = 2 + 4UC4 + UC2 + UA22UC2 − UA220,5E8

Полученное уравнение. (8) выражается в относительных единицах, и после преобразования получаем:

εy = ΔyΔ = 2 + 4 + 1 + U ∗ 221 − U ∗ 220,5, E9

где U ∗ = UAUC.

Случайная погрешность определения активной проводимости изоляции фаз сети относительно земли определяется по формуле (2):

g = 3Ul2Ul2−3UA2UC2 − UA22−10.5go,

где Ul, UА, UС, и go представляют собой значения, определяющие активную проводимость изоляции сети и полученные прямым измерением.

Относительная среднеквадратичная погрешность метода при определении активной проводимости фазовой изоляции электрической сети относительно земли определяется из выражения:

Δg = 1g∂g∂UAΔUA2 + ∂g∂UCΔUC2 + ∂g∂UlΔUl2 + ∂g∂ goΔgo20.5, E10

где ∂g∂UА, ∂g∂UС, ∂g∂Ul и ∂g∂go — частные производные, g = f (Ul, UА, UС, go).

Здесь ΔUl, ΔUА, ΔUС, Δgo — абсолютные погрешности значений прямых измерений Ul, UА, UС и go, которые определяются следующими выражениями:

ΔUl = Ul⋅ΔUl ∗; ΔUС = UС⋅ΔUС ∗ ; ΔUА = UА⋅ΔUА ∗; Δgo = go⋅Δgo ∗ .E11

Для определения точности измерительных приборов примем, что ΔUl ∗ = ΔUА ∗ = ΔUС ∗ = ΔU ∗, где ΔU ∗ — относительная погрешность измерения напряжения цепей, а Δgо ∗ = ΔR ∗ — относительная погрешность измерительного прибора, который измеряет сопротивление, подключенное между фазой A, электрической и землей.

Определить частные производные g = f (Ul, UА, UС, go) по переменным Ul, UА, UС и go:

∂g∂Ul = 3Ul2Ul2−3UA22UC2 − UA22go; ∂g∂UА = −3Ul2UА3UC2 + 3UA2−2Ul2UC2 − UA23go; ∂g∂UC = −6Ul2UCUl2−3UА2UC2 − UA23go; ∂g∂go = 3Ul2Ul2−3UA22UC2 − UA2−0.5.E12

Решите уравнение. (10), подставляя значения частных производных уравнения. (12) и значения частичных абсолютных ошибок (11), при этом, полагая ΔU ∗ = ΔR ∗ = Δ, получаем:

ΔgΔ = 3goUC2 − UA23UC2 − UA222Ul4Ul2−3UA22 − UC2 − UA24 ++ Ul4UA43UC2 − UA2−2Ul22 + UC4Ul2−3UA220.5E13

Полученное уравнение. (13) разделить на уравнение. (2):

εg = ΔgΔ = 2Ul4Ul2−3UA22 − UC2 − UA243Ul2Ul2−3UA2 − UC2 − UA222 ++ Ul4UA43UC2 − UA2−2Ul22 + UC4Ul2−3UA22UC2 − UA223−2Ul22 + UC4Ul2−3UA22UC2 − UA223−3Ul2U2 результирующее уравнение. Согласно формуле (14) значение сетевого напряжения выражается через фазные напряжения в соответствии с тем, что Ul = 1.73Uф:

εg = ΔgΔ = 318Uph5Uph3 − UA22 − UC2 − UA2427Uph3Uph3 − UA2 − UC2 − UA222 ++ 3Uph5UA4UC2 − UA2−2Uph32 + UC4Uph3 − UA22UC2 − UA2227Uph3Uph3 − UA2 − UC2 − UA2220.5E15

Упрощая формулу (15), получаем уравнение.(16):

εg = 327Uph3Uph3 − UA2 − UC2 − UA2218Uph5Uph3 − UA22 − UC2 − UA24 ++ 3Uph5UA4UC2 − UA2−2Uph32UC2 − UA22 ++ UC4Uph3 − UA22UC2 − UA220.5E16

Получено. (16) выражается в относительных единицах и после преобразования получаем:

εg = ΔgΔ = 3271 − UA ∗ 2 − ​​UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 22181 − UA ∗ 22 − UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 24 ++ 3UA. ∗ 4UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 2−22UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 22 ++ UC ∗ 41 − UA ∗ 22UC2 − UA220.5, E17

, где UА ∗ = UAUph и UС ∗ = UСUph.

Метод относительной среднеквадратичной ошибки для определения проводимости фаз емкостной развязки сети относительно земли определяется выражением (3):

Δb = 1b∂b∂yΔy2 + ∂b∂gΔg20.5, E18

или

εb = ΔbΔ = 1 − tan2δ2ΔyΔ2 + ΔgΔ20.5tan2δ.E19

Решение уравнения (19) и подставляя значения математических описаний относительных среднеквадратичных зависимостей полной (8) и активной (16) проводимостей фазовой изоляции электроустановок относительно фазы заземления, получаем следующее уравнение:

εb = ΔbΔ = 1 −tan2δ22 + 4UC4 + UC2 + UA22UC2 − UA22 ++ 927Uph3Uph3 − UA2 − UC2 − UA222 × ··· × 18Uph3Uph3 − UA22 − UC2 − UA24 ++ 3Uph5UA4UC2 − UA2−2Uph32 + UC4Uph3 − UA22UC2 − UAδ9.(21) выражается в относительных единицах и после преобразования получаем:

εb = ΔbΔ = 1 − tan2δ22 + 4UC ∗ 4 + UC ∗ 2 + UA ∗ 22UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 22 ++ 9271 − UA ∗ 2 −UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 222 × ··· × 181 − UA ∗ 22 − UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 24 ++ 3UA ∗ 4UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 2−22 + UC ∗ 41 − UA ∗ 22UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 22tan2δ0 .5.E21

По результатам случайных относительных среднеквадратичных ошибок определения активной, емкостной и полной проводимости изоляции фаз сети относительно земли построить зависимость:

εy = Δy ∗ Δ = fU ∗;

εg = Δg ∗ Δ = fUА ∗ UС ∗;

εb = Δb ∗ Δ = fUA ∗ UC ∗ tanδ,

показано на рисунках 1–3.Математические зависимости относительных среднеквадратических ошибок суммарной — εy, активной — εg и емкостной — εb проводимостей фазовой изоляции электрической сети с изолированной нейтралью на графических иллюстрациях (рисунки 1–3) характеризуют изменение погрешности в зависимости от величины дополнительной активной проводимости gо, которая вставляется между фазой A электрической сети и землей.

Рисунок 1.

Анализ погрешности определения общей проводимости сетевой изоляции.

Рисунок 2.

Анализ погрешности определения активной проводимости сетевой изоляции. UC ∗ = 1,1; 1,2; 1,3; 1.4.

Рисунок 3.

Анализ погрешности определения емкостной проводимости изоляции сети при tg δ = 1,0. UC ∗ = 1,1; 1,2; 1,3; 1.4.

При определении параметров изоляции в симметричной трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью на основе метода анализа ошибок для каждой конкретной сети выберите дополнительную активную проводимость, чтобы обеспечить требуемую удовлетворительную точность.

При определении суммарной проводимости изоляции фаз сети относительно земли выбрана такая дополнительная активная проводимость, значения находились в пределах U * = 0,2–0,8, при этом, как показано на рисунке 1, погрешность не превышает 5%. при использовании средств измерений с классом точности 1,0 и 2,5% при использовании средств измерений с классом точности 0,5.

При определении значения активной проводимости в трехфазной электрической сети с напряжением изолированной нейтрали до 1000 В и выше выбирайте это дополнительное gо так, чтобы UА ∗ = 0.2–0,8, при UС ∗ = 1,1–1,6, то исходя из графических иллюстраций рисунка 2 погрешность не превышает 3,5% при использовании средств измерений с классом точности 1,0.

При определении емкостной проводимости изоляции фаз сети относительно земли выбор дополнительной активной проводимости gо на основе графических иллюстраций рисунка 3 так, чтобы UА ∗ = 0,2–0,8, при UС ∗ = 1,1–1,6, при tan δ = 1,0 , чтобы обеспечить погрешность до 4% при использовании средств измерений с классом точности 1.0.

Следует отметить, что при использовании средств измерений с классом точности 0.5, погрешности εy — общие, εg — активные, εb — емкостные проводимости изоляции уменьшены вдвое, чтобы обеспечить более надежные данные при определении параметров изоляции по разработанной методике.

По результатам исследований профессора Л. Гладилина разработан метод определения параметров изоляции в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В (метод амперметра-вольтметра) [1]. Недостатком метода амперметра-вольтметра является производство измерения тока однофазного замыкания на землю при исследовании трехфазной электросети с изолированной нейтралью.При измерении тока однофазного замыкания на землю в трехфазной электросети величина фазного напряжения равна нулю. Напряжения двух других фаз достигают линейного значения, это может привести к двух- или трехфазному короткому замыканию, и это аварийный режим работы. Это приводит к перебоям в электроснабжении, а также к увеличению контактного напряжения, что опасно при работе горных машин и систем [1].

Разработанная методика обеспечивает удовлетворительную точность определения параметров изоляции, а также простоту и безопасность производственных работ в существующих электроустановках напряжением до и выше 1000 В.

Безопасность при высоком напряжении — Безопасность — UW – Madison

Подготовлено Мэтью Ясикой, 3 марта 2017 г.

«Высокое напряжение» — относительно произвольный термин, используемый для обозначения электрической энергии, достаточно большой, чтобы причинить вред людям. У разных агентств и организаций есть свое определение.
Международная электротехническая комиссия приняла следующие пороговые значения:

• > 1000 В _{действующее значение} для сети переменного тока
• > 1500 В для постоянного тока

Они могут относиться либо к разности потенциалов между высоковольтной платформой и землей, либо к двум проводящим поверхностям системы.Обратите внимание, что это не имеет отношения к текущей или общей накопленной энергии в системе…

Где в лаборатории найти высокое напряжение?

• Источники питания и кабели силовые
• Конденсаторные батареи
• Некоторые батареи
• Любые электропроводящие поверхности, находящиеся под напряжением от вышеуказанного

Общие электрические опасности

Поражение электрическим током
Поражение электрическим током происходит, когда между двумя проводящими поверхностями через тело может проходить достаточный электрический ток.Обычно это происходит между поверхностью под напряжением и землей , но может происходить между любыми двумя потенциалами . Риск и серьезность поражения электрическим током зависит от комбинации напряжения, тока и частоты (переменного или постоянного тока).
Низкое напряжение не обязательно означает низкий уровень опасности .

