Устройства защиты от перенапряжения: Что такое УЗИП

Содержание

Что такое УЗИП

УЗИП: особенности выбора и применения

Даже кратковременные импульсные броски напряжения, в несколько раз превышающие номинальное, могут нанести непоправимый ущерб дорогостоящей электротехнике и электронике, а то и стать причиной пожара. Перенапряжение в сетях может возникать из-за грозы, аварий или переходных процессов. Например, импульсные перенапряжения могут стать следствием попадания молнии в систему молниезащиты или линию электропередач, переключения мощных индуктивных потребителей, таких как электродвигатели и трансформаторы, коротких замыканий.

 

Что такое УЗИП и для чего оно нужно?

Ограничитель перенапряжения в электроустановках напряжением до 1 кВ называют устройством защиты от импульсных перенапряжений – УЗИП. Устройства защиты от импульсных перенапряжений – как раз и призваны защитить электрооборудование от подобных ситуаций. Они служат для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока на землю, снижения амплитуды перенапряжения до уровня, безопасного для электрических установок и оборудования. УЗИП применяются как в гражданском строительстве, так и на промышленных объектах.

Основной российский документ, определяющий, что такое УЗИП, это ГОСТ Р 51992-2002, «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах».

УЗИП призваны обеспечить защиту от ударов молнии в систему молниезащиты здания (объекта) или воздушную линию электропередач (ЛЭП), защитить высокочувствительное оборудование и технику от импульсных перенапряжений и коммутационных бросков питания. Широкое распространение получили УЗИП с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку.

Аппараты защиты от импульсных напряжений включают в себя устройства нескольких категорий:

Тип устройства

Для чего предназначено

Где применяется

I класс

Для защиты от непосредственного воздействия грозового разряда. Защищают от импульсов 10/350 мкс: попадание молнии в систему внешней молниезащиты и попадание молнии в линию электропередач вблизи объекта. Амплитуда импульсных токов с крутизной фронта волны 10/350 мкс находится в пределах 25-100 кА, длительность фронта волны достигает 350 мкс.

 

Устанавливаются на вводе питающей сети в здание (ВРУ/ГРЩ). Данными устройствами должны укомплектовываться вводно- распределительные устройства административных и промышленных зданий и жилых многоквартирных домов

II класс

Обеспечивают защиту от перенапряжений, вызванных коммутационными процессами, а также выполняющие функции дополнительной молниезащиты. Предназначены для защиты от импульсов 8/20 мкс. Они защищают от ударов молнии в ЛЭП, от переключений в системе электроснабжения. Амплитуда токов — 15-20 кА.

Монтируются и подключаются к сети в распределительных щитах. Служат дополнительной защитой от импульсов, которые не были полностью нейтрализованы УЗИП I класса

III класс

Для защиты от импульсных перенапряжений, вызванных остаточными бросками напряжений и несимметричным распределением напряжения между фазой и нейтралью. Также работают в качестве фильтров высокочастотных помех. Предназначены для защиты от остаточных импульсов 1,2/50 мкс и 8/20 мкс импульсов после УЗИП I и II классов.

Используются для защиты чувствительного электронного оборудования, поблизости от которого и устанавливаются. Характерные области применения — ИТ- и медицинское оборудование. Также актуальны для частного дома или квартиры — подключаются и устанавливаются непосредственно у потребителей. 

 

Конструкция УЗИП постоянно совершенствуется, повышается их надежность, снижаются требования по техническому обслуживанию и контролю.

 

Как работает УЗИП?

УЗИП устраняет перенапряжения:

 — Несимметричный (синфазный) режим: фаза — земля и нейтраль – земля.

 — Симметричный (дифференциальный) режим: фаза — фаза или фаза – нейтраль.

В несимметричном режиме при превышении напряжением пороговой величины устройство защиты отводит энергию на землю. 

В симметричном режиме отводимая энергия направляется на другой активный проводник. 

      

Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S. В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП. В нем нет контакта для подключения нулевого проводника.

По принципу действия УЗИП разделяются вентильные и искровые разрядники, нередко применяемые в сетях высокого напряжения, и ограничители перенапряжения с варисторами.

В разрядниках при воздействии грозового разряда в результате перенапряжения пробивает воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы с заземляющим контуром, и импульс высокого напряжения уходит в землю. В вентильных разрядниках гашение высоковольтного импульса в цепи с искровым промежутком происходит на резисторе.

УЗИП на основе газонаполненных разрядников рекомендуется к применению в зданиях с внешней системой молниезащиты или снабжаемых электроэнергией по воздушным линиям.

В варисторных устройствах варистор подключается параллельно с защищаемым оборудованием. При отсутствии импульсных напряжений, ток, проходящий через варистор очень мал (близок к нулю), но как только возникает перенапряжение, сопротивление варистора резко падает, и он пропускает его, рассеивая поглощенную энергию. Это приводит к снижению напряжения до номинала, и варистор возвращается в непроводящий режим.

УЗИП имеет встроенную тепловую защиту, которая обеспечивает защиту от выгорания в конце срока службы. Но со временем, после нескольких срабатываний, варисторное устройство защиты от перенапряжений становится проводящим. Индикатор информирует о завершении срока службы. Некоторые УЗИП предусматривают дистанционную индикацию.

 

Как выбрать УЗИП?

При проектировании защиты от перенапряжений в сетях до 1 кВ, как правило, предусматривают три уровня защиты, каждая из которых рассчитана на определенный уровень импульсных токов и форму фронта волны. На вводе устанавливаются разрядники (УЗИП класса I), обеспечивающие молниезащиту. Следующее защитное устройство класса II подключается в распределительном щите дома. Оно должно снижать перенапряжения до уровня, безопасного для бытовых приборов и электросети. В непосредственной близости от оборудования, чувствительного к броскам в сети, можно подключить УЗИП класса III. Предпочтительнее использовать УЗИП одного вендора.

Для координации работы ступеней защиты устройства должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга — более 10 метров по питающему кабелю. При меньших дистанциях требуется включение дросселя, возмещающего недостающие активно-индуктивные сопротивления проводов. Также рекомендуется защищать УЗИП с помощью плавких вставок.


При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты.

Классы УЗИП не являются унифицированными и зависят от конкретной страны. Каждая строительная организация может ссылаться на один из трех классов испытаний. Европейский стандарт EN 61643-11 включает определенные требования по стандарту МЭК 61643-1. На основе МЭК 61643 создан российский ГОСТ Р 51992.


Оценка значимости защищаемого оборудования.

Необходимость защиты, экономические преимущества устройств защиты и соответствующие устройства защиты должны определяться с учетом факторов риска: соответствующие нормы прописаны в МЭК 62305-2. Критерии проектирования, монтажа и техобслуживания учитываются для трех отдельных групп:

Группа  

Что включает

Где определяется

Первая

Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и вреда здоровью людей

МЭК 62305-3

Вторая

Меры защиты для минимизации отказов электрических и электронных систем

МЭК 62305-4

Третья

Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и отказов инженерных сетей (в основном электрические и телекоммуникационные линии)

МЭК 62305-5

 


Оценка риска воздействия на объект.

Нормы установки молниезащитных разрядников прописаны в международном стандарте МЭК 61643-12 (Принципы выбора и применения). Несколько полезных разделов содержит международный стандарт МЭК 60364 (Электроустановки зданий):

 — МЭК 60364-4-443 (Защита для обеспечения безопасности). Если установка запитывается от воздушной линии или включает в себя такую линию, должно предусматриваться устройство защиты от атмосферных перенапряжений, если грозовой уровень для рассматриваемого объекта соответствует классу внешних воздействий AQ 1 (более 25 дней с грозами в год).

 — МЭК 60364-4-443-4 (Выбор оборудования установки). Этот раздел помогает в выборе уровня защиты для разрядника в зависимости от защищаемых нагрузок. Номинальное остаточное напряжение устройств защиты не должно превышать выдерживаемого импульсного напряжения категории II.


Выбор оборудования по МЭК 60364.

В качестве первой ступени лучше применять УЗИП на базе разрядников без съемного модуля. Вряд ли вам удастся найти варисторное устройство с номинальным током Iimp более 20 кА. Шкаф, в котором установлено УЗИП такого типа, должен быть из несгораемого материала.

Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up. Он не должен превышать стойкость электрооборудования к импульсному напряжению. Для УЗИП I-го класса Up не превышает 4 кВ. Уровень напряжения защиты Up для устройств II-го класса не должен превышать 2,5 кВ, для III-го класса — 1,5 кВ. Это тот уровень, который должна выдерживать техника.

Ещё несколько важных параметров, которые необходимо знать для выбора УЗИП. Максимальное длительное рабочее напряжение Uc – действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения в электросети.


Минимальное требуемое значение Uc для УЗИП в зависимости от системы заземления сети.


Номинальный ток нагрузки IL – максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке. Этот параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. УЗИП обычно подключаются параллельно цепи, поэтому данный параметр у них не указывается.


Выбор защитной аппаратуры: чувствительное оборудование и оборудование здания.


Выбор защитной аппаратуры: бытовая техника и электроника.


Выбор защитной аппаратуры: производственное оборудование.


Выбор защитной аппаратуры: ответственное оборудование.

Сегодня многие крупные потребители электрической энергии с успехом используют на территории России высококачественные элементы УЗИП. Положительные результаты испытаний и эффективность применения УЗИП в России позволяют говорить о том, что их использование в российских условиях выгодно и удобно. Остается подобрать нужную модель устройства и установить ее на объекте. 

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Принцип действия УЗИП

Устройства УЗИП защищают электрические сети и электрооборудование от повышенного напряжения, вызванного прямым или удаленным разрядом молнии. Непрямой разряд молнии выводит из строя работу не только пораженного объекта, но и соседних объектов, если они объединены между собой кабельными коммуникациями, водопроводными трубами и др.Распространенным видом импульсного перенапряжения являются индуктированные перенапряжения, связанные с распространением помех через электромагнитное поле.

Импульсные перенапряжения могут возникать и по другим причинам, например, когда электросеть не выдерживает работы мощного электрического оборудования.Поэтому для бесперебойной работы обязательно требуется защита от импульсных перенапряжений.

Принцип действия всех УЗИП заключается в ограничении переходных перенапряжений и отводе импульсов тока. Устройство содержит по крайне мере один нелинейный элемент — варистор, диод и др.

УЗИП защищает участок сети определенной длины, обусловленной параметрами волны воздействующего перенапряжения, а также типом кабельной линии.

Типы и область применения УЗИП

Чтобы правильно выбрать и купить устройство защиты от импульсных перенапряжений, нужно знать, в какой сфере оно будет применяться.

