Защита от перенапряжений и молниезащита

Защита от перенапряжений и молниезащита

Средства защиты от импульсных перенапряжений защищают установки и электроприборы от слишком высоких пиков напряжения, вызываемых коммутационными процессами или ударом молнии. Концепция эффективной молниезащиты предусматривает разделение на внутреннюю и наружную системы молниезащиты. Блоки питания и линии передачи данных и сигналов вашего оборудования нуждаются в защите. Для внутренней молниезащиты рекомендуем использовать надежное УЗИП одной из предлагаемых нами серий.

лінійка продукції

Типи перенапруги

Перенапруги виникають, наприклад, внаслідок комутаційних операцій чи ударів блискавки

Типи перенапруги

В електричних і електронних системах можуть виникати різні види перенапруги. Залежно від причини, перенапруга може тривати кілька сотень мікросекунд (перехідна перенапруга), але може тривати й кілька годин або днів (тимчасова перенапруга). Перенапруги з дуже високою амплітудою в кіловольтному діапазоні зазвичай є перехідними, тобто мають порівняно коротку тривалість від декількох мікросекунд до декількох сотень мікросекунд.

Частою причиною перехідної перенапруги із високою амплітудою є удари блискавки. Крім високої амплітуди напруги, прямі й непрямі удари можуть призвести до особливо високих, а іноді й довготривалих потоків струму, наслідки яких можуть бути дуже серйозними. Дослідження показали, що удари блискавки в радіусі до двох кілометрів можуть привести до значного пошкодження електрообладнання та установок. Прямі удари блискавки викликають утворення в об’єкті так званих струмів блискавки. Струми блискавки з особливо високим вмістом енергії можуть навіть призвести до пожеж, механічних руйнувань і вибухів у безпосередній близькості до місця удару, не обладнаного засобами блискавкозахисту. Навіть на великій відстані удари можуть привести до пожеж, якщо відсутній захист від перенапруги.

Перенапруги виникають також у результаті комутаційних операцій, наприклад, під час увімкнення та вимкнення великих двигунів або внаслідок короткого замикання. Навіть незначна перенапруга може привести до суттєвих несправностей і дефектів електронних компонентів і пристроїв.

Захист від перенапруги за допомогою внутрішнього й зовнішнього блискавкозахисту

Захист від перенапруги за допомогою блискавкозахисту

Захист від перенапруги за допомогою внутрішнього й зовнішнього блискавкозахисту

Зовнішній блискавкозахист захищає споруду від руйнування. Він складається з уловлювальних пристроїв, системи розрядників (разом називаються також блискавковідводами) і системи заземлення і безпечно відводить струм блискавки в землю, не створюючи небезпеки для людей. Будівля, дах і зовнішні стіни якої виконані з залізобетону й металу, стає кліткою Фарадея. Крім захисту від руйнування, така схема забезпечує ефект екранування, що знижує індуктивні зв’язки всередині будівлі. Внутрішній блискавкозахист захищає електричні та електронні прилади та системи від надмірної напруги та відповідних пошкоджень, викликаних перенапругою. Внутрішня система блискавкозахисту складається з системи вирівнювання потенціалів і електричної ізоляції, яка діє завдяки дотриманню достатньої відстані від зовнішньої системи блискавкозахисту. Блискавкозахисне вирівнювання потенціалів дає змогу уникнути небезпечних різниць потенціалів і з’єднує між собою всі електропровідні частини. Це здійснюється за допомогою провідників зрівнювання потенціалів, розділювальних іскрових розрядників та розрядників для захисту від перенапруги. Активні провідники інтегровані в систему вирівнювання потенціалів через пристрої захисту від перенапруги, які забезпечують вирівнювання потенціалів в разі виникнення перехідної перенапруги і забезпечують захист від руйнування.

Принцип схеми та концепції захисту

Принцип схеми та концепції захисту

Принцип схеми та концепції захисту

Концепцію захисту від блискавок і перенапруги потрібно спланувати так, щоб були захищені всі лінії, пристрої та системи.

Принцип схеми захисту можна досить просто проілюструвати:
проведіть уявне коло навколо об’єкта, який потребує захисту. В усіх точках, де коло перетинають проводи, необхідно встановити пристрої захисту від перенапруги. Завдяки цьому зона всередині захисного кола є безпечною та надійно захищеною від перенапруги, що передається проводами.

Під час проектування концепції захисту беріть до уваги такі сфери застосування:

  • Електричне живлення
  • Технології КВП
  • Інформаційні технології
  • Передавачі та приймачі

Ефективне захисне коло допомагає забезпечити повний захист від перенапруги.

Концепція захисних зон і зон блискавкозахисту

Місця встановлення пристроїв захисту від перенапруги всередині будівлі визначаються так званою концепцією зон блискавкозахисту, описаною в частині 4 стандарту про захист від блискавки IEC 62305 [4]. Концепція розділяє будівлю на зони блискавкозахисту (lightning protection zone, LPZ), ззовні до середини зі зменшенням рівня небезпеки. Це означає, що в зовнішніх зонах можна використовувати лише нечутливе обладнання, тоді як у внутрішніх зонах можна застосовувати також чутливе обладнання.

