Πώς να προστατευτείτε από την υπέρταση

Ο σύγχρονος ηλεκτρικός εξοπλισμός πρέπει να λαμβάνει ηλεκτρική ενέργεια με ορισμένες παραμέτρους με αξιόπιστο και ασφαλή τρόπο.

Η πολιτισμένη ανάπτυξη της κοινωνίας κάνει τους ανθρώπους να εξαρτώνται περισσότερο από διάφορες ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές, των οποίων η αντίσταση στην τυχαία αύξηση της τάσης δεν είναι μεγάλη.

Κύμα σε ένα ηλεκτρικό προϊόν (συσκευή) — μια τάση μεταξύ δύο σημείων ενός ηλεκτρικού προϊόντος (συσκευής), η τιμή της οποίας υπερβαίνει την υψηλότερη τιμή της τάσης λειτουργίας. (GOST 18311-80).

Η υπέρταση μπορεί να προκληθεί από:

• ενεργοποίηση και απενεργοποίηση καταναλωτών υψηλής ισχύος, ιδιαίτερα χωρητικών ή επαγωγικών.

• ατμοσφαιρική εκκένωση απευθείας στο ηλεκτρικό δίκτυο τροφοδοσίας της εγκατάστασης ή κοντά στην εγκατάσταση (ατμοσφαιρική υπέρταση).

• διείσδυση κυμάτων από άλλο εξοπλισμό (για παράδειγμα, σωλήνες νερού) στην ηλεκτρική καλωδίωση.

• ηλεκτροστατική εκφόρτιση μεταξύ συσκευών.

Σε περίπτωση άμεσου κεραυνού στο δίκτυο τροφοδοσίας ή έμμεσα μέσω επαγωγής, υπέρταση σε ορισμένα καλώδια μέσα στο σπίτι μπορεί να φτάσει σε επίπεδο από πολλά kV έως αρκετές δεκάδες kV και η αντίσταση υπερτάσεων των σύγχρονων ηλεκτρονικών συσκευών δεν υπερβαίνει το 1,5 kV.

Τα υπάρχοντα τεχνικά πρότυπα επιβάλλουν τη χρήση συστημάτων αντικεραυνικής προστασίας στις κατασκευές. Το ευρωπαϊκό πρότυπο 1EC 664A χωρίζει την ηλεκτρική καλωδίωση σε τέσσερις κατηγορίες υπέρτασης: IV, III, II και I (Εικ. 1).

Κάθε μία από αυτές τις κατηγορίες αντιστοιχεί σε ένα ορισμένο επίπεδο απαιτούμενης παλμικής αντίστασης μόνωσης (σε kV). Αυτό ισχύει τόσο για τα καλώδια όσο και για τις συνδεδεμένες ηλεκτρικές συσκευές.

Διαχωρισμός της ηλεκτρικής καλωδίωσης σε κατηγορίες υπέρτασης

Κατηγορία IV — ισχύει για συσκευές που βρίσκονται στο πρώτο τμήμα της καλωδίωσης: καλώδια ρεύματος στις κύριες πλακέτες, για τις οποίες η αντίσταση κρουσμάτων της μόνωσης πρέπει να είναι τουλάχιστον 6 kV (λόγω του άμεσου κινδύνου ατμοσφαιρικής υπέρτασης ή άλλων τύπων υπέρτασης ).

Κατηγορία III — ισχύει για συσκευές και μέρη ηλεκτρικής καλωδίωσης (π.χ. συνδέσεις) που απειλούνται: ατμοσφαιρική υπέρταση μειώνεται από διακόπτες υπέρτασης (τύπου Α) που είναι εγκατεστημένοι στο πρώτο τμήμα της καλωδίωσης. Προστατευμένοι καταναλωτές ενέργειας ETITEC D — υπέρταση από την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ηλεκτρικών συσκευών υψηλής ισχύος.

Κατηγορία II - ισχύει για συσκευές που τροφοδοτούνται από πίνακες διανομής που εκτίθενται στον κίνδυνο ατμοσφαιρικών υπερτάσεων, μειωμένοι από τραυματισμούς πυρκαγιάς από συσκευές ανάγνωσης τύπου Β.

Κατηγορία I. — αναφέρεται σε εκείνα τα μέρη της καλωδίωσης στα οποία το επίπεδο υπέρτασης προσδιορίζεται από απαγωγείς τύπου C.

Οι ιδιοκτήτες πολύτιμου εξοπλισμού (π.χ. πληροφοριακός εξοπλισμός) θα πρέπει να γνωρίζουν τον κίνδυνο υπέρτασης και να λαμβάνουν προφυλάξεις.

Οι περιοριστές τάσης βαρίστορ ETITEC είναι αρθρωτές συσκευές που προστατεύουν την ηλεκτρική καλωδίωση από τις επιπτώσεις των υπερτάσεων, τόσο ατμοσφαιρικών όσο και λόγω ενεργοποίησης-απενεργοποίησης.