Существует три типа УЗИП — коммутирующие, ограничивающие и комбинированные. К коммутирующим относятся искровые разрядники, газоразрядные трубки, тиристоры. В качестве нелинейных устройств в УЗИП ограничивающего типа используются варисторы и диоды. Комбинированные представляют синтез элементов двух предыдущих типов — они могут и коммутировать, и ограничивать напряжение.

Существуют устройства защиты от импульсных перенапряжений для бесперебойной работы систем электроснабжения. Это  мощные УЗИП классов I, I+II, класса II, класса II для систем постоянного тока, класса III и УЗИП в защитной оболочке.

УЗИП I класса предназначены для защиты от прямых ударов молнии в сеть или в те места, где объекты находятся на небольшом расстоянии от молниеотвода. Устанавливаются на вводе питания в объект (ГРЩ, ВРУ).

УЗИП класса II предназначены для защиты токораспределительной сети объекта от коммутаторных помех или используются в качестве второй ступени защиты при ударе молнии. Устанавливаются в распределительных щитах.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) класса II для систем постоянного тока применяются для защиты полюсов в системах постоянного тока. Они представляют собой двухполюсное УЗИП класса II комбинированного типа. 

УЗИП класса III предназначены для защиты потребителей от остаточных перенапряжений после срабатывания УЗИП первой и второй ступени защиты, от наводок во внутренней информационно-распределительной сети объекта.

Для информационных систем есть следующие виды устройств защиты от импульсных перенапряжений, цена которых отличается от первого вида. 

Это УЗИП комбинированного типа для защиты оборудования слаботочных цепей, предназначенные для сохранения систем передачи данных, управления, контроля и измерения, а также передачи информации с помощью различных видов интерфейсов. Также мы предлагаем универсальные УЗИП для промышленного Ethernet.

В зависимости от типа защиты от импульсных перенапряжений различается и цена оборудования.

Не знаете какой УЗИП выбрать?
Воспользуйтесь алгоритмом выбора УЗИП 


Защита от скачков напряжения | Каталог продукции компании БАСТИОН

Филиал №11 ДЕАН
(861) 372-88-46
www.dean.ru

Филиал ЭТМ
(86137) 6-36-20, 6-36-21
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(8512) 48-14-00 (многоканальный)
www.etm.ru

Системы видеонаблюдения, филиал
(3854) 25-59-30
www.sv22.ru

Филиал ЭТМ
(8162) 67-35-10, 67-35-15
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4922) 54-04-99, 54-04-98
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(8172) 28-51-08,
28-51-06, 27-09-39
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(3412) 90-88-93,
90-88-94,
90-88-95
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4842) 51-79-78,
51-79-72,
51-79-37,
52-81-39
www.etm.ru

Протэк
(996) 334-59-64
www.pro-tek.pro

Системы видеонаблюдения, филиал
(3842) 780-755
www.sv22.ru

Филиал ЭТМ
(3842) 31-58-78, 31-60-18, 31-66-06
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4942) 49-40-92, 49-40-93
www.etm.ru

Техника безопасности ОП на Стасова
(861) 235-45-30, 233-98-66, 8-918-322-17-14
www.t-save.ru

Техника безопасности ОП на Промышленной
(861) 254-72-00, 8-918-016-72-31, 8-989-270-02-12
www.t-save.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Достоевского
(861) 200-15-44, 200-15-48, 200-15-49
www.dean.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Рашпилевской
(861) 201-52-52
www.dean.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Леваневского
(861) 262-33-66, 262-28-00
www.dean.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Мандариновой
(861) 201-52-53
www.dean.ru

Филиал ЛУИС+
(861) 273-99-03
www.luis-don.ru

Филиал ЭТМ
(861) 274-28-88 (многоканальный),
200-11-55
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(3843) 993-600, 993-041, 993-042
www.etm.ru

Арсенал Безопасности ГК
(3812) 466-901 , 466-902, 466-903, 466-904, 466-905
www.arsec.ru

ДЕАН СИБИРЬ
(3812) 91-37-96, 91-37-97
www.dean.ru

СТБ
(3812) 51-40-04, 53-40-40
www.stb-omsk.ru

Филиал Ганимед СБ
(3812) 79-01-77
+7-913-673-99-01
www.ganimedsb.ru

Филиал ЭТМ
(3812) 60-30-81
www.etm.ru

КомплектСтройСервис
(4912) 24-92-14
(4912) 24-92-15
www.kssr.ru

Филиал ЭТМ
(4912) 30-78-53,
30-78-54,
30-78-55,
29-31-70
www.etm.ru

Филиал Бастион
(8692) 54-07-74
+7-978-749-02-41
www.bastion24.com

Филиал Грумант Корпорация
(8692) 540-060, МТС Россия: +7 978 744 3859
www.grumant.ru

Бастион
(365) 512-514
+7-978-755-44-25
www.bastion24.com

Охранные системы
(365) 251-04-78
(365) 251-14-78
+7 (978) 824-22-38

Филиал Защита СБ
(4725) 42-02-31
www.zassb.ru

Филиал ЭТМ
(4725) 42-25-13, 42-62-51
www.etm.ru

Филиал ЦСБ
(8452) 65-03-50, 8-800-100-81-98
www.centrsb.ru

Филиал ЭТМ
(4752) 53-70-07,
53-70-00
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4872) 22-24-25,
22-24-26,
22-26-71
www.etm.ru

Центр Систем Безопасности
(3452) 500-067, 48-46-46, 41-52-55
www.csb72.ru

Филиал ДЕАН
(3452) 63-83-98, 63-83-99
www.dean.ru

Филиал ЛУИС+
(3452) 63-81-83
(3452) 48-95-35
www.luis.ru

Филиал РАДИАН
(3452) 63-31-85, 63-31-86
www.radiantd.ru

Филиал ЭТМ
(3452) 65-02-02
(3452) 79-66-60 (61/63)
(3452) 65-01-01
www.etm.ru

Востокспецсистема
(4212) 67-42-42
www.vssdv.ru

КОМЭН
(4212) 75-52-53, 75-52-54, 60-32-35
www.koman.ru

ТД «Планета Безопасности»
(4212) 74-62-12, 20-40-06, 74-85-11
www.planeta-b.ru

Филиал Хранитель
(4212) 21-70-82, 21-30-50, 24-96-56
www.hranitel-dv.ru

Филиал ЭТМ
(8202) 49-00-33, 49-00-39
www.etm.ru

АИСТ
+7 (4852) 45-10-78
+7 (4852) 45-10-73
www.aist76.ru

Филиал ЭТМ
(4852) 55-15-15,
55-57-94,
55-31-84,
55-33-84
www.etm.ru

Устройства защиты от перенапряжений | Руководство по устройству электроустановок | Оборудование

Страница 50 из 77

2 Устройства защиты от перенапряжений
Два основных типа устройств защиты применяются для гашения или ограничения перенапряжений: устройства первичной и вторичной защиты.
2.1 Устройства первичной защиты (молниезащита: IEPF)
Назначение устройств первичной защиты состоит в защите от прямых ударов молнии. Они улавливают и отводят ток молнии на землю. Принцип работы основан на защитной зоне, определяемой конструкцией, расположенной выше всех остальных конструкций. Этот принцип применяется к любому пик-эффекту (мачтовое сооружение, здание или очень высокая металлическая конструкция). Существуют три типа первичной защиты:
Стержневыеолниеотводы, самые старые и известные устройства молниезащиты
Тросовые молнеотводы
Сетка или клетка Фарадея
Стрежневой молниеотвод
Молниеотвод представляет собой конусообразный стержень, расположенный наверху здания. Он заземляется одним или несколькими проводниками-токоотводами (часто это медные шинки) (см. рис. J8).

Рис. J8: Пример защиты EPF с помощью молниеотвода
Разработка и монтаж молниеотвода — это задача, которой должны заниматься специалисты. При этом необходимо обеспечить соответствующее расположение проводников-токоотвода (медных шинок), испытательных зажимов и заземляющих электродов для отвода высокочастотных токов молнии на землю, а также расстояния их относительно систем электропроводки, газо-, водоснабжение и т.д.
Кроме того, отвод тока молнии на землю индуцирует перенапряжения (из-за электромагнитного излучения) в защищаемых электрических цепях и сооружениях. Такие перенапряжения могут достигать нескольких десятков киловольт. Поэтому, необходимо симметрично развести токи вниз по двум, четырем или более проводникам токоотвода для минимизации электромагнитных эффектов.
Тросовый молниеотвод
Трос натягивается над защищаемым сооружением (см. рис. J9). Этот метод применяется для специальных сооружений: площадки для запуска ракет, оборонные объекты и молниезащитные (грозозащитные) тросы для воздушных высоковольтных линий электропередачи (см. рис. J10).

Рис. J : Пример защиты IEPF с помощью тросовых молниеотводов


Рис. J1: Молниезащитные (грозозащитные) кабели

Устройства первичной защиты (IEPF), такие как сетка или тросовый молниеотвод, применяются для защиты от прямых ударов молнии. Такие устройства не предотвращают разрушительное вторичное воздействие на оборудование. Например, от повышений потенциала земли и электромагнитной индукции из-за прохождения токов на землю. Для ограничения вторичных эффектов необходимо дополнительно использовать низковольтные разрядники в телефонных и электрических сетях.
Сетка (клетка Фарадея)
Этот принцип применяется для защиты зданий, в которых размещается компьютерное оборудование или оборудование для производства интегральных схем (микрочипов). Он заключается в разветвлении ряда вертикальных токоотводов снаружи здания. Горизонтальные связи (обвязки) добавляются в случае высотных зданий; например, через каждые два этажа (см. рис. J11). Вертикальные токоотводы заземляются заземлителем (заземляющим устройством) типа «воронья лапка». В результате получается сетка с ячейками 10 х 15 м или 10 х 10 м. Это позволяет оптимизировать эквипотенциальное соединение здания и развести токи молнии, что значительно снижает электромагнитные поля и индукцию.


Рис. J1 : Пример защиты IEPF по принципу сетки (клетки Фарадея)

Вторичные защитные устройства разделяются на две категории: устройств последовательной защиты и параллельной защиты.
Устройства последовательной защиты применяются в зависимости от системы или применения. Устройства параллельной защиты используются для защиты питающих силовых сетей, телефонных сетей, цепей управления (шин).
2.2 Вторичные устройства защиты (молниезащита внутреннего оборудования IEPF)
Это устройства защиты от атмосферных и рабочих перенапряжений или перенапряжений промышленной частоты. Они могут классифицироваться по способу их присоединения в установке: последовательное или параллельное.
Устройство последовательной защиты
Это устройство с последовательным подсоединением к питающим проводам защищаемой системы (см. рис. J12).