Поражение электрическим током может вызвать ожоги, повреждение мышц, нервной системы и внутренних тканей. В контексте:

• 5 мА достаточно, чтобы вызвать рефлексивное действие и потерю мышечного контроля.В системах переменного тока это может помешать жертве отпустить поверхность под напряжением.
• 75 мА может вызвать фибрилляцию желудочков сердца (учащенное, неэффективное сердцебиение) и, в конечном итоге, смерть
• 100 Дж достаточно, чтобы остановить (или запустить) сердце.
• 1000 Дж может продуть целые части тела

Руководства:

• Общепринятые пороги опасности поражения электрическим током составляют 50 В, _{среднеквадратичное значение} и 5 мА . ¹
• Любой ток выше 10 A , независимо от напряжения, следует рассматривать как опасность ²
• Накопленная энергия (например, в конденсаторной батарее) более 10 Дж следует рассматривать как опасность ²

Поскольку для протекания тока требуется разность потенциалов , с помощью соответствующего оборудования можно изолировать себя от земли (или любых других потенциалов) и выполнять операции на платформах, находящихся под напряжением. Рекомендуется только для высококвалифицированных специалистов и не исключает полностью риск поражения электрическим током. .

Опасность ожогов и пожара

При протекании тока через любой несверхпроводящий материал выделяется тепло. Ожоги могут возникнуть либо в результате поражения кожи электрическим током, либо из-за резистивного нагрева проводника до опасных температур. Пожалуйста, обратитесь к нашим страницам по пожарной безопасности и высокотемпературной безопасности для получения более подробной информации.

Работа под высоким напряжением также может представлять опасность пожара:

• Оборудование, не подходящее для требуемого тока, может стать достаточно горячим, чтобы расплавить или воспламенить близлежащий материал.
• Энергии, накопленной в искре или дуге, может быть достаточно для воспламенения горючего (или взрывчатого) материала.

Опасности, связанные с высоким напряжением

Взрывоопасность

Накопленная энергия 10 Дж или более (или при условиях V> 250 или I> 500 A) может создавать дуги, устойчивые разряды электричества между проводящими поверхностями через диэлектрическую среду (например, воздух). Как указано выше, этого может быть достаточно для воспламенения горючего или взрывчатого материала.Это особенно важно, если в системе используются горючие газы.

Опасности, связанные с рентгеновским излучением

Электроны, ускоренные до энергии 20 кэВ, , как и во многих вакуумных системах, создают рентгеновские лучи (рентгеновские лучи могут создаваться при более низких энергиях, но обычно достаточно экранированы корпусным оборудованием). Может потребоваться дополнительное экранирование. Для получения дополнительной информации см. Страницу о радиационной безопасности (в процессе).

Полевые эффекты

Электрические поля, связанные с высоким напряжением, могут привести к электрическому пробою, свободному движению заряда через диэлектрическую среду (обычно воздух).В отличие от дуги, заряд не должен заканчиваться на второй проводящей поверхности. Разряд, создаваемый катушкой Тесла, является одним из примеров электрического пробоя. Этот эффект усиливается на острых поверхностях, таких как нескругленные углы или точки. Как и в случае с вышеизложенным, это может представлять опасность поражения электрическим током, ожога, возгорания и взрыва.

Диэлектрический пробой воздуха катушкой Тесла. Изображение из Википедии ³

В зависимости от области применения могут быть рекомендованы следующие СИЗ:

• Огнестойкая одежда
• Утепленные сапоги (OSHA 1910.136)
• Изоляционные перчатки, коврики и одеяла (OSHA 1910.137, OSHA 1926.97)
• Горячий стержень: электрически изолированный стержень (обычно из стекловолокна) с инструментом на конце, используемый для различных операций, включая испытание на высокое напряжение, намеренное заземление проводящих поверхностей и даже выполнение определенных механических операций, в зависимости от инструмента.

Таблица характеристик изоляционных перчаток от JM Test Systems, основанная на таблицах E-1 и E-2 OSHA 1926.97 ⁴

Правила безопасности при проектировании (и эксплуатации) высокого напряжения

Следующее взято из статьи Д.К. Фэйрчайлд о безопасности высокого и высокого напряжения для школы ускорителей частиц в ЦЕРНе:

Самая уязвимая часть любой системы — это человек, который ею управляет. Системы безопасности высокого напряжения должны быть спроектированы так, чтобы быть защищенными от идиотизма. Для регулярного использования неприемлемо полагаться на безопасность оператора, правильно выполняющего процедуру… Важно, чтобы система была спроектирована таким образом, чтобы рассеянный оператор не мог причинить вред себе или другим ». ⁵

Faircloth излагает следующие четыре правила безопасности при проектировании высокого напряжения:

1. Невозможно случайно заблокировать кого-либо в зоне HV . На крупных объектах это обычно реализуется в форме «поисковой» системы, где оператор должен физически отключить различные замки и кнопки в различных областях зоны высокого напряжения, прежде чем система высокого напряжения может быть задействована.
2. Возможность отключения электроэнергии внутри и за пределами области высокого напряжения (например, кнопка аварийного останова)
3. Невозможно включить ВН без блокировки области . Выключатели блокировки, подключенные к воротам и ключам.
4. Невозможно войти в зону высокого напряжения, не сделав ее безопасной. В случае доступа в зону высокого напряжения все платформы высокого напряжения должны быть принудительно заземлены. Это особенно важно, когда используются конденсаторы большой емкости. То, что он не активирован, не означает, что он безопасен!

Оборудование

Следующее применимо как к высоковольтным, так и к низковольтным системам.

• Используйте только оборудование (кабели, клеммы и т. Д.).), рассчитанный на предполагаемое использование . Изучите диаграмму силы тока, чтобы узнать, какой калибр провода подходит для вашей системы. (В Википедии в настоящее время существует диаграмма, основанная на NFPA 70E.) Имейте в виду, что эти условия могут изменяться в зависимости от системной среды.
• Предохранители, автоматические выключатели, резисторы и прерыватели цепи при замыкании на землю (GCFI) следует использовать для ограничения тока в цепи.
• Регулярно проверяйте кабели, на которые подается высокое напряжение, на предмет дыр, разрывов, проколов, порезов или изменений текстуры, которые могут указывать на износ.Немедленно замените поврежденное оборудование.
• Высоковольтные кабели тяжелые. Используйте подходящие опоры и устройства для снятия натяжения.
• Обозначьте или отметьте поверхности, находящиеся под напряжением (даже с помощью ярлыков с цветовой кодировкой), включая маркировку заземленных поверхностей, когда это необходимо.
• Используйте надлежащую изоляцию для изоляции оборудования и клемм под напряжением. Он может быть твердым (изолирующие блоки или экраны), жидким (в крайнем случае можно использовать масло или даже растительное масло) или газом (SF ₆ ).
  • Знайте постоянную пробоя любой изолирующей среды и соблюдайте достаточное расстояние между поверхностями при разных потенциалах, чтобы предотвратить возникновение дуги.Для воздуха это примерно 30 кВ / см

Управление персоналом и оборудованием

• Зоны высокого напряжения, корпуса, коробки и шкафы должны быть помечены соответствующими знаками в соответствии с OSHA 1910.
  • Оборудование с напряжением 50 В или выше должно быть изолировано от людей и маркировано предупреждающим знаком
  • Оборудование на 600 В или выше должно быть в законченных, изолированных, надежных и маркированных корпусах
• Держите участки под высоким напряжением сухими и защищенными от атмосферных воздействий.
• Ограничьте доступ к зонам высокого напряжения и эксплуатации высоковольтного оборудования только для лиц, прошедших соответствующую подготовку. При необходимости следует использовать несколько уровней ограниченного или ограниченного доступа.
• Соблюдайте стандартную процедуру работы для всего высоковольтного оборудования, особенно если задействовано несколько пользователей. Контрольный список особенно полезен, так как даже самые опытные пользователи могут сделать ошибки или что-то упустить.
• Рабочие, работающие с высоковольтным оборудованием, должны быть обучены как использованию СЛР, так и АНД
• Знать местонахождение ближайшего AED (часто в коридорах зданий возле лабораторий)

Пожарная безопасность

В то время как пожарная безопасность более подробно описана на другой странице, некоторые методы, относящиеся к электробезопасности, перечисленные UW EHS Fire & Life Safety, кратко изложены здесь:

• По возможности избегайте использования удлинителей.Ограничить временным использованием.
• Никогда не подключайте удлинитель к переносному ответвителю электропитания (например, к удлинителю)
• Защищайте переносные ответвители электропитания от опасностей окружающей среды (например, от падения)
• Сохраняйте зазор не менее 36 дюймов для доступа к электрическим панелям (в соответствии с правилами пожарной безопасности).
• Сохраняйте свободный путь к выходу. Маршрут выхода должен быть маркирован и виден даже после отключения электроэнергии.

Первая помощь при ожогах и пожарах, а также меры в чрезвычайных ситуациях были рассмотрены в других статьях.В этом разделе основное внимание уделяется оказанию первой помощи жертвам поражения электрическим током.

• Когда вы впервые сталкиваетесь с потенциальной жертвой поражения электрическим током:
  • Проверить реакцию без приближения к жертве. Ваша собственная безопасность — ваш главный приоритет. Если источник возбуждается при прикосновении к нему, вы тоже можете стать жертвой!
    
  • Предотвратить доступ в опасную зону
  • Оповестить всех поблизости
  • Позвоните 911
• Попытка спасти пострадавшего, разорвав электрический контакт с источником питания , если это безопасно.
  
  • Не пытайтесь приближаться к местам, где есть искры или другая видимая электрическая активность
  • Первая попытка выключить источник, желательно выключателем или сетью. Если они недоступны, снимите заглушку или отключите источник питания
  • Если нет безопасного доступа к этим точкам, попытайтесь переместить пострадавшего с помощью изоляционного материала. Изолируйте себя от земли с помощью пластикового или деревянного материала или даже телефонного справочника. Попытайтесь переместить жертву длинным изолирующим предметом, например деревянной или стекловолоконной метлой. Соблюдайте максимально возможное расстояние между собой и жертвой .
• Как только пострадавший окажется в безопасности и будет заземлен, проверьте реакцию, включая проходимость дыхательных путей, дыхание и кровообращение.
• При обучении выполняет СЛР и при необходимости использует АВД.
• Если неотложное состояние сохраняется, лечите пострадавшего от ожогов и шока. ^{6 ​​}
  
  • Уложите человека и поднимите ступни над головой, если не подозревается голова, шея, позвоночник, перелом бедра или кости ноги.
  • Согреть человека, по возможности накинув одеяло (избегая серьезных ожогов)

Некоторая передовая информация взята из интервью с Райаном Норвалем, старшим аспирантом, и Питером Вейксом, главным инженером и специалистом по безопасности в Madison Symmetric Torus. MST регулярно использует высокое напряжение 5 кВ при стандартной работе и используется и обслуживается более чем 20 обученными студентами, учеными и операторами.

