Защита от перенапряжений в электросетях: методы, устройства и расчет стоимости

Всегда существует вероятность того, что электрическая система может пострадать от ненормальных режимов работы, а именно — от резких скачков напряжения. В связи с этим при проектировании электросетей необходимо строго выполнять требования к релейной защите и автоматике. Подобные ненормальные режимы могут быть вызваны различными факторами: внезапным отключением тяжелой нагрузки, прямым ударом молнии или переходными процессами при коммутации мощного оборудования.

Услуги UkrSmeta

Чем можем помочь

Составляем сметы, проверяем расчеты подрядчиков и помогаем оформить строительную документацию без лишних переплат.

1

Сметные услуги

Профессиональная помощь инженера-сметчика: расчет, анализ и сопровождение сметной документации.

Подробнее

2

Составление смет

Рассчитаем стоимость строительных, ремонтных и монтажных работ с учетом объемов и материалов.

Подробнее

3

Проверка смет

Проверим смету подрядчика, выявим завышения, задвоенные объемы и скрытые расходы.

Подробнее

Посмотреть все услуги

Такие перенапряжения способны пробить изоляцию кабелей и вывести из строя дорогостоящую бытовую или промышленную технику. Хотя элементы энергосистемы проектируются с определенным запасом прочности, скачков напряжения следует избегать для обеспечения надежного и безопасного электроснабжения. Чтобы еще на этапе проектирования здания учесть все затраты на элементы защиты, рекомендуется заказать профессиональное составление сметы на строительство электросетей.

Импульсное перенапряжение: причины и последствия

Искажения в энергосистеме в основном имеют временный характер. Временное, или импульсное перенапряжение, определяется как внезапное повышение напряжения до величин, многократно превышающих номинальные, за доли секунды. Основными причинами таких явлений выступают атмосферные разряды (молнии) и коммутационные процессы на подстанциях. Также перенапряжения могут быть вызваны повреждением изоляции, замыканием на землю в системах с изолированной нейтралью или резонансом.

Коммутационные импульсы редко превышают двойное значение номинального напряжения, и обычно штатной изоляции оборудования достаточно для предотвращения аварий. Однако импульсы, возникающие вследствие удара молнии, колоссальны по своей амплитуде. Если защита от перенапряжений не предусмотрена проектом, существует огромная вероятность возникновения пожара и полного уничтожения электроники.

Основные методы защиты от импульсных перенапряжений

Для предотвращения разрушающего эффекта и отвода тока по пути минимального сопротивления в землю применяются три основных метода защиты:

• Экранное заземление (молниезащитная сетка).
• Грозозащитный трос.
• Разрядники и ограничители перенапряжения (ОПН/УЗИП).

Экранное заземление

Экранное заземление чаще всего используется на открытых распределительных устройствах (ОРУ) подстанций и плоских кровлях зданий. Это конструкция из сетки заземленных металлических проводников. Они должны быть правильно соединены с главным контуром заземления объекта. Эта система обеспечивает отвод прямого удара молнии в землю. Главный ее недостаток — отсутствие защиты оборудования от «блуждающей» волны перенапряжения, которая приходит по питающим линиям извне.

Грозозащитный трос

Этот метод аналогичен экранному заземлению, но применяется для защиты воздушных линий электропередач (ЛЭП). Трос натягивается над фазными проводами и надежно заземляется через каждую опору. Он принимает на себя прямые удары молнии, не позволяя разряду поразить токоведущие линии.

Разрядники и ограничители перенапряжения (ОПН)

Предыдущие методы защищают от прямого попадания, но не спасают от наведенных импульсов, распространяющихся по проводам к потребителю. Для этого необходима внутренняя молниезащита — разрядники или УЗИП. Это устройства, обеспечивающие мгновенный сброс избыточного потенциала на контур заземления.

Современные ограничители перенапряжения работают на основе нелинейных варисторов. Их принцип действия прост:

1. При нормальном напряжении сети сопротивление варистора огромно, устройство работает как изолятор.
2. При возникновении высоковольтного импульса сопротивление прибора мгновенно падает до долей Ома, открывая путь избыточному току в землю.
3. Как только импульс гасится, напряжение стабилизируется, и устройство восстанавливает свои изоляционные свойства.