Рис. J12: Принцип последовательной защиты
Трансформаторы
Ограничивают перенапряжения за счет индуктивного эффекта и устраняют определенные гармоники за счет соответствующего соединения первичной и вторичной обмоток. Данная защита не очень эффективна. Фильтры
Основанные на таких компонентах, как сопротивления, катушки индуктивности и конденсаторы, служат для ограничения перенапряжений из-за нарушений режимов работы в четко заданном диапазоне частот. Такие устройства не предназначены для ограничения атмосферных перенапряжений.

Ограничители перенапряжений
Состоят главным образом из воздушных (без сердечников) катушек индуктивности, ограничивающих перенапряжения, и разрядников, отводящих токи. Наиболее подходят для защиты чувствительного электронного и компьютерного оборудования, но защищают только от перенапряжений. К сожалению, это громоздкие и дорогостоящие устройства. Сетевые кондиционеры и статические источники бесперебойного питания (UPS) Эти устройства применяются главным образом для защиты чувствительного оборудования, такого как компьютерное оборудование, требующее электропитания высокого качества. Они могут использоваться для регулирования напряжения и частоты, подавления помех и обеспечения бесперебойного питания даже в случае отключения сетевого питания (UPS). С другой стороны, они не защищены от больших атмосферных перенапряжений и требуют использования разрядников.
Устройство параллельной защиты Принцип
Устройство параллельной защиты может использоваться в установках любой мощности (см. J13).
Это наиболее широко применяемый тип устройств защиты от перенапряжений.

Рис. J1 : Принцип параллельной защиты
Основные характеристики
Номинальное напряжение устройства защиты должно соответствовать сетевому напряжению на вводах установки.
При отсутствии перенапряжения ток утечки не должен протекать через устройство защиты в режиме «ожидания»
При перенапряжении выше допустимого порогового значения для защищаемой установки устройство защиты должно быстро отводить ток, вызванный перенапряжением на землю, ограничивая напряжение необходимым верхним уровнем защиты (рис. J14).

Рис. J1: Типовая вольт-амперная характеристика идеального устройства защиты
После устранения перенапряжения устройство защиты прекращает проводить ток и возвращается в ждущий режим без удержания тока. Ниже описывается идеальная вольт- амперная характеристика:
Время реакции устройства защиты (tr) должно быть как можно более коротким для быстрой защиты объекта
Устройство защиты должно быть способно проводить энергию, вызванную предсказанным перенапряжением на защищаемом объекте
Устройство защиты от перенапряжений должно быть рассчитано на входной номинальный ток In.
Применяемые устройства
■ Ограничители напряжения
Применяются на понижающих подстанциях (среднего/низкого) напряжения (MV/LV) на выходах трансформаторов при ситеме заземления IT. Поскольку используются только в схемах с изолированной или заземленной через сопротивлнение нейтралью, они могут отводить перенапряжения на землю, особенно перенапряжения промышленной частоты (см. рис. J15).

 

Рис. J15: Ограничитель перенапряжений
Низковольтные ограничители перенапряжений
Этот термин обозначает различные устройства (по технологии и назначению). Низковольтные ограничители перенапряжений представляют собой блоки, устанавливаемые внутри низковольтного распределительного щита. Существуют также сменные ограничители перенапряжений и ограничители перенапряжений для защиты отходящих фидеров. Они обеспечивают защиту соседних элементов, но имеют низкую пропускную способность. Некоторые встраиваются в различные устройства потребляющие электроэнергию, хотя не могут защитить от больших перенапряжений.
Слаботочные разрядники или устройства защиты от перенапряжений
Защищают телефонные или коммутационные сети от перенапряжений из-за внешних (молния) и внутренних причин (помехи, вызываемые работой другого оборудования, коммутация распределительных устройств и т.д.)
Слаботочные ограничители перенапряжений также устанавливаются в распределительных щитах или встраиваются в различные устройства потребляющие электроэнергию.

Защита от перенапряжения в сети 220 и 380 Вольт

Защита от перенапряжения в сети – очень важное мероприятие, которое позволит не только продлить срок службы электропроводки, но и обеспечит безопасность ее эксплуатации при скачках напряжения. При возникновении перенапряжения в электросети и отсутствии соответствующей защиты выходит из строя бытовая техника, а это, в свою очередь, чревато возгоранием. Далее мы рассмотрим основные причины возникновения перенапряжения, а также устройства, которые позволят уберечь электропроводку от губительных последствий данного явления.

Основные причины возникновения

Чаще всего перенапряжение в сети 220 и 380 Вольт возникает по следующим причинам:

  1. Обрыв нулевого провода на питающей линии. Нулевой проводник обеспечивает симметричность напряжения по фазам питающей сети, при различной величине нагрузки по фазам. В случае обрыва нуля напряжение по каждой из фаз изменяется в зависимости от разницы нагрузок по фазам: на менее нагруженной фазе оно резко возрастает вплоть до 300 и более Вольт, а на более загруженной фазе резко падает до значений ниже 200 В. Поэтому без защиты от перенапряжений при высоком напряжении бытовая техника может выйти из строя практически сразу, а при низком напряжении электроприборы будут работать некорректно. При этом высока вероятность выхода из строя электроприборов, в конструкции которых есть электродвигатели (компрессоры).
  2. Ошибка при подключении в электрощите. Если в доме выполнен трехфазный ввод и при подключении однофазной линии проводки 220 В ошибочно был подключен вместо нуля проводник второй фазы, то в розетке вместо 220 В появится 380 В.
  3. Возникло импульсное напряжение вследствие попадания грозы в ЛЭП (именно поэтому рекомендуют отключать всю бытовую технику во время грозы, а также делать молниезащиту на участке).
  4. Коммутационные перенапряжения. В случае возникновения аварийных ситуаций в электрической сети: короткого замыкания на смежных линиях, скачкообразного изменения нагрузки из-за отключения (подключения) участка электрической сети, аварий на электростанциях, могут наблюдаться перепады напряжения, которые, в зависимости от величины, могут негативно повлиять на работу домашних электроприборов.

Наглядный видео пример действия перенапряжения

Как Вы видите, на перегрузку в однофазной и трехфазной сети влияет множество факторов, в том числе и природные. Поэтому домашнюю проводку нужно обязательно защитить, чтобы не стать жертвой несчастного случая.

Устройства для защиты от перенапряжения

В современном мире существует множество различных устройств для защиты от перенапряжения в сети, которые несложно подключить своими руками. Рассмотрим устройства, которые применяют для защиты от нежелательных перепадов напряжения.

Среди наиболее полезных для применения в доме и квартире выделяют:

  1. Стабилизатор. Данное устройство осуществляет преобразование (стабилизацию) входного напряжения в напряжение заданной величины. Стабилизатор актуально ставить в том случае, если в сети наблюдаются постоянные перепады напряжения. Следует учитывать, что стабилизатор работает только при напряжении, которое не выходит за пределы допустимых значений, которые указываются в его технических характеристиках. В случае возникновения скачков напряжения выше допустимых границ, стабилизатор может выйти из строя. Поэтому необходимо выбирать стабилизатор напряжения со встроенной защитой от перенапряжения, а при отсутствии такой функции устанавливать для защиты реле напряжения. О том, как подключить стабилизатор напряжения, мы рассказывали в соответствующей статье!
  2. Реле напряжения. Данное защитное устройство, в отличие от СН, не осуществляет преобразование входного напряжения. Реле напряжения предназначено для отключения домашней проводки от электрической сети в случае возникновения нежелательных перепадов напряжения (ГОСТ 3699-82). На реле устанавливают границы минимального и максимального напряжения, и в случае возникновения скачка выше установленных пределов, реле обесточивает домашнюю электропроводку, тем самым защищая домашние электроприборы. РН может быть выполнено в виде модульного аппарата для установки в распределительный щиток (всем известный Барьер), встроенное в удлинитель (сетевой фильтр с соответствующей функцией), а также в виде электрической вилки (к примеру, ЗУБР). О том, как выбрать реле напряжения мы рассказывали в отдельной статье.
  3. Устройство защиты многофункциональное (УЗМ). Данное устройство может быть установлено в распределительный щиток вместо реле напряжения. УЗМ выполняет несколько функций, одной из которых является защита электрической сети от перепадов напряжения. О том, как работает УЗМ-51М и как его подключить, мы рассказали в отдельной статье.
  4. Источник бесперебойного питания. Опять-таки, на своем опыте подтвержу его эффективность. Более десяти раз ИБП спасал мой компьютер от резкого выключения при срабатывании реле напряжения в электрощите. «Бесперебойник» имеет небольшую стоимость, поэтому купить такой вариант защиты от перенапряжения при наличии ПК крайне необходимо. К тому же большинство современных источников бесперебойного питания имеют встроенный стабилизатор, что особенно актуально для компьютерной техники, которая больше из всей бытовой техники подвержена негативному воздействию перепадов. О том, как выбрать ИБП, читайте в нашей статье: https://samelectrik.ru/sovety-po-vyboru-besperebojnika.html.
  5. УЗИП. От импульсных напряжений (возникают во время грозы и могут вывести технику из строя) можно защититься, установив в доме УЗИП. Данный аппарат является достаточно популярным на сегодняшний день и широко применяется как в быту, так и на производстве. Более подробно о том, что такое УЗИП и как он работает, мы рассказали в отдельной статье, с которой настоятельно рекомендуем ознакомиться. Следует отметить, что УЗИП могут также называть модульными ограничителями перенапряжения (ОПН).
  6. Обращение в энергоснабжающую службу. Энергоснабжающая организация в соответствии с договором по электроснабжению обязана обеспечивать нормальный (в пределах допустимых норм) уровень напряжения электрической сети в соответствии с ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009). Поэтому если у вас постоянно чрезмерно низкое или, наоборот, повышенное напряжение, то нужно обращаться в снабжающую организацию с соответствующей жалобой. Наиболее эффективно обращаться с коллективной жалобой, так как одиночные обращения, как правило, игнорируют. Обращение в снабжающую организацию — единственный способ решения проблемы в том случае, если у вас наблюдаются сильные перепады напряжения, так как в таком режиме любой СН быстро выйдет из строя.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

После установки необходимых устройств может быть обеспечена защита от перенапряжения в сети 220 и 380 Вольт, после чего можно не беспокоиться о том, что пострадает бытовая техника, электропроводка и главное – Ваша жизнь в опасной ситуации.