Окремі зони мають такі характеристики та назви:
LPZ 0A: незахищена зона поза будівлею, де можливі прямі удари блискавки. Небезпеки та пошкодження можуть бути викликані безпосереднім зв’язком струмів блискавки з провідниками та незгасним магнітним полем розрядів блискавки.

LPZ 0B: Зона поза будівлею, яка захищена від прямих ударів блискавки, наприклад, за допомогою вловлювального пристрою. Небезпеки та пошкодження можуть бути викликані незгасним магнітним полем розрядів блискавки та індукованими імпульсними струмами на провідниках.

LPZ 1: Зона всередині будівлі, у якій ще можливі високі енергетичні перенапруги або струми розряду та сильні електромагнітні поля.

LPZ 2: Зона всередині будівлі, у якій можливі вже суттєво знижені перенапруги або струми розряду та електромагнітні поля.

LPZ 3: Зона всередині будівлі, у якій можливі лише дуже незначні чи взагалі відсутні перенапруги або струми розряду, а також дуже слабкі чи взагалі відсутні електромагнітні поля.

Чотири класи блискавкозахисту згідно з IEC 62305-1 з відповідними мінімальними та максимальними значеннями амплітуди струму блискавки

Чотири класи блискавкозахисту згідно з IEC 62305-1 з відповідними мінімальними та максимальними значеннями амплітуди струму блискавки

Класи блискавкозахисту

За нормативною класифікацією системи блискавкозахисту поділяються на класи від I до IV. Вони базуються на наборі значень параметрів струмів блискавки з урахуванням ймовірності того, що відповідні максимальні й мінімальні номінальні виміряні значення не будуть перевищені в разі природної блискавки і що блискавка може бути безпечно розряджена. Клас захисту від блискавки I відповідає найвищим номінальним значенням і найвищій ймовірності вловлювання. Значення відповідно зменшуються до класу блискавкозахисту IV.

Стандарти захисту від перенапруги

Стандарти захисту від перенапруги

Яких стандартів потрібно дотримуватись для захисту від перенапруги?

Національні та міжнародні стандарти задають орієнтири, коли йдеться про розробку концепції блискавкозахисту і захисту від перенапруги, а також компонування окремих захисних пристроїв. Вони варіюються залежно від регіону та сфери застосування. Загальним для них усіх є стандарт про захист від блискавки IEC 62305. У ньому описуються заходи захисту від розрядів блискавки та детально аналізуються ризики, пов’язані з необхідністю, масштабом і економічною ефективністю концепції захисту.

Сфери застосування захисту від перенапруги

Використання розрядника для захисту від перенапруги

Використання розрядника для захисту від перенапруги

Захист від перенапруги для системи електричного живлення
Наші пристрої захисту від перенапруги типу 1+2, типу 2 або типу 3 ефективно захищають ваше електронне обладнання. Від блоку живлення до кінцевого пристрою: ми пропонуємо зручні, готові до встановлення рішення для всіх сфер застосування.

Технології КВП
У застосуваннях технології КВП здійснюються активація та контроль великої кількості датчиків сигналів. Наші пристрої захисту запобігають відмовим і пошкодженням, пов’язаним із перенапругою, і пропонують оптимальне рішення для будь-яких застосувань.

Інформаційні технології
Інтерфейси даних особливо чутливі до перенапруги, оскільки вони працюють з низьким рівнем сигналу і високими частотами. Використовуйте у своїх ІТ-системах наш захист від перенапруги для передачі даних без перешкод із постійною пропускною здатністю.

Захист передавачів і приймачів
Передавачі та приймачі особливо чутливі до імпульсної перенапруги. Антенні кабелі великої довжини і самі антени безпосередньо піддаються атмосферним розрядам. На наші потужні коаксіальні пристрої захисту від перенапруги можна покластися.

Захист від перенапруги для фотоелектричних систем
Для оптимального захисту фотоелектричних установок від прямих ударів блискавок та перенапруги потрібні розподільні коробки для фотоелектричних установок. Наші готові до встановлення та негайного підключення розподільні коробки для фотоелектричних установок пропонують надійні системні рішення захисту інвертора безпосередньо перед входами постійного та змінного струму. При цьому всі перенапруги зовнішнього походження відводяться безпосередньо в землю.

Пристрої контролю та моніторингу
Компанія Phoenix Contact пропонує мобільний випробувальний пристрій для регулярної перевірки пристроїв захисту від перенапруги на працездатність відповідно до вимог стандарту IEC 62305. Завдяки таким профілактичним перевіркам можна запобігати відмовам машини.

Крім того, ми пропонуємо першу в світі інтелектуальну допоміжну систему для захисту від перенапруги в сегменті мережевого захисту, яка дає змогу здійснювати моніторинг систем в режимі реального часу. Система записує стан системи і визначає поточний стан (State of Health) пристрою захисту від перенапруги, тому можна запобігти збою на ранній стадії.

Розділювальний іскровий розрядник для відведення перенапруги
У разі виникнення протягом короткого часу високої напруги (наприклад, внаслідок удару блискавки) розділювальні іскрові розрядники з’єднують між собою металеві корпуси, які не можна постійно гальванічно з’єднувати під час роботи. Наприклад, захищайте чутливі ізоляційні фланці в трубопроводах від пробоїв і уникайте відмов, простоїв або витоків.