Ограничители перенапряжения SP

     Обеспечивают защиту систем низкого напряжения от перенапряжения.

Общая информация

     Перенапряжение - это внезапное повышения напряжения (импульс или волна напряжения с наложением на номинальное сетевое напряжение) до опасных, для электроустановки значений. Характеризуется - временем нарастания (tf) в мкс и скоростью нарастания в кВ/мкс.

Перенапряжение

     Подразделяются на внешние (атмосферные) и внутренние (коммутационные).

Внешние и внутренние перенапряжения

     Внешние перенапряжения возникают при прямых ударах молнии в электроустановку или наводятся (индуцируются) в линиях при ударах молний вблизи от них.

     Внутренние перенапряжения возникают при резких изменениях режима работы электроустановки (отключение ненагруженных линий, отключении тока холостого хода трансформаторов, замыкании фазы в сети с изолированной нейтралью на землю, резонансных, феррорезонансных явлениях и др.).

     Опасность перенапряжения:
- выход из строя чувствительного электронного оборудования,
- нарушение нормального режима работы оборудования и сопутствующих процессов,
- КЗ, пожары в электроустановках, опасность для жизни людей и др. при пробое изоляции.

     Каждая электроустановка должна иметь защиту от перенапряжений.

     Защита объектов и электрического оборудования от воздействия молнии и перенапряжения производится снаружи и внутри каждого объекта.

     К устройствам наружной защиты относятся коллекторы молний, громоотводы, системы заземления, грозозащитные разрядники и т. п. К мерам по внутренней защите относятся выравнивание потенциалов, экранирование и т. п.

     Элементами внутренней защиты являются разрядники тока молнии и перенапряжения. Ограничение перенапряжения при помощи разрядников токов молний и перенапряжения производится стандартно в трех степенях, причем каждая степень должна уменьшить перенапряжение.

     По максимальному допустимому перенапряжению линии НН разделяют на 4 категории выдерживаемого перенапряжения и импульсные напряжения Uimp (1,2/50 μs) для отдельных частей объекта. Для сети с номинальным напряжением 230/400 V a.c.:

Категории перенапряжения

     На входящих в здание линиях (до главного распределительного щита) перенапряжение не должно превышать 6 кВ, в распределительных щитах внутри зданий 4 кВ, для подключаемого через штепсельные розетки и другие соединители потребительского оборудования 2,5 кВ и для специально защищаемого оборудования (электронного и т.п.) 1,5 кВ.

     Разрядники со степенью защиты 1...3 устанавливаются на разделе отдельных категорий перенапряжения.

     Европейская норма МЭК 61643-1 разделяет разрядники на классы I, II, и III, что соответствует нашему обозначению 1, 2 и 3 классов.

     Ранее применялась немецкая норма Е DIN VDE 0675-6, которая разделяла защиты от перенапряжения для распределителей НН на 4 класса: A , B , C и D. Устройства защиты от перенапряжений класса A предназначены для внешних электроустановок. Устройства защиты от перенапряжений классов B, C и D предназначены последовательно для границ зон 0-1, 1-2 и 2-3.

​     Примечание: При защите от перенапряжения используется несколько концепций. Наиболее применяемой концепцией является концепция зональной защиты. У зональной концепции защита в зонах совпадает с разделением зданий:
- границы первой зоны образует фасад здания,
- второй зоны - стены комнат,
- третьей зоны - отдельные вводы в оборудование.

     Для устройств защиты от перенапряжений, используемых в низковольтных распределительных сетях, определены три класса испытаний согласно МЭК 61643-1:
- испытания класса I: проводятся c номинальным разрядным током (In), импульсом напряжения 1,2/50 мкс и максимальным импульсном током Iimp;
- испытания класса II: проводятся c номинальным разрядным током (In), импульсом напряжения 1,2/50 мкс и максимальным разрядным током Imax;
- испытания класса III: проводятся с комбинированной волной (1,2/50 и 8/20 мкс).

     Устройства , подлежащие испытаниям класса I, рекомендуются, как правило, для объектов в местах интенсивных воздействий, например, вводы линий в здания с системами молниезащиты.

     Устройства, подлежащие испытаниям класса II или III, подвергаются воздействию импульсов меньшей длительности.