Lovato Electric | Energy and Automation

Choose your country Выберите страну…Глобальный сайт—————-CanadaChinaCroatiaCzech RepublicGermanyFranceItalyPolandRomaniaSpainSwitzerlandTurkeyUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited States—————-AfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua And BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia And HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (keeling) IslandsColombiaComorosCongoCongo, The Democratic Republic Of TheCook IslandsCosta RicaCote D’ivoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland Islands (malvinas)Faroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Southern TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-bissauGuyanaHaitiHeard Island And Mcdonald IslandsHoly See (vatican City State)HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaInternationalIran, Islamic Republic OfIraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Democratic People’s Republic OfKorea, Republic OfKosovoKuwaitKyrgyzstanLao People’s Democratic RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedonia, The Former Yugoslav Republic OfMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Federated States OfMoldova, Republic OfMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinian Territory, OccupiedPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Kitts And NevisSaint LuciaSaint Pierre And MiquelonSaint Vincent And The GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome And PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia And The South Sandwich IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard And Jan MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, Province Of ChinaTajikistanTanzania, United Republic OfThailandTogoTokelauTongaTrinidad And TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks And Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited StatesUnited States Minor Outlying IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVenezuelaViet NamVirgin Islands, BritishVirgin Islands, U.s.Wallis And FutunaWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe

LOVATO Electric S.p.A. Via Don E. Mazza, 12 — 24020 Gorle (BG) ITALY Cap. Soc. Vers. Euro 3.200.000 Cod. Fisc. e Part. IVA n. 01921300164 ID. NO. IT 01921300164

Устройства защиты от перенапряжений

Обычно в любых электрических сетях напряжение находится в пределах, определяемых техническими нормативами, но иногда оно отклоняется от допустимых значений. Предельно допустимое напряжение находится в пределах ±10 % от номинального значения напряжения, т. е. для однофазной сети в диапазоне 198—242 В, а для трехфазной — 342—418 В. Отклонения от указанных значений называются перенапряжениями. Перенапряжения имеют различную природу и в зависимости от этого отличаются длительностью и величиной. Длительные перенапряжения (свыше 0,01 с) обычно возникают из-за неисправности понижающего трансформатора на подстанции или обрыва нулевого провода в питающей сети.

Такие перенапряжения имеют сравнительно небольшие значения (от 230 В до величины междуфазного напряжения — 380 В), но действуют длительное время и представляют вполне реальную угрозу и для человека, и для оборудования. Длительное повышение напряжения может произойти и в случае неравномерного распределения нагрузок по фазам во внешней сети. Тогда возникает перекос фаз, при котором на самой загруженной фазе напряжение становится ниже, а на незагруженной — выше номинального. Кратковременные всплески напряжения могут произойти и в результате переключений в энергосети или во время включения мощных реактивных нагрузок.

Для надежной защиты домашней электропроводки от перенапряжений рекомендуется создание многоуровневой (по крайней мере, трехступенчатой) системы защиты из УЗИП разных классов. УЗИП класса В (тип 1) рассчитано на номинальный разрядный ток 30— 60 кА, УЗИП класса С (тип 2) — на ток 20—40 кА. УЗИП класса D (тип 3) на ток 5—10 кА. При создании многоступенчатой системы защиты от перенапряжений следует обеспечить соответствие мощности каждой ступени, т. е. максимальный ток, протекающий через них, не должен превышать их номинальных характеристик. Но в первую очередь необходимо создать эффективную систему заземления.

Мощные импульсные перенапряжения (с токами до 100 кА) могут возникать при воздействии грозовых разрядов. При этом напряжение может достигать десятков киловольт. Такие импульсы длятся в течение максимум сотни микросекунд, и защитные автоматы не успевают на них среагировать, так как самые современные типы автоматов имеют время срабатывания единицы миллисекунд, что может стать причиной пробоя и повреждения изоляции между фазой и нейтралью или между фазой и землей. Как правило, это не приводит к короткому замыканию и не нарушает работу сети, но в месте повреждения изоляции возникает небольшой ток утечки. И если он проходит между фазой и нейтралью, то не фиксируется УЗО и автоматами защиты, но зато приводит к повышенному нагреву изоляции и ускорению процесса ее старения. С течением времени сопротивление изоляции на этом участке уменьшается, а ток утечки возрастает.

Последствия воздействия этих негативных факторов на электронное оборудование и электропроводку могут быть фатальными, поэтому домашняя сеть требует комплексной защиты от перенапряжений с использованием различных типов устройств (УЗИП, ОП, PH и т. д.).

Возможность использования различных УЗИП для выполнения конкретных защитных функций определяется по техническим характеристикам, отраженным в маркировке прибора.

Уровень напряжения защиты U является важнейшим параметром, характеризующим УЗИП. Он определяет значение остаточного напряжения, появляющегося на выводах УЗИП вследствие прохождения разрядного тока. Для УЗИП 1-го класса Up не должен превышать 4 кВ, для устройств 2-го класса — 2,5 кВ, для 3-го класса УЗИП устанавливается Up не более 1,5 кВ — тот уровень микросекундных импульсных перенапряжений, который должна выдерживать бытовая техника.

Максимальный разрядный ток Imax — величина импульса тока, которую должно выдержать УЗИП однократно, сохранив при этом работоспособность.

Номинальный разрядный ток 1n — величина импульса тока, которую УЗИП должно выдержать многократно при условии его остывания до комнатной температуры в промежутке между импульсами.

Максимальное длительное рабочее напряжение Uc — действующее значение напряжения переменного или постоянного тока, которое длительно подается на выводы УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения при различных нештатных режимах работы сети. Номинальный ток нагрузки Ii( — максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке, защищаемой УЗИП. Данный параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. Так как большинство УЗИП подключаются параллельно цепи, то данный параметр у них не указывается.

При необходимости дополнительной защиты конкретных приборов используются устройства, выполненные в виде вставок и удлинителей, — сетевые фильтры. В их конструкцию включены варисторы, подавляющие импульсные скачки напряжения.

Варисторы — это полупроводниковые резисторы, в работе которых используется эффект уменьшения сопротивления полупроводникового материала при увеличении приложенного напряжения, за счет чего они являются наиболее эффективным (и дешевым) средством защиты от импульсных напряжений любого вида. Варистор включается параллельно защищаемому оборудованию и при нормальной эксплуатации находится под действием рабочего напряжения защищаемого устройства. В рабочем режиме ток через варистор пренебрежимо мал, и он в этих условиях представляет собой изолятор. При возникновении импульса напряжения сопротивление варистора резко уменьшается до долей ома. В этом случае через него кратковременно может протекать ток, достигающий нескольких тысяч ампер. После гашения импульса напряжения он вновь приобретает очень большое сопротивление.

Выбор УЗИП производится в соответствии с принятой системой защиты. При этом обязательно учитываются технические характеристики устройств, которые должны быть приведены в каталоге и нанесены на лицевой части корпуса прибора.

При установке УЗИП необходимо, чтобы расстояние между соседними ступенями защиты было не менее 10 м по кабелю электропитания. Выполнение этого требования очень важно для правильной последовательности срабатывания защитных устройств. Первая ступень защиты класса В монтируется за пределами дома во входном щите.

УЗ-6/220, УЗ-18/380 предназначены для защиты сети от кратковременных (до 12 кВ) и длительных перенапряжений, вызванных коммутационными, индуктивными и грозовыми процессами. Устройства относятся к УЗИП 2-го и 3-го классов и выполнены на варисторах. Для надежной защиты от длительных перенапряжений, вызванных авариями в сети, прибор нужно подключать после УЗО и заземлять. Только при таком подключении создается ток утечки и обеспечивается срабатывание УЗО.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) предназначено для предотвращения возможных повреждений бытовой техники от мощных импульсных перенапряжений, вызванных авариями в питающей сети или грозовыми разрядами. Устройства такого типа могут называться ограничителями перенапряжений (ОП). Они, как правило, изготовлены на базе разрядников или варисторов и часто имеют индикаторные устройства, сигнализирующие о выходе их из строя. Обычно УЗИП на базе варисторов изготавливаются с креплением на DIN-рейку. Сгоревший варистор можно заменить простым извлечением модуля из корпуса УЗИП и установкой нового.

В зависимости от защищаемой зоны ограничители перенапряжений подразделяются на классы или типы. Приборы класса В (тип 1) защищают объекты от атмосферных и коммутационных перенапряжений, прошедших через разрядники класса А внешних сетей. Они устанавливаются на вводном устройстве дома и ограничивают величину перенапряжений до 4,0 кВ, защищая вводные счетчики и электрическое оборудование распределительного щита.

Ограничители класса С (тип 2) защищают электрооборудование от перенапряжений, прошедших через ограничители класса В, и ограничивают величину перенапряжения до 2,5 кВ. Они устанавливаются в распределительных щитках внутри дома или квартиры и осуществляют защиту автоматических и дифференциальных выключателей, внутренней проводки, контакторов, выключателей, розеток и др. Ограничители класса D (тип 3) являются защитой от перенапряжений, прошедших через приборы класса С, и ограничивают их величину до 13 кВ. Такие ограничители устанавливаются в распределительные коробки, розетки и могут встраиваться в само оборудование. Ограничители этого класса осуществляют защиту электрического оборудования с электронными приборами, а также переносных электрических устройств.

Ограничитель перенапряжений серии 0П-101 на основе варистора предназначен для защиты электрооборудования от импульсных перенапряжений, вызванных ударами молнии или коммутационными перенапряжениями. При возникновении скачка перенапряжения варисторы прибора переходят в проводящее состояние, ток возрастает на несколько порядков, достигая сотен и тысяч ампер и ограничивая при этом дальнейшее нарастание напряжения на выводах. После прохождения волны перенапряжения ограничитель возвращается в непроводящее состояние. Время срабатывания прибора составляет около 25 нс.

Ограничители перенапряжений серии 0П-101 бывают однофазными или трехфазными. Трехфазные устройства класса В устанавливаются на трехфазном вводе. Однофазные (класса D) используются для защиты отдельных потребителей или групп.

В распределительном щите внутри дома устанавливаются варисторные УЗИП класса С или D (тип 2 и 3). Недостатком УЗИП на базе варисторов является то, что после срабатывания оно нуждается в охлаждении, чтобы снова прийти в рабочее состояние. Это ухудшает защиту при многократных разрядах. Безусловно, использование УЗИП снижает вероятность выхода из строя оборудования или поражения людей, но лучше всего во время грозы отключать наиболее важные приборы.