Регламент

Список литературы

1. Гордон, Ллойд Б., и Лаура Картелли. «Полная система классификации опасности поражения электрическим током и ее применение». Семинар по электробезопасности, 2009. IEEE IAS. IEEE, 2009. [pdf]
2. Справочник по электробезопасности Министерства энергетики США (ред. 2013 г.) [pdf]
3. https://en.wikipedia.org/wiki/High_voltage
4. http://www.electricalsafetylab.com/resources.asp
5. Faircloth, D. C. «Технологические аспекты: высокое напряжение». Препринт arXiv arXiv: 1404.0952 (2014).
6. Британское общество Красного Креста, «Убийство электрическим током», https: // www.redcrossfirstaidtraining.co.uk/News-and-legislation/latest-news/2011/March/Tip-of-the-month-Electrocution.aspx

Основы низковольтных распределительных устройств | Eaton

В чем разница между распределительным устройством и распределительными щитами?

Низковольтные распределительные устройства в металлическом корпусе и низковольтные распределительные устройства — это изделия, используемые для безопасного распределения электроэнергии по всему объекту. Обе сборки используют отдельно стоящие корпуса, в которых размещаются автоматические выключатели, шина и силовые кабели.Оба продукта могут содержать измерители, реле, преобразователи потенциала, преобразователи тока и схемы передачи для резервного питания. Однако на этом сходство заканчивается.

Коммутаторы

обычно имеют конструкцию с открытым корпусом и открытым корпусом с небольшим количеством внутренних барьеров между кабелями, автоматическими выключателями и шиной или вообще без них. Когда глухая передняя часть распределительного щита снимается, все шины, кабели и выводы остаются открытыми.

Коммутаторы

проходят испытания в соответствии со стандартом распределительных щитов UL 891 и обычно состоят из стационарных автоматических выключателей в литом корпусе, соответствующих стандарту UL 489 MCCB.Коммутаторы, как правило, доступны спереди, что означает, что входящие и исходящие кабельные вводы могут быть доступны спереди, поэтому сборку можно установить у стены. Эти различия приводят к меньшей занимаемой площади по сравнению с аналогичным распределительным устройством, содержащим такое же количество автоматических выключателей.

Распределительные щиты

также обычно дешевле распределительных устройств. Например, стационарные автоматические выключатели дешевле, чем выкатные силовые выключатели. Однако автоматические выключатели не предназначены для обслуживания, и если автоматические выключатели стационарно смонтированы, распределительный щит должен быть обесточен, чтобы заменить их.С другой стороны, распределительное устройство содержит выкатные силовые выключатели, которые можно снимать с оборудования, пока оно находится под напряжением, и которые спроектированы так, чтобы полностью обслуживаться.

Коммутаторы

выдерживают только 3 цикла кратковременного тока по сравнению с 30 циклами для распределительного устройства. Это связано с тем, что автоматические выключатели выдерживают только 3 цикла кратковременного тока. Это означает, что добиться избирательной координации труднее, поскольку кратковременные задержки не могут быть запрограммированы, чтобы дать время выключателям, расположенным дальше по цепочке, устранить неисправности.

Некоторые технологии защиты от дугового разряда также недоступны в распределительных щитах. Такие технологии, доступные только в низковольтных распределительных устройствах, включают технологию гашения дуги и дугостойкую конструкцию.

На объектах, потребляющих большое количество энергии, и объектах, требующих надежного питания, распределительные устройства и распределительные щиты играют важную роль. Распределительное устройство может обеспечивать первичное распределение и защиту электроэнергии низкого напряжения, часто располагаясь на служебном входе или на вторичной обмотке трансформаторной подстанции, обеспечивая питание различных распределительных щитов и низковольтных MCC, расположенных по всему объекту, которые, в свою очередь, питают меньшие ответвления, такие как в качестве освещения, систем отопления, вентиляции и кондиционирования и технологических нагрузок.

часто задаваемых вопросов | Институт защиты от перенапряжения NEMA

Не можете найти здесь то, что вам нужно? Ознакомьтесь с нашим онлайн-глоссарием или напишите сотрудникам по электронной почте.

В чем разница между терминами «Ограничитель перенапряжения», «Ограничитель переходных перенапряжений (TVSS)» и теперь «Устройства защиты от перенапряжения (SPD)»?

Вплоть до третьего издания стандарта ANSI / UL 1449, который был введен и вступил в силу в 2009 году, при обозначении устройств, предназначенных для ограничения эффектов переходных скачков напряжения, использовались различные термины.Ограничители перенапряжения менее 1000 вольт, обычно называемые вторичными ограничителями перенапряжения, были первоначально разработаны и применены на стороне линии системы распределения электроэнергии для защиты оборудования, поставляемого коммунальными предприятиями, и проводки здания. Ограничители перенапряжения были предназначены для защиты структуры системы, а не обязательно подключенного оборудования и нагрузок.

TVSS, как это было определено, должен быть применен к стороне нагрузки основного устройства отключения при перегрузке по току. В отличие от разрядника для защиты от перенапряжений, TVSS был предназначен для защиты чувствительной электроники и нагрузок на базе микропроцессора путем более жесткого «ограничения» или ограничения переходных напряжений.

С принятием третьего издания ANSI / UL 1449 термины «Вторичный разрядник для защиты от перенапряжений» и «TVSS» были отменены и заменены более общим термином «Устройства защиты от перенапряжения (SPD)». С этим новым термином возникла необходимость в определении подходящего SPD для предполагаемого применения, поэтому UL также ввел различные типы SPD. Для тех приложений, которые аналогичны тем, в которых разрядник для защиты от перенапряжений использовался бы на стороне линии системы, теперь потребуется SPD 1-го типа. В тех приложениях, где вы когда-то размещали устройства TVSS на стороне нагрузки системы, эти же установки требуют как минимум SPD типа 2.Объединение этих устройств под одним «зонтиком SPD» и одним стандартом тестирования ANSI / UL 1449 гарантирует стабильный продукт.

Электротехническая промышленность последовала за этими изменениями. NEC 2008 Sec 285 обновил свою терминологию, исключив термин TVSS, и описывает правильное применение SPD Type1 и Type2.

TOP

Что на самом деле означают различные маркировки продукта на устройстве защиты от перенапряжения (SPD) и какие из них важны?

Underwriters Laboratories (UL) требует, чтобы определенные маркировки были нанесены на любые зарегистрированные или признанные UL SPD.Некоторые параметры, которые являются важными и которые следует учитывать при выборе SPD, включают:

• SPD Тип — используется для описания предполагаемого места применения SPD, либо до, либо после основного устройства защиты от сверхтоков. Типы SPD включают:
  • Тип 1 — Постоянно подключенный SPD, предназначенный для установки между вторичной обмоткой служебного трансформатора и стороной линии устройства максимального тока сервисного оборудования, а также стороной нагрузки, включая кожухи розеток для счетчиков ватт-часов. и УЗИП в литом корпусе, предназначенные для установки без внешнего устройства защиты от перегрузки по току.
  • Тип 2 — Постоянно подключенные УЗИП, предназначенные для установки на стороне нагрузки устройства максимального тока сервисного оборудования, включая УЗИП, расположенные на панели ответвления, и УЗИП в литом корпусе.
  • Тип 3 — УЗИП точки использования, установленные на минимальной длине проводника 10 метров (30 футов) от электрической сервисной панели до точки использования, например, шнур подключен, прямое подключение, установлены УЗИП розеточного типа на защищаемом утилизационном оборудовании.Расстояние (10 метров) не зависит от проводов, поставляемых с SPD или используемых для подключения SPD.
  • Тип 4 — Сборки компонентов — Сборка компонентов, состоящая из одного или нескольких компонентов Типа 5 вместе с разъединителем (внутренним или внешним) или средством обеспечения соответствия испытаниям на ограниченный ток.
  • Узлы компонентов типа 1, 2, 3 — Состоит из узла компонентов типа 4 с внутренней или внешней защитой от короткого замыкания.
  • Тип 5 — Ограничители перенапряжения на дискретных компонентах, такие как MOV, которые могут быть установлены на печатной плате, соединены ее выводами или обеспечены внутри корпуса с монтажными средствами и зажимами для отжима.
• Номинальное напряжение системы — должно соответствовать напряжению электросети, в которой будет установлено устройство
• MCOV — Максимальное продолжительное рабочее напряжение, это максимальное напряжение, которое устройство может выдержать до начала проводимости (зажима) . Обычно оно на 15-25% выше номинального напряжения системы.
• Номинальный ток разряда (I _n ) — это пиковое значение тока, проходящего через SPD с формой волны 8/20, при этом SPD остается работоспособным после 15 скачков.Пиковое значение выбирается производителем из предварительно определенного уровня, установленного UL. Уровни I (n) включают 3 кА, 5 кА, 10 кА и 20 кА, а также могут быть ограничены типом тестируемого SPD.
• VPR — номинальное напряжение защиты. Рейтинг в соответствии с последней редакцией ANSI / UL 1449, обозначающий «округленное» среднее измеренное предельное напряжение SPD, когда SPD подвергается скачку напряжения, создаваемому генератором комбинированных сигналов 6 кВ, 3 кА, 8/20 мкс. VPR — это измерение напряжения фиксации, округленное до одного из стандартизованных значений таблицы.Стандартные рейтинги VPR включают 330, 400, 500, 600, 700 и т. Д. В качестве стандартизованной рейтинговой системы VPR позволяет напрямую сравнивать одинаковые SPD (то есть того же типа и напряжения).
• SCCR — Номинальный ток короткого замыкания. Пригодность SPD для использования в цепи питания переменного тока, способной выдавать симметричный ток не более заявленного действующего значения при заявленном напряжении в условиях короткого замыкания. SCCR — это не то же самое, что AIC (мощность прерывания усилителя). SCCR — это количество «доступного» тока, которому SPD может подвергаться и безопасно отключаться от источника питания в условиях короткого замыкания.Величина тока, «прерываемого» SPD, обычно значительно меньше «доступного» тока.
• Класс защиты корпуса — гарантирует, что рейтинг NEMA корпуса соответствует условиям окружающей среды в месте установки устройства.