     Устройства защиты от перенапряжений подразделяются на три класса:
-Тип 1, испытанные по классу I: разрядники, способные на основе своей специальной конструкции отводить токи (частичные) при прямых ударах молнии.
-Тип 2, испытанные по классу II: разрядники, способные отводить перенапряжения, возникающие от близких или отдаленных ударов молнии, а так же от коммутации в сети.
-Тип 3, испытанные по классу III: разрядники, служащие для защиты отдельных потребительских приборов или групп приборов от перенапряжений, устанавливаются вблизи розеток.

     1-ю степень (предварительная защита, тип 1) обеспечивают разрядники тока молнии, которые задерживают большую часть волны перенапряжения, а так же способны без повреждения отводить токи молнии или их существенные части.

     Токи молний, которые возникают при прямом попадании молнии, могут быть воспроизведены с помощью импульсного тока формы волны 10/350 мкс.

     Испытательный ток молнии воспроизводит как быстрое нарастание, так и высокие внутренние энергии настоящей молнии. Молниеразрядник типа 1 (ранее класса B) и модули внешней молниезащиты испытываются с помощью этого тока.

     В наименее благоприятном случае при 2-х проводном силовом подводе разрядники тока молнии должны отвести 50 kA/полюс, при 4-х проводном силовом приводе 25 kA/полюс импульсного тока с формой волны 10/350 μs.

     Таких параметров могут достичь только приборы, сконструированные на базе искрового разрядника.

     ​2-ю степень (средняя защита, тип 2) обеспечивают разрядники перенапряжения сконструированные на базе варисторов (нелинейное сопротивление, зависимое от напряжения - сопротивление падает с возрастающим напряжением).

     Перенапряжения из удаленных ударов молнии и коммутационных операций воспроизводятся с помощью испытательного импульса 8/20 мкс. Внутренняя энергия этого импульса значительно меньше, чем испытательный ток молнии волны импульсного тока 10/350мкс. Разрядники перенапряжений типа 2 (ранее класс C) нагружаются этим испытательным импульсом. Они должны без повреждения отводить атмосферные перенапряжения или перенапряжения, вызванные коммутационными процессами в сети с формой волны 8/20 μs.

     В подавляющем большинстве случаев разрядники перенапряжения типа 2 устанавливаются за разрядниками тока молнии типа 1, которые снижают перенапряжение и ограничивают энергию волны перенапряжения. При этом должна соблюдаться длина проводника > 15 м или устанавливаться разделительные индуктивности. На рис. 2 изображается сравнение отведенной энергии разрядником токов молний 50 kA и разрядником перенапряжения 15 kA.

     Форма и энергия волны 8/20 μs и 10/350 μs (отведенная энергия соответствует площади под кривой):

Форма и энергия волны

     Разрядники перенапряжения рассчитаны на определенную тепловую мощность. Если в сети будут возникать энергетически мощные или слишком частые перенапряжения, то может произойти превышение тепловой мощности и разрядник перенапряжения отключится при помощи своего теплового устройства отключения. После отключения разрядники перенапряжения нефункциональны, и их необходимо заменить. Отключение сигнализируется оптически или дистанционно. При измерении изоляции необходимо отсоединить разрядники от земли, чтобы не искажались результаты измерения.

     При соответствующих условиях разрядники перенапряжения 2-ой степени могут быть установлены без добавочной 1-ой степени, например, в главный распределительный щит.

     3-ю степень (точная защита, тип 3) обеспечивает дополнительную действительно надежную защиту электроприемников (в том числе электронных). Основным элементом точной защиты являются варисторы и помехоподавляющие диоды, способные отводить перенапряжение с формой волны 8/20 μs.

Защита средств защиты от перенапряжения.

     1. Защита разрядников тока молнии – T1 и разрядников перенапряжения – Т2 выполняется при помощи предохранителей.

Разрядники для присоединения между проводами N и PE (разрядники для соединения „3+1“), не защищаются отдельно. Причиной является то, что защита уже достигается предохранителями.

     2. Защита разрядников перенапряжения – T3 выполняется при помощи автоматических выключателей или предохранителей.