Το πιο σημαντικό στοιχείο του περιοριστή είναι ένα βαρίστορ. Το βαρίστορ είναι ένας ρεοστάτης ταμπλέτας κατασκευασμένος από οξείδιο ψευδαργύρου (ZnO), ένα κράμα μετάλλου-κεραμικού του οποίου η αντίσταση είναι μη γραμμική και εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τάση στους ακροδέκτες του. Έχει πολύ υψηλή αντίσταση για χαμηλή (περίπου 275V) ονομαστική τάση και πολύ μικρή για τάση της τάξης πολλών δεκάδων kV.

Κατά την κανονική λειτουργία του περιοριστή, το στοιχείο βαρίστορ βρίσκεται συνεχώς υπό τάση στο δίκτυο. Λόγω της προαναφερθείσας υψηλής αντίστασης για χαμηλή τάση, το ρεύμα που διαρρέει το βαρίστορ (που ονομάζεται ρεύμα διαρροής) είναι πολύ μικρό (όχι περισσότερο από 0,5 mA). Η προστατευτική δραστηριότητα αυτού του στοιχείου συνίσταται στη διέλευση του ρεύματος εκφόρτισης στο έδαφος αφού φτάσει μια τάση στους ακροδέκτες του ίση με την τάση ανάφλεξής του.

Ο χρόνος που απαιτείται για να δράσει ο περιοριστής από τη στιγμή που εφαρμόζεται η τάση ανάφλεξης είναι αρκετές δεκάδες νανοδευτερόλεπτα. Ο σύντομος χρόνος απόκρισης των απαγωγέων βαρίστορ είναι ένα πλεονέκτημα σε σχέση με τα κενά σπινθήρα. Μετά την ενεργοποίηση και τη διέλευση της εκφόρτισης, το βαρίστορ περιοριστή ρεύματος για πολύ σύντομο χρόνο επιστροφής ανεβαίνει σε μονωτική κατάσταση, εμποδίζοντας τη ροή του επόμενου ρεύματος.

Τα στοιχεία βαρίστορ επιτρέπουν την παράλληλη σύνδεση προκειμένου να αυξηθεί η χωρητικότητα ρεύματος φορτίου των συνολικών περιοριστών, που είναι επίσης το κύριο πλεονέκτημά τους.Κάθε περιοριστής έχει μια θερμική ασφάλεια, η οποία σε περίπτωση υπέρβασης του επιτρεπόμενου ρεύματος που ρέει κατά την κανονική λειτουργία, απενεργοποιεί το βαρίστορ, δημιουργώντας ένα ανοιχτό κύκλωμα στο ηλεκτρικό κύκλωμα στο οποίο λειτουργεί.

Ταξινόμηση απαγωγέων υπερτάσεων ETITEC

Σύμφωνα με το VDE 0675, οι περιοριστές τάσης βαρίστορ ETITEC χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες, ανάλογα με τη λειτουργία και τον τόπο εγκατάστασης, καθώς και το απαιτούμενο επίπεδο προστασίας:

• A — περιοριστής με σφιγκτήρα για γραμμή (καλώδιο) χωρίς μόνωση.

• B — περιοριστής με διπλό σφιγκτήρα, διάσπαση μόνωσης και στις δύο πλευρές — έως 95 mm2.

• C — περιοριστής με γραμμικό σφιγκτήρα σε αγωγούς με μόνωση AsXSn μήκους 16 mm2 — 200 mm.

• D — απαγωγέας με διπλό σφιγκτήρα, διάσπαση μόνωσης στη μία πλευρά — έως 95 mm2.

• E — περιοριστής χωρίς βραχίονα, μπουλόνι με σπείρωμα M8.

Ομάδα A — ETITEC A. Οι περιοριστές αυτής της ομάδας έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν συσκευές και δίκτυα χαμηλής τάσης από υπέρταση που προκύπτει από τη διείσδυση εκκενώσεων σε αντικείμενα που βρίσκονται κοντά σε εναέριες γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας ή απευθείας στη γραμμή σε μεγάλη απόσταση από τον τόπο εγκατάστασης αυτούς τους περιοριστές.

Οι περιοριστές εγκαθίστανται σύμφωνα με τα σχετικά πρότυπα εκτός των τοποθεσιών — σε στύλους, ειδικά σε σημεία όπου η εναέρια γραμμή διέρχεται στη γραμμή καλωδίου και η τάση ώθησης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 6 kV. περισσότερα από 10 mm2 (Cu) και 16 mm2 (AI), και αυτά τα τμήματα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά.