TOP

Что такое скачки, переходные процессы и временные перенапряжения и каковы их типичные характеристики?

Хотя переходные процессы и скачки часто используются как отдельные термины в индустрии защиты от импульсных перенапряжений, они представляют собой одно и то же явление.Переходные процессы и скачки могут быть током, напряжением или и тем, и другим и могут иметь пиковые значения, превышающие 10 кА или 10 кВ. Как правило, они имеют очень короткую продолжительность (обычно> 10 мкс и <1 мс), с формой волны, которая очень быстро поднимается до пика, а затем спадает с гораздо меньшей скоростью. Переходные процессы и скачки напряжения могут быть вызваны внешними источниками, такими как молния или короткое замыкание, или внутренними источниками, такими как переключение контакторов, преобразователи частоты, переключение конденсаторов и т. Д.

Временные перенапряжения (TOV) являются колебательными
между фазами. перенапряжения на землю или между фазами, которые могут длиться от нескольких секунд до нескольких минут.Источники TOV включают повторное включение при КЗ, переключение нагрузки, сдвиги сопротивления заземления, однофазные КЗ и эффекты феррорезонанса, и это лишь некоторые из них. Из-за потенциально высокого напряжения и большой продолжительности работы TOV могут быть очень вредными для SPD на основе MOV. Расширенный TOV может привести к необратимому повреждению SPD и вывести устройство из строя. Обратите внимание, что хотя ANSI / UL 1449 гарантирует, что SPD не создаст угрозу безопасности в этих условиях; SPD обычно не предназначены для защиты оборудования, расположенного ниже по потоку, от события TOV.

TOP

Что такое многорежимные SPD — зачем мне нужна защита L-L (линия-линия) и N-G (нейтраль-земля)?

Многорежимные устройства защиты от перенапряжения (SPD) — это устройства, которые содержат несколько компонентов SPD в одном корпусе. Эти «режимы» защиты могут быть соединены L-N, L-L, L-G и N-G по трем фазам. Наличие защиты в каждом режиме обеспечивает защиту нагрузок, в частности, от внутренних переходных процессов, когда заземление не может быть предпочтительным обратным путем.В некоторых приложениях, таких как установка SPD на служебном входе, где соединены как нейтральная, так и заземляющая точки, нет преимуществ раздельных режимов LN и LG, однако, когда вы продвигаетесь дальше в распределение и происходит отделение от этой общей связи NG, режим защиты SPD NG будет выгоден.

TOP

Важен ли рейтинг Джоулей SPD?

Хотя концептуально устройство защиты от перенапряжения (УЗИП) с более высоким рейтингом энергии будет лучше, сравнение значений энергии УЗИП (Джоуль) может ввести в заблуждение.Более авторитетные производители больше не предоставляют рейтинги энергопотребления. Номинальная мощность — это сумма импульсного тока, продолжительности всплеска и напряжения ограничения SPD.

При сравнении двух продуктов устройство с более низким номиналом было бы лучше, если бы это было в результате более низкого напряжения ограничения, в то время как устройство с большой энергией было бы предпочтительнее, если бы это было в результате использования большего импульсного тока. Не существует четкого стандарта для измерения энергии SPD, и, как известно, производители используют длинные хвостовые импульсы для получения больших результатов, вводящих в заблуждение конечных пользователей.

Поскольку рейтинги Джоулей можно легко изменить, многие отраслевые стандарты (UL) и руководства (IEEE) не рекомендуют сравнение джоулей. Вместо этого они сосредоточили внимание на фактических характеристиках SPD с помощью таких тестов, как тестирование номинального тока разряда, которое проверяет долговечность SPD вместе с тестированием VPR, которое отражает пропускаемое напряжение. С помощью этого типа информации можно сделать лучшее сравнение одного SPD с другим.

TOP

Что означают формы сигналов, такие как 8/20 и 10/1000, и как они взаимосвязаны?

Импульсные токи, индуцированные молнией, характеризуются наличием очень быстро нарастающих «передних фронтов» и длинных затухающих «хвостов».В первом приближении первое число в каждом примере вышеуказанных форм волн пульсаций обозначает время, необходимое для того, чтобы выбросы достигли 90% своего пикового значения, а второе число — время, необходимое для этого выброса, чтобы спасть от своего пика до своего пикового значения. половину стоимости. Это время измеряется в микросекундах, хотя по соглашению не требуется, чтобы эта единица отображалась после формы волны. Соотношение между этими различными формами сигналов — сложная функция, основанная на интегрировании содержания энергии.

TOP

А как насчет повторяющихся переходных процессов низкого уровня?

Большинство всех переходных процессов генерируются внутри объекта, 80%.Этот тип переходных процессов обычно имеет меньшую энергию и повторяется, поскольку они генерируются различными нагрузками внутри объекта, которые периодически включаются и выключаются. Важно понимать, откуда могут возникать эти низкоуровневые переходные процессы, и иметь в этой точке уровень защиты от перенапряжения.

TOP

Как я могу защитить оборудование, работающее от постоянного тока?

Защита оборудования, подключенного к источникам постоянного тока (dc) или источникам питания, обычно включает установку защиты на входе переменного тока (ac) в источник питания.Однако с ростом использования солнечной и ветровой генерации возрастает потребность в SPD для обеспечения определенного уровня защиты на стороне постоянного тока. Промышленность SPD признает это, и становится доступным все больше и больше SPD, предназначенных для постоянного тока. При применении SPD к шине постоянного тока, SPD должен быть маркирован и утвержден для этих типов приложений.

TOP

Скорость реакции — важно ли это само по себе?

Да и Нет. Способность устройства защиты от перенапряжения (SPD) или компонента защиты от перенапряжения реагировать на напряжение, превышающее его порог включения, будет определять остаточное измеренное ограничивающее напряжение, которое должно выдерживать последующее оборудование. .Если устройство работает слишком медленно, ограничивающее напряжение будет высоким, и оборудование может быть недостаточно защищено. При этом производители слишком много говорят о «скорости реакции». Что более важно, так это характеристики SPD «фиксирующее или остаточное напряжение». Также стоит отметить, что наносекундные переходные процессы не могут распространяться далеко по силовой проводке, что ограничивает их появление на практике.

TOP

Что такое распределенная защита?

Распределенная защита — это процесс координации защиты между первичным служебным входом в большой объект и внутренними распределительными панелями филиала.В промышленности это обычно называется наслоением или каскадом защиты от перенапряжения. Обычно устройство защиты от перенапряжения (УЗИП) с высокой способностью выдерживать перенапряжения устанавливается на служебном входе, в то время как УЗИП с более низким номиналом перенапряжения устанавливаются на панелях ответвлений или выделенных источниках питания для чувствительного оборудования. Этот подход может быть применен и для включения SPD в точке использования на длинных линиях, где они подключаются к чувствительному или критически важному оборудованию. Еще один пример такой философии распределенной защиты может включать в себя проводные SPD на главной и вспомогательных панелях и дополнительные съемные устройства защиты на выбранном оборудовании.

TOP

Где лучше всего разместить защиту?

В идеале защиту всегда следует устанавливать на главном служебном входе. Это гарантирует, что генерируемая извне импульсная энергия будет направлена ​​на землю наиболее прямым путем. На более крупных объектах, где расстояния между этой первичной защитой и защищаемым оборудованием большие, также рекомендуется обеспечить еще один уровень защиты ближе к защищаемому оборудованию. Защита точки использования обеспечит максимально возможный уровень защиты.

TOP

Что такое ANSI / UL 1449?

ANSI / UL 1449 — это стандарт, необходимый для внесения (или признания) устройства защиты от перенапряжения в спецификации Underwriters Laboratories, Inc. Этикетки UL требуются на каждом зарегистрированном или признанном UL SPD с указанием номинальных значений защиты по напряжению (VPR), номинального тока короткого замыкания (SCCR), ТИПА SPD, максимального непрерывного рабочего напряжения (MCOV) и номинального тока разряда I (n) ..

TOP

Что вызывает беспокойство по поводу устойчивых перенапряжений?

Устойчивые перенапряжения не являются переходными событиями и являются основной причиной отказов SPD.Для получения дополнительной информации о длительном перенапряжении см. IEEE C62.72

TOP

Защищены ли подземные кабели от молнии?

Подземные кабели обеспечивают лучшую изоляцию от воздействия молнии по сравнению с воздушными кабелями; однако они по-прежнему подвержены наведенному электромагнитному взаимодействию энергии от ближайших наземных вспышек. Таким образом, защиту от перенапряжения следует устанавливать на объектах, снабжаемых как воздушными, так и / или подземными фидерами.

TOP

Заземление и защита от перенапряжения

Что такое повышение потенциала земли (GPR)?

Когда большое количество энергии быстро депонируется в землю в результате удара молнии из облака в землю или из-за электрического повреждения в энергосистеме общего пользования, потенциал земли в этой точке инжекции повышается до более высокого уровня по сравнению с более далекие земли.
Это приводит к созданию градиента потенциала напряжения в земле, который может вызвать опасное прикосновение и наличие ступенчатого потенциала для персонала. Эта опасность для персонала и оборудования может быть уменьшена путем создания заземляющей пластины с равным потенциалом под оборудованием путем электрического соединения всех отдельных «заземлений» в «систему» ​​или путем закапывания заземляющих матов и сеток. Также важно отметить, что георадар не только опасен для персонала, но также может вызвать повреждение оборудования — см. Ниже.

TOP

Я слышал, что не следует использовать отдельные системы заземления?

Отдельные «заземления» или «заземления» могут привести к повреждению оборудования во время грозы.Разряд облака на землю может очень быстро накапливать обширный заряд в локальной массе земли, вызывая повышение напряжения на земле в точке инжекции по сравнению с более удаленными землями. Результирующий градиент потенциала, установленный в земле, означает, что отдельные заземления могут подняться до разных потенциалов, что приведет к возникновению петлевого тока и возможному повреждению оборудования, привязанного к этим двум разным точкам. Это явление может проявляться более незаметно, когда оборудование подключено к нескольким службам.
Примером этого может быть персональный компьютер с модемом, который подключается к электросети и телекоммуникационной линии. Если эти две службы не связаны вместе для создания общей равнопотенциальной заземляющей плоскости, это может привести к повреждению. Фактически, это одна из наиболее частых причин поломки оборудования. Хорошо спроектированный многопортовый предохранитель обеспечит такое выравнивание между услугами на оборудовании.