     Выбор защиты от перенапряжения в распределительной сети НН состоит из двух шагов:

     1) Выбор количества степеней и типов защиты.

     2) Выбор защиты от перенапряжения.

     Примечание: рекомендуемый порядок действий не охватывает полностью все случаи.

     Выбор количества степеней и типов защиты определяется по опасности возникновения перенапряжения для объекта, который необходимо защищать и чувствительности электроприёмников, установленных внутри объекта, к перенапряжению.

Чувствительность электроприёмников

к перенапряжению

Опасность для объекта

Большая

Средняя

Малая

Большая

Т1+Т2+Т3

Т2+Т3

Т2+Т3

Средняя

Т1+Т2+Т3

Т2

Т2

Малая

Т1+Т2

Т2

Т2

Опасность для объекта:

     • большая
- электростанции, больницы, промышленные объекты, общественные здания с большим количеством посетителей и т.п.
- отдельные квартиры, дома-коттеджи в плотной застройке и т.п.
- отдельные квартиры, дома-коттеджи в плотной застройке и т.п.

     • средняя
- объекты в горных областях, отдельно стоящие здания, здания находящиеся недалеко от линий высокого и сверхвысокого напряжения и т.п.
- объекты в плотной застройке, высота которых равна или меньше высоты остальных зданий
- объекты в плотной застройке, окруженные многочисленными более высокими объектами

     • малая
- объекты с наружной защитой от молнии (молниеотвод), с наружным подводом электропитания, с заземленной кровельной надстройкой (антенна) и т.п.
- объекты с вводом в виде короткой воздушной линии из питающего трансформатора (десятки метров)
- объекты в плотной застройке с подземным кабельным подводом электропитания

     Чувствительность приборов к перенапряжению:
• большая - ПК, ТВ, Hi-Fi системы и т.п.
• средняя - стиральные машины, холодильники и т.п.
• малая - двигатели, вентиляторы и т.п.

     Далее в соответствии с другими важными критериями (длина проводки между T1 и T2, тип сети и т.д.) необходимо определить конкретные устройства защиты T1 и T2.

     Разрядники последней степени (Т3) помещаются как можно ближе к концевому оборудованию (если за последней степенью будет длинная проводка, то может увеличиться напряжение в проводах (например, из-за индуктивности) сверх приемлемого уровня).

     Разряднику перенапряжения T3 обязательно должен предшествовать разрядник перенапряжения T2.

     Если защищаемое оборудование находится на расстоянии меньше чем 5 м от второй степени, нет необходимости устанавливать 3-ю степень – вторая степень обеспечит достаточную защиту.

     В случае, если проводка идет дальше, необходимо установить дополнительные разрядники перенапряжения 3-й степени как минимум через 10 m за предыдущим T3.

     Надежную защиту устройств и приборов на базе микроэлектронной техники может обеспечить только защита 3 класса. Соблюдение требуемых величин напряжений не может гарантировать безопасность работы такого оборудования, т.к. импульс порядка 1,5 кВ - 2,5 кВ превышает порог выдержки многих микроэлектронных элементов и проводников на печатных платах.

     Для менее требовательных электронных бытовых приборов используется простая защита от перенапряжений встроенная в розетку.

     Примечание: Защищенная розетка, кроме того, это и защита от перенапряжения, индуцированного в проводнике от соседних приборов, включенных в незащищенные розетки.

     Для защиты точных приборов, компьютеров и других микроэлектронных устройств используется трехступенчатая защита с ВЧ фильтром. Эти защиты имеют очень быструю реакцию, подавляют ВЧ помехи в диапазоне от 150 кГц до 30 МГц и способны отводить импульсные токи до 10 кА. Трехступенчатые устройства защиты с ВЧ рекомендуется применять для оборудования с управляемым процессором и памятью, для абонентских телефонных станций, для диагностических и измерительных приборов, медицинского оборудования.

Ограничители перенапряжения производства компании EATON.

     Оборудование производства компании EATON позволяют организовать трехступенчатую защиту от перенапряжений.

