Импульсными источниками перенапряжений, вызывающих повреждения электрооборудования, являются:
- Прямой удар молнии (ПУМ) (в объект/ молниеприемник/ питающую ВЛ) представляет наибольшую опасность, поскольку может стать причиной пожаров, взрывов, механических разрушений и поражения людей.
- Разряды молнии вблизи объекта или занесенные в объект через протяженные КЛ/ металлические коммуникации − индуктированные перенапряжения. Хотя перенапряжения и импульсные токи вследствие таких ударов менее высокие, чем связанные с прямыми ударами, они случаются значительно чаще;
- Переходные процессы на питающей подстанции (коммутации силового оборудования).
Большинство зданий, сооружений и их внутреннее оборудование так или иначе объединены между собой – кабельными коммуникациями, водопроводными трубами, через систему заземления и т.д. Поэтому молния и связанные с ней электромагнитные поля оказывают сильное влияние не только на электрооборудование пораженного объекта, но и на оборудование, размещенное поблизости.
По результатам регистраций известно, что максимальные значения токов молнии могут составлять 200-300 кА, однако средние значения составляют величины порядка 30 кА.
Прямые измерения показывают, что с вероятностью 50% ток молнии не меньше 30 кА, у 5% молний (сильные молнии) он превосходит 80 кА и у тех же 5% (слабые молнии) меньше 15 кА. Молний с током 100 кА фиксируется меньше 2%, а молнии с током 200 кА настолько редки, что их вероятность оценивается только очень приблизительно.
Так при ударе молнии с током 30 кА в здание с сопротивлением 4 Ома, на здание наводится опасный потенциал в 120 000 В. Никакое оборудование не выдержит таких перенапряжений, поэтому для защиты внутреннего оборудования здания необходимы специальные устройства защиты от импульсных перенапряжений – УЗИП.
РАСЧЁТ ВЕЛИЧИНЫ НАВЕДЕННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В НИЗКОВОЛЬТНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ:
Под влиянием изменения электромагнитных полей во время удара молнии во всех видах воздушных линий возникают перенапряжения даже на значительном расстоянии от разряда молнии. Возможные наведённые перенапряжения согласно ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011 можно вычислить по следующей формуле:
Таким образом, при ударе молнии в 30 кА в объект или землю на расстоянии 100 м от воздушной линии высотой 5 м над землей, потенциал воздушной линии будет превышать 45 000 В. Далее часть этого перенапряжения по питающей линии попадает в здание и повреждает изоляцию внутреннего оборудования, тем самым, выводя его из строя.
В следующей статье поговорим о принципах выбора параметров УЗИП и о том, как правильно выбрать УЗИП класса I.