TOP

Что такое одноточечное заземление?

Важно убедиться, что разность потенциалов земли не возникает между оборудованием внутри помещения во время повышения потенциала земли.Один из способов обеспечить это — применить одноточечный подход к заземлению оборудования и служб на объекте. Обычно это влечет за собой привязку всего оборудования на объекте к одной шине заземления (или нескольким шинам заземления, которые прочно электрически соединены вместе) и обеспечение того, чтобы эта внутренняя система заземления была подключена к внешней системе заземления. «Одноточечное заземление» относится к одиночному соединению между внутренней системой заземления объекта и внешней сетью заземления.Внешняя сеть заземления может использовать несколько заземляющих элементов, таких как заземляющие стержни и / или противовесы.

TOP

Как измерить сопротивление заземления?

Существует ряд методов измерения сопротивления заземления, наиболее популярным из которых является «метод падения потенциала». Для измерений требуется прибор для проверки сопротивления заземления и квалифицированный персонал. В более крупных объектах важно снимать показания сопротивления заземления, помещая инжекционный электрод и электрод сравнения в «дальнее поле» — по существу, в нескольких сотнях футов от точки заземления для проверки.
Это гарантирует, что ложные или вводящие в заблуждение результаты не будут получены из-за слишком близкого расположения электродов к заглубленным частям общей системы заземления. Инструменты накладного типа не являются предпочтительными в таких ситуациях из-за возможности больших ошибок в результатах.

TOP

Какое сопротивление заземления я должен добиться?

Вероятно, это один из наиболее часто задаваемых вопросов специалистов по заземлению. Опять нет однозначного ответа. Как показывает практика, эффективное заземление для защиты от грозовых разрядов и перенапряжения должно быть где-то около 10 Ом.Очевидно, этого может быть трудно достичь в плохих почвенных условиях, и здесь играет роль рентабельность. Также важно подчеркнуть, что к ценностям заземления не применимо однозначное определение.

В качестве примера бессмысленно настаивать на том, чтобы подрядчик достигал сопротивления заземления ровно 10 Ом или меньше, когда метод тестирования может подвергаться колебаниям до 2 Ом в зависимости от того, как уложены испытательные стержни. Также стоит иметь в виду, что влажность почвы может варьироваться до 50% в зависимости от времени года.Существуют «улучшающие грунт материалы», которые можно использовать для улучшения (уменьшения) местного удельного сопротивления грунта.

Более важным, чем абсолютное значение сопротивления заземления, является обеспечение того, чтобы все оборудование в помещении было привязано к плоскости заземления с равнопотенциальным потенциалом посредством надлежащего соединения. Благодаря этому все отдельные части оборудования будут повышать до одного и того же потенциала во время скачка напряжения. Это утверждение можно проиллюстрировать на примере космического корабля «Шаттл», он не «заземлен», однако все оборудование на борту будет привязано к внутренней плоскости заземления с равнопотенциальным потенциалом.

TOP

Некоторые люди говорят о сопротивлении и некотором сопротивлении, когда говорят о заземлении?

Событие грозового перенапряжения характеризуется очень быстрыми изменениями тока и напряжения, иногда называемыми dv / dt и di / dt. По сути, это высокочастотное событие, и поэтому заземляющую систему лучше рассматривать как импеданс переменного тока, а не как сопротивление постоянному току. Предмет сложный и требует знания теории линий передачи и специальных методов измерения эффективного импеданса системы заземления в импульсном режиме.Достаточно сказано!

TOP

Для получения дополнительной информации об установке SPD посетите наши разделы по установке промышленных, коммерческих или жилых помещений.

Достаточно ли только первичных SPD для защиты оборудования?

Нет, от небольшого объекта до большого объекта обычно необходимо применять каскадный или многоуровневый подход, когда первичная защита устанавливается на панели служебного входа, а вторичная защита — на панелях ответвлений. Каждый объект требует индивидуального анализа для определения правильной защиты, отвечающей потребностям используемого оборудования.Может даже потребоваться установка дополнительных SPD в точке использования, если это оборудование расположено на некотором расстоянии от панели питания. IEEE рекомендует каскадный подход, и этот подход обеспечит наиболее эффективную защиту от перенапряжения на всем объекте. Для получения дополнительной информации о том, где применять SPD, выберите интересующий вас тип среды: промышленная, коммерческая или жилая.

TOP

Зачем мне SPD, если у меня уже есть изолирующий трансформатор?

Изолирующие трансформаторы обеспечивают очень хорошее подавление синфазного сигнала, но не обеспечивают хорошее подавление дифференциального (нормального) режима.Другими словами, перенапряжение, наложенное в равной степени как на линейный (L), так и на нейтральный (N) проводники, будет отклоняться изолирующим трансформатором, в то время как скачок, возникающий по-разному между L и N проводниками, будет проходить через трансформатор. Также имейте в виду, что большинство переходных процессов генерируется нагрузками внутри объекта на стороне нагрузки этих трансформаторов. Чтобы свести к минимуму влияние этих внутренних переходных процессов от одной части оборудования к другой, следует разместить SPD.

TOP

Что такое практический рейтинг перенапряжения для защиты входа в служебные помещения?

Это сложный вопрос, который зависит от многих аспектов, в том числе от воздействия на площадку, региональных изокераунических уровней и электроснабжения. Статистическое исследование вероятности удара молнии показывает, что средний разряд молнии составляет от 30 до 40 кА, в то время как только 10% разрядов молнии превышают 100 кА. Учитывая, что удар по фидеру передачи, вероятно, разделит весь полученный ток на несколько путей распределения, реальность выброса тока, попадающего в объект, может быть намного меньше, чем у удара молнии, который его вызывает.

Стандарт ANSI / IEEE C62.41.1-2002 стремится охарактеризовать электрическую среду в различных местах на предприятии. Он определяет местоположение служебного входа как между средами B и C, что означает, что в таких местах могут возникать импульсные токи до 10 кА 8/20. При этом SPD, расположенные в таких средах, часто имеют номинальные характеристики выше таких уровней, чтобы обеспечить подходящий ожидаемый срок службы, обычно 100 кА / режим или 200 кА / фаза. УЗИП с очень большим номиналом кА не обеспечат лучшего уровня защиты для оборудования, расположенного ниже по цепочке, однако они будут обеспечивать тот же уровень защиты, что и УЗИП с «меньшим» номиналом, в течение более длительного периода времени.

TOP

Нужно ли координировать устройства SPD, когда несколько устройств используются в одной системе?

Да, поскольку ANSI / IEEE C62.41.1-2002 определяет служебный вход как наиболее серьезное воздействие, категория C, рекомендуется использовать SPD большего размера (кА на режим). Глубже в помещении, где уменьшается воздействие, рекомендуется использовать устройства SPD категорий B и A, меньшие (кА на режим). Для получения дополнительной информации см. IEEE C62.72-2007.

TOP

Как установка влияет на работу SPD? (На что влияет длина выводов, требуемый размер проводника, каков реальный риск перекрестной связи между соседними проводниками и т. Д.)?

Установка SPD часто плохо понимается. Неправильно установленный хороший SPD может принести мало пользы в реальных условиях перенапряжения. Очень высокая скорость изменения тока, типичная для переходного процесса, вызывает значительные падения напряжения на выводах, соединяющих SPD с панелью или защищаемым оборудованием. Это может означать, что напряжение, достигающее оборудования во время такого скачка напряжения, превышает желаемое. Меры по противодействию этому эффекту включают размещение SPD так, чтобы длина соединительных проводов была как можно короче, и скручивание этих проводов вместе.Использование кабеля AWG большего сечения помогает до некоторой степени, но это только эффект второго порядка. Также важно держать защищенные и незащищенные цепи и выводы отдельно, чтобы избежать перекрестной связи переходной энергии.

TOP

Какие различные энергосистемы используются в США и каковы потребности в защите для каждой из них?

Система распределения электроэнергии в США — это система TN-C-S. Это означает, что нейтральный и заземляющий проводники подключаются к служебному входу каждого и каждого объекта или отдельно выделенной подсистемы.Это означает, что режим защиты нейтраль-земля (N-G) в многорежимном SPD, установленном на панели служебного входа, в основном является избыточным. За пределами этой точки соединения NG, например, в распределительных щитах ответвлений, необходимость в этом дополнительном режиме защиты более оправдана. В дополнение к режиму защиты N-G, некоторые SPD могут включать защиту от линии к нейтрали (L-N) и от линии к линии (L-L). В трехфазной системе WYE необходимость в дискретной защите L-L сомнительна, поскольку сбалансированная защита L-N также обеспечивает определенную защиту проводников L-L.
Изменения в Национальном электротехническом кодексе ^® (NEC ^® ) (www.nfpa.org) издания 2002 г. исключили использование SPD в незаземленных системах распределения питания треугольником, если только SPD не был специально идентифицирован и утвержден для этого. .

TOP

Что такое степень защиты корпуса (или окружающей среды) NEMA и IP?

Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) (www.nema.org) Публикация стандартов 250-2014 «Корпуса для электрического оборудования (максимум 1000 В)» содержит исчерпывающее определение типов корпусов NEMA (www.nema.org) для заинтересованных сторон.
ПРИМЕЧАНИЕ : рейтинг типа корпуса не следует путать с номиналом типа SPD. Эти рейтинги типов совершенно не связаны.