Устройство защиты многофункциональное (УЗМ) предназначено для защиты оборудования (в доме, квартире или офисе и пр.) от разрушающего воздействия мощных импульсных скачков напряжения, а также для отключения оборудования при выходе сетевого напряжения за допустимые пределы (170—270 В) в однофазных сетях. Включение напряжения происходит автоматически при восстановлении его до нормального по истечении задержки повторного включения. Устройство представляет собой реле контроля напряжения с мощным электромагнитным реле на выходе, дополненное защитой на варисторах.

Реле напряжения (PH) — это прибор, сочетающий в себе электронное устройство контроля напряжения и электромагнитный расцепитель, собранные в одном корпусе. Реле напряжения серии PH — весьма эффективное устройство для защиты оборудования при возникновении длительных перенапряжений. Оно предназначено для отключения бытовой и промышленной однофазной нагрузки 220 В, 50 ГЦ при недопустимых колебаниях напряжения в сети с последующим автоматическим включением после восстановления ее параметров. Реле может быть изготовлено на базе микропроцессора или простого компаратора и оснащено устройством регулировки верхнего и нижнего порога срабатывания.

Реле напряжения могут быть как однофазными, так и трехфазными. Трехфазные реле напряжения используются на трехфазном вводе для защиты трехфазного оборудования. Они, как правит, отключают сеть не напрямую, а через электромагнитный контактор. При отсутствии трехфазных потребителей лучше всего будет поставить на каждую фазу по однофазному реле напряжения.

В зависимости от способа подключения реле напряжения могут быть выполнены в виде переносного устройства типа «вилка—розетка» или для установки в распределительном шкафу на DIN-рейку. Обычно такие реле имеют широкий диапазон регулировок и могут работать в нескольких независимых режимах: как реле напряжения, как реле минимального напряжения, как реле максимального напряжения или как реле времени с задержкой на включение.

Реле напряжения работают в диапазоне 100—400 В и делятся на устройства, имеющие свою контактную группу и управляющие нагрузкой самостоятельно, а также реле, которые управляют нагрузкой через более мощные контакторы.

Некоторые типы реле напряжения могут использоваться для самостоятельного отключения электрической сети при возникновении аварийного напряжения. Они обладают большей коммутационной способностью и управляют сетью с нагрузкой до 13 кВт, что вполне достаточно для квартиры или частного дома. Приборы устанавливаются на вводе после электросчетчика и УЗО на DIN-рейку.

Реле напряжения не имеет встроенной защиты от высоких токов, поэтому его нужно устанавливать после автоматического выключателя. При этом номинальный ток реле должен быть на 20—30 % выше номинального тока автомата. Реле напряжения также не защищают от высокого напряжения остаточных токов грозовых разрядов.

Датчик превышения напряжения ДПН 260 предназначен для ограничения максимально допустимого напряжения на нагрузке. Он работает совместно с УЗО или дифференциальным автоматом с током утечки 30—300 мА Напряжение срабатывания ДПН 260 устанавливается в пределах 255—260 В, время срабатывания — 0,01 с. Он выполнен в стандартном модуле на базе обычного варистора и предназначен для установки на DlN-рейку 35 мм. Следует отметить, что датчик создает ток утечки и вызывает срабатывание УЗО, которое не может включиться самостоятельно, что является его основным недостатком.

Контактор — это коммутационный аппарат дистанционного действия, коммутирующий нагрузки переменного или постоянного тока, который предназначен для частых включений и отключений. Они могут управлять осветительными, обогревательными и другими устройствами в силовых цепях постоянного и переменного тока с напряжением до 380 В и частотой 50 Гц.

Контакторы не обладают защитными функциями, но эффективно работают совместно с реле напряжения, обеспечивая своевременное отключение сети. Достоинством этих устройств является надежная контактная группа, способная выдержать большое число включений и отключений при значительной мощности управляемой нагрузки.

Контакторы могут использоваться, например, для управления режимом работы системы обогрева полов, когда мощность нагревательных кабелей превышает допустимую мощность терморегулятора.

Контактор, управляемый выключателем, импульсным реле, таймером или другим датчиком, позволяет включить (выключить) необходимую нагрузку, с которой электронные реле, рассчитанные на сравнительно небольшие токи, самостоятельно справиться не могут. Контакторы являются незаменимым элементом многофункциональной системы типа «Умный дам».

Контакторы могут быть как однофазными, так и трехфазными. Основными параметрами, по которым осуществляют выбор контакторов, являются следующие:

  • Номинальное рабочее напряжение сети
  • Номинальный рабочий ток
  • Напряжение катушки управления
  • Каличество/вид дополнительных контактов

Смотрите также:

Как защитить технику от скачков напряжения

Скачки напряжения (например, во время грозы) могут быть очень опасными для устройств, оставленных подключенными к розетке, даже если они выключены. Здесь мы покажем вам, как обеспечить правильную защиту от перенапряжения.

Что такое перенапряжение?

Термин «перенапряжение» означает напряжение в электрической системе, которое настолько велико, что превышает допустимый диапазон ее номинального напряжения.

В Европе используется напряжение сети 230 В (плюс / минус 23 В). Сильный ток, обычно необходимый на кухне для подключения бытовой техники, составляет 400 вольт.

A Удар молнии приведет к перенапряжению и повреждению этих устройств и установок.

Причины и опасности перенапряжения

Во время грозы между отрицательными зарядами в нижней части грозового облака и положительными зарядами на земле электрические напряжения часто могут превышать десять миллионов вольт.Если он достигает «переполнения» , то через него протекает ток силой около 300 000 ампер. В лучшем случае это приведет к перегоранию предохранителя.

В зависимости от степени серьезности молния также может повредить строительную конструкцию и оборудование дома. Высокая температура может даже вызвать возгорание.

Подключенные к розетке устройства, такие как компьютеры, бытовая техника или электронные обогреватели, могут стать жертвами скачков напряжения. В худшем случае это приводит к потере данных или полной поломке устройства.

Могу ли я получить страховку для компенсации этих убытков?

Вы можете застраховаться от повреждения вашего дома и ваших электрических устройств грозой. Стандартное страхование жилого дома покрывает ущерб от пожара, урагана и молнии. В контрактах часто оговаривается, какой именно тип защиты от перенапряжения должен присутствовать; например, внешний молниеотвод.

Страхование домашнего хозяйства покрывает ущерб всему содержимому вашего дома, например, мебели, коврам, сантехнике и электроприборам.Новые правила иногда включают в себя защиту от скачков напряжения, однако обязательно проверьте, так как это не входит в стандартную комплектацию. Страхование домашнего имущества обычно не несет ответственности за потерю данных.

Итак, если ударит молния и жесткий диск компьютера сломается, страховка может оплатить новый жесткий диск. Однако они не будут покрывать расходы на восстановление данных или восстановление программного обеспечения, документов или фотографий.

Наш главный совет: обязательно сделайте резервную копию своих данных и сохраните квитанции на все оборудование и программное обеспечение.

Типы защиты от перенапряжения

Существует разница между внешней и внутренней защитой от перенапряжения.

  • Внешние разрядники тока молнии («разрядники молнии»): В ЕС эта молниезащита определяется стандартом EN 62305. Внешняя молниезащита должна соответствовать внутренней молниезащите здания.
  • Ограничитель перенапряжения (устройство защиты от перенапряжения, тип 2): Эта защита обычно используется в напольных распределителях в зданиях.Он ограничивает остаточные перенапряжения при ударе молнии до менее 600–2000 В.
  • Специальное оборудование, например Сетевой фильтр (устройство защиты от перенапряжения типа 3): Защищает розетки и штекерные соединения. Он снижает остаточные перенапряжения примерно до 230 В.

Защита от перенапряжения: продукты для дооснащения

Большое количество встроенных токопроводящих деталей в домах и постоянно увеличивающееся количество технического оборудования означают, что молния может быть очень опасной.Коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны, модемы xDSL, ISDN, ноутбуки, ПК, телевизоры и мультимедийные устройства; все нуждается в защите.

Это начинается с розетки. 8-контактная розетка Super-Solid от BRENNSTUHL предлагает восемь подключений и обеспечивает защиту ваших устройств от перенапряжения и молнии до 4500 ампер. Он чрезвычайно прочный, изготовлен из небьющегося поликарбоната.

Практичный адаптер защиты от перенапряжения SURGE PROT 2 обеспечивает защиту от перенапряжения до 13 500 А и имеет встроенное устройство защиты от детей.

Сетевые кабели особенно опасны, потому что они являются идеальными проводниками. Здесь может помочь устройство защиты от перенапряжения ALLNET . Поместите его между сетевым кабелем или соединением xDSL / ISDN и защищаемым устройством.

APC SurgePlus 325 предлагает четыре розетки с защитой от перенапряжения высокого напряжения, две из которых имеют резервную батарею.

Для оптических сетей HWU OLD6000 представляет собой соединитель Ethernet для защиты от скачков напряжения.При использовании в существующих сетях с обычной проводкой интерфейс соединен оптическим мостом и гальванически изолирован. Оптическая передача также невосприимчива к паразитным электромагнитным помехам.

Если вы склонны подключать USB-устройства к компьютеру, вам также следует подумать о защите от молний. Например, если молния попадает в высокий прожектор во время вечеринки в саду, это может вывести из строя подключенный к сети ноутбук ди-джея.

При управлении освещением, электрическими системами или машинами через USB гальваническая развязка обеспечивает необходимую защиту компьютера.


Другие интересные статьи:

Сравнение Powerbank: Ansmann PB 10.8 и Intenso Slim S10000

Что такое защита от перенапряжения?

Что такое защита от перенапряжения?

Защита от перенапряжения — это функция источника питания, которая отключает источник питания или ограничивает выход, когда напряжение превышает заданный уровень.

В большинстве источников питания используется схема защиты от перенапряжения для предотвращения повреждения электронных компонентов.Воздействие состояния перенапряжения варьируется от одной цепи к другой и варьируется от повреждения компонентов до их разрушения и возникновения неисправностей в цепях или возгорания.

Состояние перенапряжения может возникнуть в источнике питания из-за неисправностей внутри источника или из-за внешних причин, например, в распределительных линиях.

Величина и продолжительность перенапряжения являются одними из основных факторов, которые необходимо учитывать при разработке эффективной защиты. Защита включает установку порогового напряжения, выше которого схема управления отключает питание или перенаправляет дополнительное напряжение на другие части схемы, такие как конденсатор.