     Ограничители перенапряжения класс 1 производства компании EATON применяются для различных видов сетей:
- TN-C – глухозаземленная точка, оборудование соединено с рабочим заземлением, объединенный нейтральный и защитный проводники,
- TN-S – глухозаземленная точка, оборудование соединено с рабочим заземлением, раздельные нейтральный и защитный проводники,
- TT – глухое заземление точки и оборудования.

     Ограничители перенапряжения класс 2 имеют однозначную индикацию неисправности – индикатор расцепления на аппарате и возможность подключения дополнительного контакта для дистанционной сигнализации.

     Ограничители перенапряжения класс 1 производства компании EATON заключены в корпус в следствии чего отсутствует электрическая дуга внутри распределительного устройства. Во время работы не возникают горячие ионизированные газы, поэтому не нужно соблюдать безопасные расстояния от воспламеняемых материалов и проводимых частей.

     Примечание: Если объект питается подземным кабелем, то достаточно использовать для его защиты от перенапряжения ограничителя класс 2. Несмотря на это производитель в этой ситуации рекомендует предварительно использовать ограничитель перенапряжения класс 1.

     Посмотреть подробную информацию, скачать каталоги, технические данные касающиеся ограничителей перенапряжения производства компании EATON можно в разделе: "Электротехнический сектор -> Защита электрических сетей -> Модульное оборудование -> Устройства защиты от импульсных перенапряжений" официального сайта копании EATON по ссылке: http://www.eaton.ru/EatonRU/ProductsServices/Electrical/Circuit_Protecti...

     Защита от перенапряжения класс 1 и 2 (класс В и С).

Главный распределительный щит класс 1 (класс B)
TN-C сеть (4 провода) TN-S сеть (5 проводов)

3 x SPI-35/440 4 x SPI-35/440
Распределительный щит класс 2 (класс С)
TN-C сеть (4 провода) TN-S сеть (5 проводов)

SPC-S-20/280/3 SPC-S-20/280/4
Главный распределительный щит класс 1+2 (класс B+C)
TN-C сеть (4 провода) TN-S сеть (5 проводов)

SPBT12-280/3  SP-B+C/3 SPBT12-280/4  SP-B+C/3+1

 

SPI

     Ограничители тока молнии класс 1.

     Благодаря электронному пуску при использовании SPI со следующим за ним ограничителем класса 2 с максимальным рабочим напряжением 460 В АС нет необходимости в использовании ни отделяющего отрезка проводки, ни отделяющей индуктивности.

SPC-S

     Модульные ограничители перенапряжения класс 2 (2-х, 3-х, 4-х полюсные) с соединительными шинами и заменяемыми модулями в комплекте.

     Позволяет подключить блок вспомогательных контактов SPC –S-HK для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.

SP-B+C/3 и SP-B+C/3+1

     Комплект ограничителя тока молнии класса 1 и ограничителя перенапряжения класса 2 с соединительными шинами предназначен для защиты объектов в сетях TN-C и TN-S/TT.

     Рекомендуется для объектов с установленной внешней защитой от удара молнии (громоотводом) и объектов, которые питаются воздушной линией.

     Позволяет экономить пространство в распределительном щите - не нужно использовать отделяющую индуктивность.

     В состав комплекта для сетей TN-S/TT (3+1) входят суммирующий разрядник SPI-100/NPE и соединительный модуль SPB-D-125.

          

SPB-D-125

 

     Соединительный модуль служит для упрощения соединения ограничителей тока молнии класс 1. Ширина - 1 полюс. Номинальный ток (In) 125 A.

 
Z-D63

 

     Соединительный модуль служит для упрощения соединения ограничителей перенапряжения класс 2. Ширина - 1 полюс. Номинальный ток (In) 63 A.

SPC-S-HK

 

     Блок вспомогательных контактов (1 переключающийся) для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя SPC-S, SPD-S.

SPBT12-280

     Комбинированный ограничитель перенапряжения класса 1+2.

     Исключают необходимость использовать отделяющую индуктивность, что позволяет экономить пространство в распределительном щите (две ступени ограничителей встроены в один модуль) и значительно увеличивают передаваемую мощность распределительной сети (In распределительной сети уже не зависит от In oтделяющей индуктивности).

     Рекомендуется для объектов, питаемых подземным кабелем

     Позволяет подключить блок вспомогательных контактов ASAUXSC-SPM для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.