При выборе «постоянно подключенного» SPD необходимо учитывать тип корпуса и среду установки. УЗИП с подключаемым шнуром, с прямым подключением и постоянно подключенными к розетке не требуют указания типа корпуса. Тип корпуса должен соответствовать условиям окружающей среды в месте установки устройства.Кожух Типы, представляющие интерес для установщиков устройств защиты от перенапряжения в безопасных зонах, включают:

• Тип 1 — Корпуса, сконструированные для использования внутри помещений, чтобы обеспечить определенную степень защиты персонала от случайного контакта с закрытым оборудованием и обеспечить определенную степень защиты. защиты от падающей грязи.
• Тип 2 — Корпуса, сконструированные для использования внутри помещений, чтобы обеспечить определенную степень защиты персонала от случайного контакта с закрытым оборудованием, обеспечить определенную степень защиты от падающей грязи и обеспечить степень защиты от капель и легких брызг жидкостей.
• Тип 3 — Корпуса, предназначенные для использования внутри или вне помещений, чтобы обеспечить определенную степень защиты персонала от случайного контакта с закрытым оборудованием. Обеспечивает определенную защиту от падающей грязи, дождя, мокрого снега, снега и переносимой ветром пыли; и это не будет повреждено из-за образования льда на кожухе.
• Тип 3R — Корпуса, предназначенные для внутреннего или наружного использования, чтобы обеспечить определенную степень защиты персонала от случайного контакта с закрытым оборудованием.Для обеспечения степени защиты от падающей грязи, дождя, мокрого снега и снега; и это не будет повреждено из-за образования льда на кожухе.
• Тип 4 — Корпуса, предназначенные для использования внутри или вне помещений, чтобы обеспечить определенную степень защиты персонала от случайного контакта с закрытым оборудованием. Обеспечивает определенную степень защиты от падающей грязи, дождя, мокрого снега, снега, переносимой ветром пыли, водяных брызг и воды, направляемой из шланга; и это не будет повреждено из-за образования льда на кожухе.
• Тип 4X — Корпуса, предназначенные для использования внутри или вне помещений, чтобы обеспечить определенную степень защиты персонала от случайного контакта с закрытым оборудованием. Обеспечивает определенную степень защиты от падающей грязи, дождя, мокрого снега, снега, переносимой ветром пыли, водяных брызг, воды из шланга и коррозии; и это не будет повреждено из-за образования льда на кожухе.
• Тип 12 — Корпуса, сконструированные (без выбивки) для использования внутри помещений, чтобы обеспечить определенную степень защиты персонала от случайного контакта с закрытым оборудованием.Обеспечить определенную защиту от падающей грязи; от циркулирующей пыли, ворса, волокон и мух; и от капель и легкого разбрызгивания жидкостей.

Каковы новые требования к номинальному току короткого замыкания NEC ^® ?

NFPA 70, издание NEC 2008, статья 285.6, требует, чтобы SPD был испытан и помечен SCCR, равным или превышающим доступный ток короткого замыкания в этой точке системы. ANSI / UL 1449-2006 (3-е издание).Стандарт обеспечивает как требования к испытаниям производительности, так и требования к маркировке для SCCR.

TOP

Защита от перенапряжения с электрической фильтрацией

Следует ли мне беспокоиться о действительно быстрых переходных процессах?

Импульсы переключения и последующие повторные разряды при многоразовой молнии могут вызывать переходные процессы с очень быстрым временем нарастания в доли микросекунд. Эти переходные процессы могут емкостным и индуктивным образом влиять на проводку и вызывать перенапряжения. Чтобы уменьшить потенциальное повреждение от таких быстрых переходных процессов, обычно в SPD включают дополнительные электронные компоненты, которые служат в качестве схемы формирования волны (также известной как электрическая фильтрация или фильтр).Этот « фильтр » может быть просто конденсатором, подключенным параллельно к компонентам защиты от перенапряжения SPD, или он может быть столь же сложным, как последовательный многоступенчатый фильтр, часто называемый двухпортовым SPD, где есть отдельные наборы входных и выходных клемм. с сигналом питания или данных, проходящим через электронные компоненты. Многоступенчатый фильтр в двухпортовом SPD может включать в себя комбинацию компонентов с параллельным и последовательным подключением, предназначенных для работы в качестве электрического фильтра. Обычно для SPD переменного или постоянного тока в этих многокаскадных фильтрах используются как конденсаторы (C), так и катушки индуктивности (L).УЗИП, включающие в себя последовательные ЖК-фильтры, обычно обеспечивают лучшую эффективность фильтрации, чем фильтры, работающие только с параллельным подключением; однако они более дорогие и должны быть выбраны для продолжительного тока нагрузки (более высокие токи нагрузки потребуют физически больших индуктивных компонентов). Следует отметить, что SPD с «фильтрами» более точно описываются как устройства формирования волны, поскольку основная роль фильтра заключается в замедлении и ослаблении очень высокой скорости нарастания напряжения (dv / dt), а не в «фильтрации» или удалении .

TOP

Что означает затухание в дБ в SPD?

Существует два основных типа SPD, в которых обычно появляются данные в дБ. Один находится в SPD для использования в информационно-коммуникационных технологиях (ICT), а второй — в SPD переменного или постоянного тока.
Затухание в дБ применяется к SPD, используемым в ICT. В этих продуктах SPD должен иметь низкое значение дБ (затухание) в рабочем диапазоне частот используемой системы передачи данных. Это низкое значение в дБ может указывать на незначительное или нулевое отрицательное влияние на полезный сигнал данных.Число в дБ без какой-либо ссылки на конкретную частоту или частотный диапазон не имеет значения; поэтому всегда следует искать как значение в дБ, так и эталонную частоту или частотный диапазон. В SPD для ИКТ обычно указывается рабочий диапазон частот со значением в дБ, обозначенным как «вносимые потери». Например, коаксиальный SPD может иметь частотный диапазон от 0 до 3 ГГц с вносимыми потерями <2 дБ. Инженер или техник, знакомый с рассматриваемой системой ИКТ, должен определить, вызывают ли беспокойство значение в дБ и диапазон рабочих частот SPD.
Во-вторых, затухание в дБ применяется к устройствам защиты от скачков напряжения переменного или постоянного тока (SPD), которые включают фильтры или фильтрацию. Затухание в дБ представляет собой значение, которое численно показывает способность фильтра уменьшать переходные процессы и обычно указывается с точки, в которой фильтр уменьшил падающий переходный процесс на 3 дБ (или напряжение в 20 раз) на определенной частоте. . Более эффективный фильтр перенапряжения будет иметь более высокий дБ на более низкой частоте. Например, SPD с ослаблением 60 дБ на 30 кГц более эффективен, чем фильтр с 60 дБ на 100 кГц.
Для SPD, защищающих силовые цепи переменного тока, производители SPD обычно указывают значение в дБ при 100 кГц, а не частоту, на которой происходит затухание на 3 дБ. Вместо того, чтобы указывать один показатель производительности, более полезен график частотной характеристики от 1 кГц до 1 МГц. Характеристики на частотах выше 1 МГц не имеют большого значения, поскольку на этих более высоких частотах между установками будут возникать большие различия. Хотя многие спецификации требуют 60-80 дБ на частоте 100 кГц, при превышении 30 дБ практического выигрыша в характеристиках мало.

TOP

Что такое технология отслеживания синусоидальной волны?

Это маркетинговый термин для устройства защиты от перенапряжения (SPD), который включает фильтрацию. УЗИП с емкостной фильтрацией могут демонстрировать способность отслеживания синусоидальной волны. Производители SPD могут предлагать продукты с различными характеристиками фильтров, которые могут лучше противодействовать быстрорастущим переходным напряжениям низкого уровня.

TOP

Почему фильтры должны иметь индукторы с воздушным сердечником?

Серийно установленные устройства защиты от импульсных перенапряжений (SPD), которые включают LC (индуктивные (L) емкостные (C)) сети с последовательным ферритовым индуктором в проводнике со стороны сети, могут испытывать насыщение при высоких уровнях тока во время перенапряжения.Проще говоря, насыщение — это когда индуктивный компонент теряет характеристику и желаемую индуктивность. Для SPD-фильтра часто нежелательно терять свою индуктивную характеристику, так как характеристики схемы фильтра будут ухудшаться по мере приближения катушки индуктивности и достижения насыщения. Индукторы с воздушным сердечником не страдают от проблем с насыщением; однако они более дорогие в изготовлении и физически больше при том же значении индуктивности, чем индукторы с ферритовой обмоткой.

TOP

В чем разница между шунтирующей защитой, параллельными фильтрами и последовательными фильтрами?

См. Ответы на часто задаваемые вопросы о фильтрации.

Системы защиты от замыканий на землю: основы тестирования производительности

В этом руководстве представлен общий обзор процедур проверки и испытаний для простых систем защиты от замыканий на землю по остаточной цепи и нулевой последовательности. Фото: TestGuy.

Замыкание на землю — это тип электрического повреждения или короткого замыкания, которое возникает в результате любого непреднамеренного соединения между незаземленным проводником электрической цепи и обычно не токоведущими проводниками, металлическими корпусами, металлическими дорожками качения, металлическим оборудованием или землей.

Возникающая в результате короткого замыкания на землю дуга настолько сильна, что способна вывести из строя электрооборудование быстрее, чем защита от перегрузки по току может обнаружить и устранить повреждение. Это возможно, потому что в системе имеется достаточное напряжение для поддержания дуги между одной фазой и землей, но недостаточный ток для срабатывания главного выключателя или предохранителя.

По этой причине необходима отдельная форма защиты для защиты оборудования от коротких замыканий малой величины, которые не обнаруживаются функциями перегрузки по току.Защита от замыканий на землю требуется NEC и обычно устанавливается только в цепях и сетях с напряжением 480/277 вольт, 1000 ампер и выше.

Проверка работоспособности систем замыкания на землю требуется в соответствии с разделами 230.95 (C) и 517.17 (D) Национального электротехнического кодекса (NEC). Защита от замыканий на землю может быть предусмотрена для 3-проводного и 4-проводного оборудования, питаемого от глухозаземленного 4-проводного источника питания, звезды или треугольника.

---

Защита оборудования от замыканий на землю (согласно статье 230.95 в NFPA 70-2017 (NEC)

«Защита оборудования от замыканий на землю должна быть предусмотрена для глухозаземленных электрических соединений звездой с напряжением более 150 вольт на землю, но не более 1000 вольт между фазами для каждого рабочего разъединителя номиналом 1000 ампер или более».

«Заземленный провод для глухозаземленной системы звездой должен быть подключен непосредственно к земле через систему заземляющих электродов, как указано в 250.50, без вставки какого-либо резистора или устройства импеданса.»

«Номинал сервисного разъединителя должен рассматриваться как номинал самого большого предохранителя, который может быть установлен, или максимальная уставка срабатывания непрерывного тока, на которую рассчитано или может быть отрегулировано фактическое устройство максимального тока, установленное в автоматическом выключателе».

---

Принцип работы реле замыкания на землю

Системы защиты от замыканий на землю работают по принципу дисбаланса между нейтральным и фазным проводниками. Когда в электрической системе происходит замыкание на землю, компоненты, находящиеся под напряжением, контактируют с заземленными компонентами, что приводит к протеканию тока через заземляющие проводники.