Идеальные характеристики схемы защиты от перенапряжения

  1. Не допускайте приложения избыточного напряжения к компонентам.
  2. Схема защиты не должна мешать нормальному функционированию системы или цепи. Схема защиты не должна нагружать источник питания и вызывать связанные с этим падения напряжения.
  3. Схема защиты должна отличать нормальные колебания напряжения от опасного перенапряжения.
  4. Быть достаточно быстрым, чтобы реагировать на переходные события, которые могут повредить источник питания и компоненты, расположенные ниже по потоку.
  5. Метод OVP не должен иметь ложных срабатываний или необнаруженных условий реального перенапряжения. Это может быть неудобно в случае ложных срабатываний, а также опасно, если невозможно увидеть реальные условия перенапряжения.

Схема защиты от перенапряжения может быть построена с использованием дискретных компонентов, интегральных схем, механических устройств, таких как реле, и т. Д. Они могут подключаться либо внутри, либо снаружи, в зависимости от задействованных схем.

Существуют различные конструкции схем защиты, каждая со своими достоинствами, режимом работы, чувствительностью, возможностями и надежностью.Защита может либо отсечь перенапряжение, либо полностью отключить источник питания.

Схема защиты от перенапряжения лома

Схема с ломом обеспечивает один из самых простых, дешевых и эффективных методов защиты от перенапряжения. Обычно он подключается между регулируемым выходом и защищаемой цепью или нагрузкой. Последовательный регулирующий транзистор контролирует выходной ток и напряжение, а ломик защищает нагрузку, когда напряжение превышает заданное значение.Базовая схема состоит из:

  • Кремниевый выпрямитель (SCR)
  • Стабилитрон
  • Резистор
  • Конденсатор

Схема лома защиты от перенапряжения

При нормальной работе стабилитрон имеет обратное смещение и не проводит, весь ток через последовательный транзистор появляется на выходе. Как только напряжение возрастает и выходит за пределы напряжения пробоя стабилитрона, диод выходит из строя и начинает проводить.Ток развивает напряжение на резисторе, которое затем запускает SCR. Это приводит к короткому замыканию на выходе, и весь ток уходит в землю. Это привело к размыканию предохранителя и снятию напряжения с последовательного транзистора и защищенной цепи.

Выбранный стабилитрон должен быть немного выше выходного напряжения. Конденсатор предотвращает срабатывание SCR короткими всплесками.

Простая схема широко используется благодаря своей эффективности; однако у него есть некоторые ограничения, такие как стабилитрон, который нельзя регулировать, в то время как наилучший допуск для диода составляет 5%.

Напряжение срабатывания тринистора также должно быть спроектировано так, чтобы оно было намного выше выходного напряжения источника питания, чтобы предотвратить ошибочное срабатывание из-за коротких всплесков, например, возникающих при питании ВЧ цепей.

Защита от перенапряжения: 5 лучших устройств

Следующие пункты выделяют пять основных устройств, используемых для защиты от перенапряжения. Это следующие устройства: 1. Ограничители перенапряжения и ограничители перенапряжения переходных процессов 2. Изолирующие трансформаторы 3. Фильтры нижних частот 4. Стабилизаторы мощности с низким импедансом 5.Разрядники для коммунальных служб.

Устройство № 1. Ограничители перенапряжения и ограничители переходных перенапряжений: Разрядники

и устройства TVSS защищают оборудование от переходных перенапряжений, ограничивая максимальное напряжение, и эти термины иногда используются как взаимозаменяемые. Однако TVSS обычно связаны с устройствами, используемыми на нагрузочном оборудовании. TVSS иногда будет иметь больше элементов ограничения перенапряжения, чем разрядник, который чаще всего состоит исключительно из блоков MOV. У разрядника может быть больше возможностей обработки энергии; однако различие между ними стирается из-за общего использования языка.

Элементы, из которых состоят эти устройства, можно разделить на два различных режима работы: ломик и зажим.

Устройства с ломом — это нормально открытые устройства, которые проводят ток во время переходных процессов перенапряжения. Как только устройство станет проводящим, линейное напряжение упадет почти до нуля из-за короткого замыкания на линии. Эти устройства обычно изготавливаются с зазором, заполненным воздухом или специальным газом.

Зазор замыкается при появлении достаточно высокого переходного процесса перенапряжения.Как только зазор закончится, обычно ток промышленной частоты или «последующий ток» будет продолжать течь в зазоре до следующего нулевого значения тока. Таким образом, эти устройства имеют недостаток, заключающийся в том, что напряжение промышленной частоты падает до нуля или до очень низкого значения в течение, по меньшей мере, половины цикла. Это приведет к ненужному отключению некоторых нагрузок.

Зажимные устройства для цепей переменного тока обычно представляют собой нелинейные резисторы (варисторы), которые проводят очень малый ток до тех пор, пока не произойдет перенапряжение.Затем они начинают сильно проводить, и их сопротивление быстро падает с увеличением напряжения. Эти устройства эффективно проводят увеличивающийся ток (и энергию), чтобы ограничить скачок напряжения. Они имеют преимущество перед устройствами щелевого типа в том, что напряжение не снижается ниже уровня проводимости, когда они начинают проводить импульсный ток. В этом приложении также используются стабилитроны.

Примерные характеристики разрядников MOV для нагрузочных систем показаны на рис.3.17 и 3.18. У разрядников MOV есть два важных класса.

Первый — это максимальное непрерывное рабочее напряжение (MCOV), которое должно быть выше линейного напряжения и часто составляет не менее 125 процентов от номинального напряжения системы. Второй рейтинг — это рейтинг рассеяния энергии (в джоулях). MOV доступны в широком диапазоне значений мощности. На рис. 3.18 показаны типичные характеристики энергопотребления в зависимости от рабочего напряжения.

Устройство № 2.Изолирующие трансформаторы:

На рис. 3.19 показана схема изолирующего трансформатора, используемого для ослабления высокочастотного шума и переходных процессов, когда они пытаются пройти от одной стороны к другой. Однако некоторый шум в обычном и нормальном режимах все еще может достигать нагрузки. Электростатический экран, показанный на рис. 3.20, эффективен для устранения синфазного шума.

Однако некоторый шум нормального режима все еще может достигать нагрузки из-за магнитной и емкостной связи.

Основные характеристики разделительных трансформаторов для:

1. Электрическая изоляция нагрузки от системы на случай переходных процессов — это их индуктивность рассеяния.

2. Высокочастотный шум и переходные процессы не достигают нагрузки, а любой шум и переходные процессы, создаваемые нагрузкой, не достигают остальной части энергосистемы.

3. Падение напряжения из-за переключения силовой электроники является одним из примеров проблемы, которая может быть ограничена стороной нагрузки с помощью изолирующего трансформатора.

4. Переключение конденсаторов и переходные процессы молнии, исходящие от энергосистемы, могут быть ослаблены, тем самым предотвращая ложное срабатывание приводов с регулируемой скоростью и другого оборудования.

5. Изоляционные трансформаторы можно использовать еще и потому, что они позволяют пользователю определять новую опорную землю или отдельно производную систему. Это новое соединение нейтрали с землей ограничивает напряжения между нейтралью и землей на чувствительном оборудовании.

Устройство № 3. Фильтры нижних частот:

Фильтры нижних частот используют принцип пи-цепи для достижения еще лучшей защиты от высокочастотных переходных процессов.Для общего использования в электрических цепях фильтры нижних частот состоят из последовательно соединенных катушек индуктивности и параллельных конденсаторов. Эта комбинация LC обеспечивает путь к земле с низким импедансом для выбранных резонансных частот. При использовании защиты от перенапряжения устройства ограничения напряжения добавляются параллельно конденсаторам. В некоторых конструкциях нет конденсаторов.

Обычный гибридный протектор сочетает в себе два ограничителя перенапряжения и фильтр нижних частот для обеспечения максимальной защиты. Он использует протектор щелевого типа на переднем конце для обработки переходных процессов с высокой энергией.Фильтр нижних частот ограничивает передачу высокочастотных переходных процессов. Катушка индуктивности помогает блокировать высокочастотные переходные процессы и заставляет их попасть в первый подавитель. Конденсатор ограничивает скорость нарастания, а нелинейный резистор (MOV) фиксирует величину напряжения на защищаемом оборудовании.

Устройство № 4. Стабилизаторы мощности с низким импедансом:

Стабилизаторы мощности с низким импедансом (LIPC) используются в основном для взаимодействия с импульсными источниками питания в электронном оборудовании.LIPC отличаются от изолирующих трансформаторов тем, что эти кондиционеры имеют гораздо более низкий импеданс и имеют фильтр как часть их конструкции.

Фильтр находится на выходной стороне и защищает от высокочастотных, исходных, синфазных и нормальных помех (т. Е. Шума и импульсов). Обратите внимание на новое соединение нейтрали с землей, которое может быть выполнено на стороне нагрузки из-за наличия изолирующего трансформатора. Однако переходные процессы с низкой и средней частотой (переключение конденсаторов) могут вызвать проблемы для LIPC: переходные процессы могут усиливаться конденсатором выходного фильтра.

Устройство № 5. Разрядники для защиты от перенапряжений:

Три наиболее распространенных технологии защиты от импульсных перенапряжений, применяемые в коммунальных предприятиях, показаны на рис. 3.23. В большинстве выпускаемых сегодня ОПН используется MOV в качестве основного ограничивающего элемента. Основным ингредиентом MOV является оксид цинка (ZnO), который в сочетании с несколькими запатентованными ингредиентами обеспечивает необходимые характеристики и долговечность. В разрядниках более старой технологии, которые все еще устанавливаются в энергосистеме, в качестве нелинейного резистивного элемента, рассеивающего энергию, использовался карбид кремния (SiC).

Относительные напряжения разряда для каждой из этих трех технологий показаны на рис. 3.24.

Первоначально разрядники были не более чем искровыми разрядниками, которые приводили к отказу каждый раз, когда искровый разрядник искровал. Кроме того, переходный процесс искрового зажигания привел к возникновению волны напряжения с очень крутым фронтом в защищаемом устройстве, что было причиной многих нарушений изоляции. Добавление нелинейного сопротивления SiC последовательно с искровым разрядником устранило некоторые из этих трудностей.Это позволило искровому промежутку очиститься и повторно запечатать, не вызывая неисправности, и снизило переходной процесс при пробое до 50% от общего напряжения пробоя [Рис. 3.24 (а)].