SPCT2

     Модульные ограничители перенапряжения класс 2 (2-х, 3-х, 4-х полюсные) с соединительными шинами и заменяемыми модулями в комплекте.

     Позволяет подключить блок вспомогательных контактов ASAUXSC-SPM для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.

ASLTT-63

     Соединительный модуль служит для упрощения соединения ограничителей перенапряжения класс 2. Ширина - 1 полюс. Номинальный ток (In) 63 A.

ASAUXSC-SPM

     Блок вспомогательных контактов (1 NO + 1 NC) для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя перенапряжения SPCT2.

SPPT2PA

 

     Ограничители перенапряжения класс 2 со заменяемыми модулями для фотогальванических панелей.

     Защита от перенапряжения класс 3 (класс D).

SPD-S

     Модульные ограничители перенапряжения класс 3 с соединительными шинами и заменяемыми модулями в комплекте предназначен для монтажа на DIN-рейку.

     Нет необходимости в использовании отделяющей индуктивности при несоблюдении рекомендуемого расстояния от ограничителя перенапряжения класса 2.

     Позволяет подключить блок вспомогательных контактов SPC –S-HK для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.

     Максимальный добавочный предохранитель 63 A gL/автоматический выключатель C 63А.

Eaton Protection Box



 

      - Розеточные модули с ограничителем перенапряжения.

      - Панель питания с ограничителем перенапряжения.

Eaton Protection Strip

     Панель питания с ограничителем перенапряжения.

Примеры от компании EATON использования ограничителей перенапряжения.

     К - Кабельное соединение
     Г - ГРЩ
     П - Распределительный щит
     Э - Этажный щит
     1 - Ограничители перенапряжения тип 1 SPI-35/440
     2 - Ограничители перенапряжения тип 1+2 SPBT12-280...
     3 - Ограничители перенапряжения тип 1+2 SP-B+C...
     4 - Ограничители перенапряжения тип 2 SPCT2-280...
     5 - Ограничители перенапряжения тип 3 SPDT3-335-1+NPE

Здание без молниезащиты запитано от воздушной линии.

Здание без молниезащиты запитано от воздушной линии

     Рекомендуется применение ограничителя перенапряжения типа 1+2 (класс В+С) SPBT12-280... в щите.

Здание с выполненной молнезащитой запитано от кабельной линии.

Здание с выполненной молнезащитой запитано от кабельной линии

     Рекомендуется применение ограничителя перенапряжения типа 1+2 (класс В+С) SPBT12-280... в ГРЩ.

Здание одноэтажное, без молниезащиты запитано от ТП кабелем длиной на около 300 метров.

Здание одноэтажное, без молниезащиты запитано от ТП кабелем длиной на около 300 метров

     Рекомендуется применение ограничителя перенапряжения типа 2 (класс С) SPСТ2-280... или типа 1+2 (класс В+С) SPBT12-280... в щите.

Здание без молниезащиты запитано от кабельной линии. Наружный щит питает освещение развлекательной площадки.

Здание без молниезащиты запитано от кабельной линии. Наружный щит питает освещение развлекательной площадки

     Рекомендуется применение ограничителя перенапряжения типа 1 (класс В) SPI-35/440 в области кабельного соединения, типа 2 (класс С) SPCT2-280... в ГРЩ и типа 1+2 (класс В+С) SP-B+C/3... в щите.

Многоэтажное здание с выполненной молниезащитой запитано от кабельной линии.

​Многоэтажное здание с выполненной молниезащитой запитано от кабельной линии

     Рекомендуется применение ограничителя перенапряжения типа 1+2 (класс В+С) SP-B+С/3... в ГРЩ, типа 2 (класс С) SPCT2-280/... в щитах. В точках питания электронных приборов (компьютеры) тип 3 (класс D).

Промышленно-сервисное здание запитано от кабельной линии.

Промышленно-сервисное здание запитано от кабельной линии

     Рекомендуется применение ограничителя перенапряжения типа 1+2 (класс В+С) SP-B+С/3... в ГРЩ, типа 2 (класс С) SPCT2-280/... в щитах. В точках питания электронных приборов (компьютеры) тип 3 (класс D) SPD-S-1+1.​