При токе, который обычно течет обратно к служебному входу через нейтральный провод, теперь отведенный на шину заземления, через нейтральный проводник течет меньше тока, чем первоначально оставалось через фазный провод.

Трансформаторы тока используются для определения силы тока, протекающего по проводнику. В этой системе используются два основных трансформатора тока:

1. Датчик остатка

Пример системы защиты от замыканий на землю.Фото: TestGuy.

Когда отдельные трансформаторы тока подключены с противоположной полярностью по отношению между нейтральным и фазным проводниками, два сигнала будут уравновешены, когда между ними протекает равное количество тока. Если есть дисбаланс сигналов, будет производиться вторичный ток, который используется для активации реле замыкания на землю.

2. Нулевая последовательность

Пример системы защиты от замыканий на землю нулевой последовательности. Фото: TestGuy.

Все фазные проводники и нейтральный провод (если применимо) проходят через окно ТТ нулевой последовательности, а заземленный провод — нет.Когда между фазным и нейтральным токами протекает равный ток, сигнал отменяется. Если ток протекает через заземляющий провод, он не будет проходить через трансформатор тока, что приведет к дисбалансу.

---

Основы тестирования производительности

Максимальная надежность системы защиты от замыканий на землю зависит от прочности каждого элемента в цепи, такого как твердотельный датчик , монитор, управляющая проводка, источник питания управления, независимый расцепитель и средство отключения цепи .Если один элемент неправильно подключен, не работает, не откалиброван или поврежден, защита от замыкания на землю может не сработать.

По этой причине, полное периодическое обслуживание и электрические испытания оборудования квалифицированным персоналом необходимы для проверки компонентов и механизмов, которые могут выйти из строя, выйти из строя и / или потерять калибровку.

Испытание системы защиты от замыканий на землю (согласно статье 230.95 (C) NFPA 70-2017 (NEC)

«Система защиты от замыкания на землю должна пройти проверку работоспособности при первой установке на месте.Это испытание должно проводиться квалифицированным лицом (ами) с использованием процесса испытания подачи первичного тока в соответствии с инструкциями, прилагаемыми к оборудованию. Письменный отчет об этом испытании должен быть предоставлен компетентному органу «.

---

Меры безопасности

Проверка работоспособности систем защиты от замыканий на землю должна выполняться только в обесточенных электрических системах квалифицированным персоналом. В частности, при испытаниях, требующих использования сильноточного испытательного комплекта, обычно необходимо получить услуги квалифицированной организации, проводящей полевые испытания.Поскольку тестирование проводится на служебном входе, в существующих системах требуется отключение электроэнергии.

Процедуры испытаний, описанные ниже, состоят из подачи полномасштабного первичного тока в фазу и нейтраль оборудования для дублирования протекания тока замыкания на землю в различных условиях. Требуемое испытательное оборудование включает в себя сильноточный источник питания, способный выдавать до 1000 ампер или более при напряжении 2,5 В или аналогичном.

Используя более низкие настройки срабатывания реле тока замыкания на землю на реле, прерывателях или переключателях, ток, необходимый для срабатывания, может быть сведен к минимуму, например, 300 или 400 ампер или меньше.Если инспекционным органам требуются испытания при полной настройке GFP, может потребоваться источник тока, способный выдавать 1200 ампер или более.

---

Тестирование производительности систем защиты от замыканий на землю с нулевой последовательностью

Защиту от замыканий на землю нулевой последовательности проверить очень просто. Одна из наиболее важных проверок — визуальная, чтобы убедиться, что только правильное количество фазных и нейтральных проводов проходит через датчик тока нулевой последовательности в нужном направлении.

Для тестирования производительности необходимо провести два теста:

1.Нет путевого теста

Пример процедуры проверки при замыкании на землю нулевой последовательности без отключения. Фото: TestGuy

Убедитесь, что нейтральный и фазный проводники проходят через датчик в одном направлении, подключив источник тестового тока к точкам A1 и N1 с помощью перемычки между A2 и N2 . Главный выключатель не должен срабатывать, когда испытательный ток превышает предварительно заданные настройки срабатывания и задержки.

2. Путевой тест

Пример процедуры проверки срабатывания защиты от замыкания на землю нулевой последовательности.Фото: TestGuy

Убедитесь в целостности цепи заземления от шины заземления к нейтрали, подключив источник тестового тока к точкам A1 и N1 с помощью перемычки между A2 и G1 . Главный выключатель должен сработать, когда испытательный ток превысит предварительно заданное значение срабатывания и задержки по времени.

Функциональный тест

Для быстрой проверки электропроводки ТТ и привода отключения один измерительный провод можно пропустить через датчик нулевой последовательности, чтобы произвести вторичный ток, способный активировать реле замыкания на землю.Если требуемый ток не может быть достигнут, измерительный провод можно обернуть вокруг датчика один или несколько раз, чтобы умножить вторичный ток, производимый датчиком.

Важно отметить, что этот метод не проверяет, что фазный и нейтральный проводники проходят через датчик в одном направлении, а также не проверяет непрерывность пути заземления от шины заземления к нейтрали.

---

Тестирование производительности систем защиты от замыканий на землю

NEC Статья 250.23 требует, чтобы всякий раз, когда обслуживание осуществляется от системы заземленной нейтрали, заземленный нейтральный проводник должен быть подведен к оборудованию служебного входа и присоединен к корпусу оборудования и шине заземления, даже если заземленный провод не требуется для нагрузки, питаемой от сети. обслуживание. Это необходимо для обеспечения обратного пути тока замыкания на землю с низким импедансом в нейтраль, чтобы гарантировать работу устройства максимального тока.

Перед эксплуатационными испытаниями 3-фазных 4-проводных систем защиты от замыканий на землю необходимо снять перемычку и провести испытание сопротивления изоляции между нулевым проводом и шиной заземления, чтобы убедиться, что после основной перемычки заземления не было выполнено дополнительных заземляющих соединений.

Когда дополнительные заземляющие соединения выполняются после основной перемычки заземления, чувствительность системы защиты снижается. После проверки сопротивления нейтрали и земли повторно подключите перемычку, прежде чем приступить к испытанию сильным током.

Четыре основных теста могут быть выполнены для проверки работы систем защиты от остаточных замыканий на землю:

1. Нет поездки

Система защиты от замыканий на землю — пример процедуры проверки без отключения.Фото: TestGuy.

Для правильной работы системы защиты от замыканий на землю необходимо правильно настроить нейтраль и фазу Полярность ТТ . Тест без отключения предназначен для моделирования условий нормальной нагрузки, прохождения через датчик фазы и обратно через датчик нейтрали в правильном направлении.

Подтвердите правильную полярность соединений датчика, подав испытательный ток в точках A1 и N1 с помощью перемычки от A2 до N2 .Поскольку два трансформатора тока нейтрализуют друг друга, срабатывания реле замыкания на землю не ожидается. Ток должен повышаться и удерживаться выше предварительно заданного значения срабатывания срабатывания в течение более длительного времени, чем предварительно заданная задержка времени.

2. Поездка

Система защиты от замыканий на землю — пример процедуры проверки без отключения. Фото: TestGuy.

Тест на отключение имитирует замыкание на землю в системе, проходя через датчик фазы и возвращаясь через шину заземления, эффективно обходя датчик нейтрали через перемычку.

Подтвердите непрерывность пути заземления от шины заземления к нейтрали, подключив испытательный ток в точках A1 и N1 с помощью перемычки между точками A2 и G1 , реле замыкания на землю должно сработать, как только приложенный ток превысит заданное значение настройка срабатывания на время в пределах установленного производителем допуска по времени задержки.

3. Половина поездки

Система защиты от остаточного замыкания на землю — Пример процедуры испытания при половинном отключении.Фото: TestGuy.

Когда не может быть достигнут требуемый испытательный ток для срабатывания реле замыкания на землю, испытание на половину срабатывания является простым способом проверить полярность датчика нейтрали. Это называется тестом на половину отключения, потому что для него требуется половина тока, необходимого для выполнения обычного теста на отключение.

В тесте используются те же соединения, что и в тесте без отключения, за исключением того, что нейтральный провод подключается с противоположной полярностью. Когда ток проталкивается через каждый трансформатор тока, период полураспада имеет аддитивный эффект, в результате чего удваивается вторичный ток, а не отменяется, как в тесте на отсутствие отключения.

Выполните этот тест, подключив источник тестового тока к точкам A1 и N2 с помощью перемычки между точками A2 и N1 , реле замыкания на землю должно сработать, как только приложенный ток превысит половину заданной уставки срабатывания на время. в пределах установленного производителем допуска по времени задержки.

4. Отключение датчика нейтрали

Система защиты от замыканий на землю — пример процедуры тестирования нейтрального датчика. Фото: TestGuy.

Системы защиты от замыкания на землю можно активировать, пропустив ток только через датчик нейтрали, что эквивалентно тесту на отключение без использования датчика фазы. Это быстрый функциональный тест, который продемонстрирует работу датчика нейтрали, реле и независимого расцепителя. Это не доказывает правильность соотношения между датчиками нейтрали и фазы.

Проверьте работу датчика нейтрали, подключив источник тестового тока к точкам N1 и N2 , реле замыкания на землю должно сработать, как только приложенный ток превысит предварительно определенную настройку срабатывания на время в пределах установленного производителем допуска по времени.

---

Другие особенности систем защиты от замыканий на землю

Поскольку максимальная надежность системы защиты от замыканий на землю зависит от прочности каждого элемента в цепи, другие испытания, помимо подачи тока через датчики тока для проверки срабатывания и временных характеристик реле, должны включать:

1. Проверить работу реле при пониженном управляющем напряжении (одна фаза может быть на 0 В во время замыкания на землю)
2. Проводка управления испытанием сопротивления изоляции для обеспечения надлежащей изоляции и отсутствия коротких замыканий
3. Проверьте работу специальных функций, таких как блокировки зон, чтобы проверить возможность блокировки по времени
4. Проверьте правильность работы всех функций панели самотестирования.
5. Электрические испытания датчиков тока, например, коэффициента трансформации и сопротивления изоляции.

---

Список литературы

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.

причин использования высоковольтных систем на борту судов

Все мы знаем о напряжениях, используемых на борту судов. Обычно это 3-фазное, 60 Гц, 440 Вольт, генерируемое и распределяемое на плате.Каждый день владельцы и дизайнеры стремятся к более крупным судам для большей прибыльности. По мере увеличения размеров корабля возникает необходимость в установке более мощных двигателей и другой техники.

Это увеличение размеров машин и другого оборудования требует больше электроэнергии, и поэтому требуется использовать более высокие напряжения на борту корабля.

Любое напряжение, используемое на борту судна, если оно меньше 1 кВ (1000 В), то оно называется системой низкого напряжения (Low Voltage), а любое напряжение выше 1 кВ называется высоким напряжением.

Типичные морские системы высокого напряжения обычно работают при напряжении 3,3 или 6,6 кВ. Пассажирские лайнеры, такие как QE2, работают при напряжении 10 кВ.

Почему высокое напряжение?

Предположим, что судно вырабатывает 8 МВт мощности при 440 В от 4 дизель-генераторных установок по 2 МВт с коэффициентом мощности 0,8 каждая.

Каждый питающий кабель генератора и автоматический выключатель должны выдерживать ток полной нагрузки:

I = 2 * 10 ^{6 ​​} / (√3 * 440 * 0,8)

I = 3280,4 А т.е.Примерно 3300 ампер.

Защитные устройства, такие как автоматический выключатель, должны быть рассчитаны примерно на 90 кА для каждого питающего кабеля.

Давайте теперь посчитаем то же самое, если генерируемое напряжение составляет 6600 Вольт.

I = 2 * 10 ^{6 ​​} / (√3 * 6600 * 0,8)

I = 218,69 ампер , приблизительно 220 ампер. Таким образом, защитные устройства могут иметь номинальную мощность до 9 кА.

Также потеря мощности = I ² * r.-4)) * P

Таким образом, это означает, что потери мощности уменьшаются в большей степени, если напряжение повышается. Таким образом, всегда эффективно передавать мощность при более высоком напряжении.

И наоборот, потери мощности можно уменьшить за счет уменьшения сопротивления проводника.

г = р * л / а.

Таким образом, увеличивая площадь поперечного сечения проводника (диаметр), можно уменьшить сопротивление проводника и, следовательно, потерю мощности. Но это влечет за собой огромное удорожание и тяжелые кабели с опорами.Таким образом, эта идея не использовалась для уменьшения потерь мощности во время передачи и использования.

Также двигатель (допустим, носовое подруливающее устройство) может быть меньшего размера, если он рассчитан на работу от 6600 вольт. При той же мощности двигатель будет меньшего размера, если он рассчитан на 6600 Вольт по сравнению с 440 Вольт.

Таким образом, это основные причины, по которым последние корабли перешли на системы высокого напряжения.

Стандарты изоляции и безопасности для электронных приборов

Количество изоляции, необходимой для изоляционного барьера, зависит от нескольких факторов:

• Рабочее напряжение изоляции (напряжение на изолирующем барьере) — более высокие напряжения изоляции требуют большей изоляции.
• Переходное напряжение (временные скачки напряжения через изолирующий барьер) — изоляция, достаточно прочная, чтобы выдерживать нормальные рабочие напряжения цепи, может выйти из строя при больших переходных процессах. Следовательно, более крупные переходные процессы потребуют большей изоляции.
• Загрязнение воздуха — загрязнение воздуха может снизить изоляцию. Более грязная среда требует большей изоляции.
• Токовый путь единичного повреждения — может ли короткозамкнутый ток пройти через тело человека при выходе из строя изоляции? В таком случае требуется большее количество изоляции.

МЭК рассмотрела эти вопросы в разделе 6 стандарта IEC 1010. Комиссия определила такие вещи, как категории перенапряжения, степень загрязнения и двойная изоляция.

Категории установки

МЭК определил термин Категория установки (иногда называемый Категория перенапряжения ) для обозначения переходных напряжений. Устройства категории IV могут выдерживать самые большие переходные процессы по сравнению с нормальным рабочим напряжением.Устройства категории I могут обрабатывать только небольшие переходные процессы. Например, устройство категории IV на 50 В может выдерживать переходные процессы до 1500 В, тогда как устройство категории I на 50 В может выдерживать только 330 В.

Таблица 1. Определения переходного напряжения в стандарте IEC для каждой категории установки

	Допустимое переходное напряжение
Номинальное напряжение (В переменного тока)	I категория	Категория II	Категория III
50	330	500	800
100	500	800	1500
150	800	1500	2500
300	1500	2500	4000
600	2500	4000	6000
1000	4000	6000	8000

Вот как МЭК классифицирует категории установки:

Категория I — Для подключения к цепям, в которых приняты меры по ограничению переходных перенапряжений до приемлемо низкого уровня.

Примеры: Защищенные электронные схемы.

Категория II — Энергопотребляющее оборудование для питания от стационарной установки.

Примеры: бытовая техника, переносные инструменты, другие бытовые и аналогичные грузы. Измерительное оборудование, предназначенное для измерения уровней напряжения этих нагрузок, должно быть рассчитано на эту категорию перенапряжения.

Категория III — В стационарных установках и в случаях, когда надежность и доступность оборудования являются предметом особых требований.

Примеры: выключатели в стационарной установке и оборудование для промышленного использования с постоянным подключением к стационарной установке; измерительное оборудование, предназначенное для измерения уровней напряжения этих стационарных установок, должно быть рассчитано на эту категорию перенапряжения.

Категория IV — Используется при установке.

Примеры: счетчики электроэнергии и первичное оборудование максимальной токовой защиты.

Примечание: Хотя МЭК определил эту категорию в других документах, МЭК 1010 не охватывает эту категорию перенапряжения.

Рис. 2. Категории установки , относящиеся к распределительным сетям

Что означает вся эта информация? Давайте посмотрим на пример дома на Рисунке 2. На рисунке показаны линии электропередачи как Категория IV, потому что исходное напряжение от энергетической компании содержит огромные переходные процессы, которые попадают в высшую категорию — Категория IV.

К тому времени, когда напряжение проходит через панель плавких предохранителей в дом, схемы защиты достаточно для снижения переходных процессов до категории III.Стационарные электрические устройства, такие как кондиционеры или обогреватели, могут использовать эту мощность категории III и выдерживать переходные процессы.

Подавляющее большинство электрических устройств не ремонтируются — их можно отключить от сети и переместить. Хотя эти устройства не могут выдерживать переходные процессы Категории III, они могут выдерживать переходные процессы Категории II. Примеры таких устройств — телевизоры, дрели и микроволновые печи. Бытовые распределительные сети обычно обеспечивают достаточное подавление переходных процессов, в то время как настенные розетки обеспечивают питание категории II.

Устройства категории I наименее надежны; они могут выдерживать только небольшие переходные процессы. Легкодоступные источники питания (например, настенные розетки) не обеспечивают достаточно чистой энергии, чтобы соответствовать Категории I. Следовательно, устройство категории I требует дополнительного защитного устройства (такого как изолирующий трансформатор на Рисунке 2) для подавления переходных процессов, присутствующих в Категории II. власть. Примером схемы категории I с такой схемой защиты является схема усилителя звука внутри стереоприемника.Стереоресивер содержит источник питания, который подавляет переходные процессы Категории II из настенной розетки, создавая мощность Категории I, которая не повредит схему усилителя.

Степени загрязнения

IEC 1010 определяет различные типы загрязняющих сред. Более суровые условия требуют большей изоляции. В качестве альтернативы усиленной изоляции проектировщик может создать более чистую микросреду для схемы. Эта микросреда может быть создана с помощью корпусов, инкапсуляции или герметичного уплотнения.

Степень загрязнения 1 — Отсутствие загрязнения или только сухое, непроводящее загрязнение. Загрязнение не влияет.

Пример: схема в герметичной коробке (например, микросхема). В коробку не должен попадать воздух, который может привести к конденсации или токопроводящим частицам.

Степень загрязнения 2 — Возникает только непроводящее загрязнение. Иногда следует ожидать временной проводимости, вызванной конденсацией.

Пример: Схема, используемая в офисной среде.В эту категорию попадают схемы внутри компьютера.

Степень загрязнения 3 — Возникает проводящее загрязнение или возникает сухое непроводящее загрязнение, которое становится проводящим из-за ожидаемой конденсации.

Пример: электрическая цепь подвергается воздействию наружного воздуха, но не будет контактировать с осадками. Устройство открывания двери гаража подпадет под эту категорию.

Примечание: Хотя IEC определил эту степень загрязнения в других документах, IEC 1010 не охватывает степень загрязнения 3.

Степень загрязнения 4 — Загрязнение вызывает стойкую проводимость, вызванную токопроводящей пылью, дождем или снегом.

Пример: Открытый наружный блок управления водяным насосом.

Примечание: Хотя IEC определил эту степень загрязнения в других документах, IEC 1010 не охватывает степень загрязнения 4.

Типы изоляции

В любой схеме изоляции для создания изолирующего барьера требуется определенное количество изоляции.В стандарте IEC 1010 эта базовая изоляция называется . Если пробой изоляции может привести к протеканию опасного тока через тело человека, базовая изоляция не является достаточной защитой. IEC 1010 дает проектировщику несколько вариантов улучшения изоляции. Два варианта — это двойная изоляция и усиленная изоляция . Двойная изоляция — это основная изоляция плюс некоторая дополнительная изоляция (например, еще один основной слой).Если основная изоляция выходит из строя (единичное повреждение), дополнительная изоляция обеспечивает безопасность пользователя. Усиленная изоляция служит той же цели, что и двойная изоляция , за исключением того, что основную и дополнительную изоляцию нельзя тестировать отдельно.

Что означают для вас все эти определения IEC?

Зная определения IEC, вы можете понять, на что способны ваши нынешние измерительные приборы и что вам нужно покупать в будущем.

Например, цифровой мультиметр 250 В _RMS категории I не предназначен для измерения стандартных напряжений настенной розетки. Цифровой мультиметр не предназначен для выдерживания переходных напряжений в линии питания. Однако цифровой мультиметр категории II, 500 В, _RMS, , например, 7½-разрядный цифровой мультиметр NI PXIe-4081, предназначен для измерения напряжения в настенной розетке. Он содержит дополнительную изоляцию, необходимую для защиты от переходных процессов в розетке.

При измерении высокого напряжения большое значение имеет безопасность. При использовании существующего оборудования или покупке нового оборудования обращайте внимание не только на номинальное рабочее напряжение.Убедитесь, что ваше оборудование соответствует необходимым стандартам UL, CE или IEC. Таким образом, вы будете уверены, что высокое напряжение попадет в вашу измерительную цепь вместо вас!

.