Тем не менее, причиной этого переходного процесса на фронте волны по-прежнему считали нарушения изоляции. Кроме того, после пробоя возникает значительный ток слежения за мощностью, который нагревает материал SiC и разрушает структуру зазора, что в конечном итоге приводит к отказу разрядника или потере защиты. Для SiC необходимы зазоры, потому что экономичный элемент SiC, обеспечивающий необходимое напряжение разряда, не может выдерживать непрерывное рабочее напряжение системы.Развитие технологии MOV позволило устранить пробелы. Эта технология может выдерживать непрерывное напряжение в системе без разрывов и при этом обеспечивать напряжение разряда, сравнимое с разрядниками на SiC [см. Рис. 3.24 (b)].

К концу 80-х годов прошлого века технология SiC-разрядников постепенно отказывалась в пользу технологии беззазорных MOV. Бесщелевой MOV обеспечивал несколько лучшую разрядную характеристику без нежелательной искры в переходном процессе.

Большинство выпускаемых сегодня разрядников для распределительных сетей имеют именно такую ​​конструкцию.Технология MOV с зазором была коммерчески внедрена примерно в 1990 году и получила признание в некоторых приложениях, где есть необходимость в увеличенных защитных пределах. Комбинируя зазоры с градуированными сопротивлениями (с градуировочными кольцами SiC) и MOV-блоки, эта технология разрядника имеет некоторые очень интересные и нелогичные характеристики.

Имеет более низкое напряжение грозового разряда [рис. 3.24 (c)], но имеет более высокую стойкость к переходным перенапряжениям (TOV), чем беззазорный разрядник MOV.Для достижения необходимого уровня защиты от молнии беззазорные разрядники MOV обычно начинают проводить сильные низкочастотные переходные процессы при величине около 1,7 о.е. Существуют некоторые системные условия, при которых переходные процессы переключения превышают это значение на несколько циклов и вызывают сбои. Кроме того, такие приложения, как стареющие подземные кабельные системы, требуют более низких характеристик разряда молнии.

Технология MOV с зазором удаляет около одной трети блоков MOV и заменяет их структурой с зазором, имеющей разряд молнии, примерно наполовину от старой технологии SiC.Меньшее количество блоков MOV дает напряжение грозового разряда, как правило, на 20–30 процентов меньше, чем у беззазорного разрядника MOV. Из-за емкостного и резистивного взаимодействия градуирующих колец и блоков MOV большая часть импульсного напряжения фронта волны переходных процессов молнии появляется через промежутки. Они очень рано вспыхивают в блоках MOV, давая небольшую искру поверх переходного процесса на передней панели.

Для переходных процессов переключения напряжение делится на отношения сопротивлений, и большая часть его сначала появляется на блоках MOV, которые удерживают проводимость до тех пор, пока зазоры не искроются.Это позволяет этой технологии достигать TOV примерно 2,0 о.е. в типичных конструкциях. Кроме того, энергия, рассеиваемая в разряднике, меньше, чем рассеиваемая бесщелевыми конструкциями для того же тока молнии, из-за более низкого напряжения разряда MOV-блоков. Ток слежения за мощностью отсутствует, потому что имеется достаточная способность MOV блокировать поток. Это сводит к минимуму размывание зазоров. Во многих отношениях эта технология обещает создать более производительный и надежный ограничитель перенапряжения.Устройства защиты от перенапряжений производятся различных размеров и номиналов.

Три основных рейтинговых класса: распределительные, промежуточные и станции в порядке возрастания их способности выдерживать энергию. Большинство разрядников, применяемых на первичных распределительных фидерах, относятся к распределительному классу. В этом классе бывают как мелкоблочные, так и сверхмощные. Одним из распространенных исключений является то, что иногда на полюсах стояка устанавливаются разрядники промежуточного или станционного класса, чтобы получить лучшую защитную характеристику (более низкое напряжение разряда) для кабеля.

Что такое защита от перенапряжения? — Устройства защиты от перенапряжения

Когда напряжение в системе превышает номинальное, это называется перенапряжением. Это перенапряжение может быть кратковременным или постоянным. Основную причину, из-за которой возникает перенапряжение в энергосистеме, можно удобно разделить на две категории: внутреннюю и внешнюю. Внутреннее перенапряжение возникает внутри самой системы, тогда как внешнее перенапряжение возникает из-за молнии на линиях.

Это перенапряжение может вызвать повреждение изоляторов и оборудования подстанции. Следовательно, необходимо обеспечить средства защиты изоляторов и другого оборудования от вредного воздействия перенапряжения. Доступны некоторые устройства для уменьшения амплитуды и крутизны фронта выбросов. Следующее будет описано здесь

  1. Зазор стержня
  2. Перенапряжение
  3. Воздушный провод заземления

Провод заземления

Воздушный заземляющий провод или заземляющий провод — одно из наиболее распространенных устройств, используемых для защиты линий от молнии.Это провод, который проходит через опоры линии и проходит по фазным проводам. Заземляющий провод предназначен для защиты от прямых ударов молнии, которые в противном случае могут ударить по фазным проводам. Волны молний достигают соседних башен, которые безопасно спускают их на землю.

В случае, если сопротивление электрической опоры или заземления мало, освещение будет повышено до очень высокого напряжения, что вызовет мигание от опоры к одному или нескольким фазным проводам. Такая вспышка известна как черная вспышка.Обратную вспышку на линии можно свести к минимуму, уменьшив сопротивление опоры опоры с помощью приводных штанг и противовеса, если удельное сопротивление грунта велико.

Зазор тяги

Штанговый зазор — одна из самых распространенных рам защитных устройств. Это воздушный зазор между концами двух стержней. Настройка зазора должна быть такой, чтобы он разрывался при любых условиях до того, как будет повреждено защищаемое оборудование. Основные достоинства этого устройства — простота, надежность и дешевизна.

Зазор стержня имеет некоторые ограничения, например, они не могут предотвратить поток энергии, который течет в зазоре после пробоя. Применяется там, где бесперебойность электроснабжения не имеет большого значения. В таких случаях (когда важна непрерывность) используются автоматические выключатели с автоматическим повторным включением.

Устройства защиты от перенапряжения

Ограничители перенапряжения или грозозащитный разрядник — это устройство, используемое для отвлечения аномально высокого напряжения на землю без нарушения непрерывности электроснабжения.Делители перенапряжения бывают трех типов

  1. Переключатель перенапряжения вытяжного типа
  2. Клапанный переключатель перенапряжения
  3. Металлооксидный переключатель перенапряжения

Название устройства защиты от перенапряжения кажется более правильным, чем грозозащитный разрядник.

Повышенное напряжение источника питания »Примечания по электронике

Защита от перенапряжения блока питания действительно полезна — некоторые отказы блока питания могут привести к повреждению оборудования большим напряжением. Защита от перенапряжения предотвращает это как на линейных регуляторах, так и на импульсных источниках питания.


Пособие по схемам источника питания и руководство Включает:
Обзор электроники источника питания Линейный источник питания Импульсный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания


Хотя современные блоки питания сейчас очень надежны, всегда есть небольшая, но реальная вероятность того, что они могут выйти из строя.

Они могут выйти из строя по-разному, и одна особенно тревожная возможность состоит в том, что элемент последовательного прохода, т.е.е. транзистор главного прохода или полевой транзистор могут выйти из строя, что приведет к короткому замыканию. Если это произойдет, в цепи, на которую подается питание, может появиться очень высокое напряжение, часто называемое перенапряжением, что приведет к катастрофическому повреждению всего оборудования.

Добавив небольшую дополнительную схему защиты в виде защиты от перенапряжения, можно защититься от этой маловероятной, но катастрофической возможности.

В большинстве источников питания, предназначенных для очень надежной работы дорогостоящего оборудования, предусмотрена защита от перенапряжения в той или иной форме, чтобы гарантировать, что любой сбой источника питания не приведет к повреждению оборудования, на которое подается питание.Это относится как к линейным источникам питания, так и к импульсным источникам питания.

Некоторые блоки питания могут не иметь защиты от перенапряжения, и их не следует использовать для питания дорогостоящего оборудования — можно немного спроектировать электронную схему и разработать небольшую схему защиты от перенапряжения и добавить ее в качестве дополнительного элемента. .

Основы защиты от перенапряжения

Есть много причин, по которым блок питания может выйти из строя. Однако, чтобы понять немного больше о защите от перенапряжения и проблемах схемы, легко взять простой пример линейного регулятора напряжения, использующего очень простой стабилитрон и транзистор с последовательным проходом.

Базовый последовательный стабилизатор с использованием стабилитрона и эмиттерного повторителя

Хотя более сложные источники питания обеспечивают лучшую производительность, они также используют последовательный транзистор для передачи выходного тока. Основное отличие заключается в способе подачи напряжения регулятора на базу транзистора.

Обычно входное напряжение таково, что на элемент последовательного регулятора напряжения падает несколько вольт. Это позволяет последовательному транзистору адекватно регулировать выходное напряжение.Часто падение напряжения на последовательном транзисторе является относительно высоким — для источника питания 12 вольт входное напряжение может составлять 18 вольт и даже больше, чтобы обеспечить требуемое регулирование и подавление пульсаций и т. Д.

Это означает, что в элементе регулятора напряжения может рассеиваться значительное количество тепла и в сочетании с любыми переходными выбросами, которые могут появиться на входе, это означает, что всегда существует вероятность отказа.

Устройство последовательного прохода транзисторов обычно выходит из строя в условиях разомкнутой цепи, но при некоторых обстоятельствах в транзисторе может возникнуть короткое замыкание между коллектором и эмиттером.Если это произойдет, то на выходе регулятора напряжения появится полное нерегулируемое входное напряжение.

Если на выходе появится полное напряжение, это может привести к повреждению многих микросхем в цепи питания. В этом случае ремонт схемы вполне может оказаться невозможным.

Принцип работы импульсных регуляторов сильно отличается, но есть обстоятельства, при которых полный выходной сигнал может появиться на выходе источника питания.

Как для источников питания с линейным стабилизатором, так и для импульсных источников питания всегда рекомендуется какая-либо защита от перенапряжения.

Виды защиты от перенапряжения

Как и во многих электронных технологиях, существует несколько способов реализации той или иной возможности. Это верно для защиты от перенапряжения.

Можно использовать несколько различных техник, каждая со своими характеристиками. При определении того, какой метод использовать на этапе проектирования электронной схемы, необходимо взвесить производительность, стоимость, сложность и режим работы.

  • Лом SCR: Как следует из названия, цепь лома вызывает короткое замыкание на выходе источника питания, если возникает состояние перенапряжения.Обычно для этого используются тиристоры, то есть тиристоры, поскольку они могут переключать большие токи и оставаться включенными до тех пор, пока не рассеется какой-либо заряд. Тиристор может быть снова подключен к предохранителю, который перегорает и изолирует регулятор от дальнейшего воздействия на него напряжения.