Οι διακόπτες κυκλώματος που είναι εγκατεστημένοι σε γραμμές συνιστάται να τοποθετούνται στα σημεία γείωσης του αγωγού PE ή του ουδέτερου αγωγού γείωσης — PEN.Σε άλλες περιπτώσεις, πρέπει να φτιάξετε μια γείωση στην οποία πρέπει να συνδέσετε το καλώδιο PE ή PEN στο οποίο είναι συνδεδεμένος ο σφιγκτήρας γείωσης του απαγωγέα. Ηλεκτρική αντίσταση οι υπερτάσεις δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερες από 10 ohms.

Ομάδα B — ETITEC B. Οι περιοριστές ομάδας Β είναι το πρώτο στάδιο προστασίας μέσα στο κτίριο. Έχουν σχεδιαστεί για να περιορίζουν τις υπερτάσεις που προκύπτουν από:

• εκκένωση ρευμάτων κατά τη διάρκεια μιας άμεσης κεραυνού σε ένα αντικείμενο.

• κοντά σε ηλεκτροπληξία ή άμεσο σοκ στη γραμμή τροφοδοσίας του αντικειμένου — αέρας ή καλώδιο — χαμηλή τάση.

• επαγωγή ατμοσφαιρικής υπέρτασης.

Το κύριο καθήκον τους είναι να περιορίσουν τις υπερτάσεις στο επίπεδο της αντίστασης μόνωσης των δεκτών μέχρι την τάση κρούσης — 4 kV, καθώς και την εκφόρτιση στο ηλεκτρόδιο γείωσης της ηλεκτρικής ενέργειας που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια ενός άμεσου κεραυνού στο δίκτυο τροφοδοσίας. Όταν χρησιμοποιούνται απαγωγείς ETITEC B, δεν χρειάζονται προστατευτικά διαστήματα - Οι απαγωγείς Varistor, κατά τη διάρκεια της διέλευσης μεγάλου ρεύματος (σβήνοντας το κρουστικό κύμα), δεν οδηγούν σε υπερτάσεις τόξου, όπως συμβαίνει με τα μπουζί.

Ομάδα C — ETITEC C. Το κύριο καθήκον των προστατευτικών της ομάδας C (δεύτερο στάδιο προστασίας) είναι να μειώσουν την υπέρταση που διέρχεται από τους περιοριστές της ομάδας Β, η τιμή της οποίας εξακολουθεί να είναι υψηλή για τις προστατευμένες συσκευές.

Οι περιοριστές πρέπει να συνδέονται σε πίνακες διανομής στους χώρους διανομής της ηλεκτρικής καλωδίωσης. Μπορούν επίσης να συνδεθούν στον κόμβο ή στον κεντρικό πίνακα (ως πρώτο στάδιο προστασίας) σε εγκαταστάσεις όπου δεν απαιτείται προστασία δύο σταδίων, π.χ.Το επιτρεπόμενο επίπεδο υπέρτασης που μπορεί να αντέξει τη μόνωση των δεκτών στην περιοχή σύνδεσης του περιοριστή ETITEC C δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2,5 kV.

Αυτός ο τύπος απαγωγέα προορίζεται κυρίως για εγκαταστάσεις όπου απαιτείται χαμηλό ρεύμα (περίπου 0,3 mA) μέσω του απαγωγέα σε ονομαστική τάση Άγνωστο ρεύμα διαρροής.

Ομάδα D — ETITEC D. Οι διακόπτες κυκλώματος ομάδας D είναι σχεδιασμένοι για προστασία ακριβείας των καταναλωτών που είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι σε υπερτάσεις βραχυκυκλώματος και των οποίων η αντίσταση μόνωσης δεν υπερβαίνει το 1,5 kV. Χρειάζονται επίσης για την προστασία των συσκευών σε περίπτωση που η απόσταση μεταξύ του περιοριστή της ομάδας C και του δέκτη είναι πολύ μεγάλη (πάνω από 15 μέτρα).

Οι απαγωγείς ομάδας D πρέπει να συνεργάζονται με τους απαγωγείς ομάδας Β και Γ μαζί σε ένα σύστημα προστασίας πολλαπλών επιπέδων και να είναι κατάλληλοι για τοποθέτηση σε δίαυλο TN35 (δίαυλος DIN).

Απαγωγείς υπερτάσεων Varistor σχεδιασμένοι για μακροχρόνια σέρβις — χωρίς συντήρηση. Υπό ονομαστικές συνθήκες, η διάρκεια των περιοριστών ορίζεται σε 200 χιλιάδες ώρες και κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου μπορούν να ενεργοποιηθούν αμέτρητες φορές.

Στους περιοριστές έχουν προστεθεί στοιχεία για απομακρυσμένη σηματοδότηση αστοχίας στοιχείου βαρίστορ ως αποτέλεσμα υπέρτασης κατά την υπέρβαση ορισμένων ονομαστικών τιμών. Η δυνατότητα αφαίρεσης της στοίβας βαρίστορ από τη βάση του απαγωγέα είναι ένα πλεονέκτημα αυτών των απαγωγέων έναντι των κλειδωμένων.