    Схема защиты от перенапряжения тиристорного лома

    В этой схеме стабилитрон выбран так, чтобы его напряжение было выше нормального рабочего напряжения на выходе, но ниже напряжения, при котором может произойти повреждение. При такой проводимости через стабилитрон не протекает ток, потому что его напряжение пробоя не было достигнуто, и ток не течет на затвор тиристора, и он остается выключенным.Блок питания будет работать нормально.

    Если последовательный транзистор в блоке питания выходит из строя, напряжение начинает расти — развязка в блоке гарантирует, что оно не поднимется мгновенно. Когда он поднимается, он поднимается выше точки, в которой стабилитрон начинает проводить, и ток будет течь в затвор тиристора, вызывая его срабатывание.

    Когда тиристор срабатывает, он замыкает выход источника питания на землю, предотвращая повреждение схемы, которую он питает.Это короткое замыкание также может быть использовано для перегорания предохранителя или другого элемента, отключая питание регулятора напряжения и изолируя устройство от дальнейшего повреждения.

    Часто развязка в виде небольшого конденсатора помещается между затвором тиристора и землей, чтобы предотвратить резкие переходные процессы или высокочастотные помехи от источника питания, которые поступают на соединение затвора и вызывают ложный запуск. Однако его не следует делать слишком большим, так как это может замедлить срабатывание цепи в реальном случае отказа, а защита может сработать слишком медленно.

    Примечание по защите от перенапряжения тиристорного лома:

    Тиристор или тиристор, кремниевый выпрямитель можно использовать для защиты от перенапряжения в цепи питания. Обнаруживая высокое напряжение, схема может активировать тиристор, чтобы поместить короткое замыкание или лом на шину напряжения, чтобы гарантировать, что оно не поднимется до высокого напряжения.

    Подробнее о Схема защиты тиристорного лома от перенапряжения.

  • Фиксация напряжения: Другая очень простая форма защиты от перенапряжения использует подход, называемый фиксацией напряжения. В простейшей форме это может быть обеспечено с помощью стабилитрона, установленного на выходе регулируемого источника питания. Если напряжение на стабилитроне выбрано немного выше максимального напряжения шины, в нормальных условиях он не будет проводить. Если напряжение поднимается слишком высоко, оно начинает проводить, ограничивая напряжение на значении, немного превышающем напряжение шины.

    Если для регулируемого источника питания требуется более высокий ток, можно использовать стабилитрон с транзисторным буфером. Это увеличит пропускную способность по току по сравнению с простой схемой на стабилитроне в раз, равный коэффициенту усиления по току транзистора. Поскольку для этой схемы требуется силовой транзистор, вероятные уровни усиления по току будут низкими — возможно, 20-50.

    Фиксатор перенапряжения на стабилитроне
    (а) — простой стабилитрон, (б) — повышенный ток с транзисторным буфером
  • Ограничение напряжения: Когда для импульсных источников питания требуется защита от перенапряжения, методы SMPS с зажимом и ломом используются менее широко из-за требований к рассеиваемой мощности, а также из-за возможных размеров и стоимости компонентов.

    К счастью, большинство импульсных регуляторов выходят из строя из-за низкого напряжения. Однако часто бывает целесообразно использовать возможности ограничения напряжения в случае возникновения перенапряжения.

    Часто этого можно достичь, определив состояние перенапряжения и отключив преобразователь. Это особенно применимо в случае преобразователей постоянного тока в постоянный. При реализации этого необходимо включить измерительную петлю, которая находится за пределами основного регулятора IC — многие регуляторы режима переключения и преобразователи постоянного тока используют микросхему для создания большей части схемы.Очень важно использовать внешний контур считывания, потому что, если микросхема регулятора режима переключения повреждена, вызывая состояние перенапряжения, механизм считывания также может быть поврежден.

    Очевидно, что для этой формы защиты от перенапряжения требуются схемы, специфичные для конкретной схемы, и используемые микросхемы импульсного источника питания.

Используются все три метода, которые могут обеспечить эффективную защиту источника питания от перенапряжения. У каждого есть свои преимущества и недостатки, и выбор техники должен зависеть от конкретной ситуации.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .

Электрические переходные процессы могут быть защищены от перенапряжения

21.10.2015

Защита от перенапряжения

Raycap — ведущий разработчик и производитель устройств и систем защиты от электрического перенапряжения для использования на промышленных объектах.В системах защиты, разработанных Raycap, используются компоненты промышленного уровня, такие как запатентованная технология Strikesorb SPD, которая обеспечивает непревзойденный уровень защиты критически важного и чувствительного оборудования на промышленной площадке. Это уязвимое оборудование, такое как компьютеры, микропроцессоры и другие устройства, питаемые через электрическую сеть, может быть повреждено ударами молнии и другими событиями перенапряжения, которые вызывают скачки напряжения, исходящие из электрической сети или внутри самого промышленного объекта.Технология защиты внутри продуктов Raycap предотвращает повреждения, возникающие из-за различных причин перенапряжения и перенапряжения, и предназначена для предотвращения контакта любых электрических скачков с оборудованием.

Перенапряжения на промышленных объектах встречаются чаще, чем удары молнии. Само перенапряжение определяется как ток электричества к конкретному компоненту, превышающий критический, определенный порог, который, как известно, потенциально может повредить компоненты в присоединенной системе.Устройства защиты от перенапряжения (OVP) постоянно контролируют уровень потока электроэнергии и активируются при превышении этого уровня. Превосходная защита OVP, предлагаемая Strikesorb, имеет высокий номинальный ток короткого замыкания, что обеспечивает гибкость установки и интеграции. Технология обеспечивает низкое сквозное напряжение и оптимальный уровень защиты, обеспечивающий безопасность чувствительного оборудования. Установка этого локализованного OVP или удаленного OVP обеспечивает лучшую защиту от повреждения цепи и потери данных.

Причины перенапряжения многочисленны. Сбои в источнике питания могут вызвать кратковременные и опасные всплески тока. Эти всплески должны распознаваться мгновенно и опускаться или отклоняться от оборудования, чтобы избежать пожаров, потери оборудования и сбоев данных. Другие формы электрических событий включают переходные процессы и отказы источника питания, такие как ошибки пользователя, вызванные неправильным программированием, короткими замыканиями и ошибками переключения. Во всех этих случаях кратковременное повышение электрических уровней выше порога безопасности вызвано искажениями синусоидальной волны, которая меняет свою форму, вызывая проблемы с оборудованием.Этот тип электрического перенапряжения может оказывать долгосрочное негативное влияние на надежность электроники, вызывая отказ критически важного оборудования, включая ИБП и другие системы резервного питания. Поэтому подавление переходных перенапряжений (TVSS) следует рассматривать как часть полного решения по защите от перенапряжения .

События перенапряжения, вызванные ударами молнии, являются наиболее серьезными, и их трудно предотвратить, поскольку этот тип удара необходимо предотвращать с помощью различных систем.Перенапряжение в результате скачков напряжения, связанных с прямыми ударами молнии по линиям электропередач или связанными с ударами в конструкцию, вызовет серьезные скачки напряжения, которые могут быть обнаружены и отведены от оборудования с помощью устройств, установленных между линиями и самим оборудованием. . Защита от прямого удара по оборудованию осуществляется путем установки накладных экранов, установленных между молнией и оборудованием, чтобы предотвратить удар по самому оборудованию, который может вызвать необратимые повреждения и потенциально возгорание.

Системы защиты от перенапряжения, предлагаемые Raycap, являются одними из самых сложных решений в области электрической защиты в мире и обеспечат промышленные установки наилучшей доступной электрической защитой. Для получения дополнительной информации о продуктах и ​​решениях Raycap OVP свяжитесь с нашими представителями.

Защита от перенапряжения — Iskra

Файлы cookie на нашей веб-странице

Что такое cookie?

Файл cookie — это небольшой фрагмент данных, отправленный с веб-сайта и хранящийся в веб-браузере пользователя, пока пользователь просматривает веб-сайт.Когда пользователь будет просматривать тот же веб-сайт в будущем, данные, хранящиеся в файле cookie, могут быть извлечены веб-сайтом для уведомления веб-сайта о предыдущей активности пользователя.

Как мы используем файлы cookie?

Посещение этой страницы может генерировать следующие типы файлов cookie.

Строго необходимые файлы cookie

Эти файлы cookie необходимы для того, чтобы вы могли перемещаться по веб-сайту и использовать его функции, такие как доступ к защищенным областям веб-сайта.Без этих файлов cookie не могут быть предоставлены запрашиваемые вами услуги, такие как корзины покупок или электронное выставление счетов.

2. Производительные файлы cookie

Эти файлы cookie собирают информацию о том, как посетители используют веб-сайт, например, какие страницы посетители посещают чаще всего, и получают ли они сообщения об ошибках с веб-страниц. Эти файлы cookie не собирают информацию, позволяющую идентифицировать посетителя. Вся информация, которую собирают эти файлы cookie, является агрегированной и, следовательно, анонимной. Он используется только для улучшения работы веб-сайта.

3. Функциональные файлы cookie.

Эти файлы cookie позволяют веб-сайту запоминать сделанный вами выбор (например, ваше имя пользователя, язык или регион, в котором вы находитесь) и предоставлять расширенные, более личные функции. Например, веб-сайт может предоставлять вам местные прогнозы погоды или новости о ситуации на дорогах, сохраняя в файле cookie регион, в котором вы в настоящее время находитесь. Эти файлы cookie также можно использовать для запоминания изменений, внесенных вами в размер текста, шрифты и другие части веб-страниц, которые вы можете настроить.Их также можно использовать для предоставлять запрашиваемые вами услуги, такие как просмотр видео или комментирование блога. Информация, собираемая этими файлами cookie, может быть анонимной, и они не могут отслеживать вашу активность на других веб-сайтах.

4. Целевые и рекламные файлы cookie.

Эти файлы cookie используются для доставки рекламы, более соответствующей вам и вашим интересам. Они также используются для ограничения количества просмотров рекламы, а также для измерения эффективности рекламной кампании.Обычно они размещаются рекламными сетями с разрешения оператора веб-сайта. Они помнят, что вы посетили веб-сайт, и эта информация передается другим организациям, например рекламодателям. Довольно часто целевые или рекламные файлы cookie будут связаны к функциям сайта, предоставленным другой организацией.

Управление файлами cookie

Куки-файлами можно управлять через настройки веб-браузера. Пожалуйста, ознакомьтесь с помощью вашего браузера, как управлять файлами cookie.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *