Современные промышленные объекты используют мощное оборудование, надёжность и эффективность которого зависят от качества электронных компонентов. Важным аспектом является защита от перенапряжений, включающая устройства для автоматизации, управления, регулировки и мониторинга напряжения, а также защиты от молний и переходных процессов.
Важность защиты от перенапряжений
Современные технологические комплексы оснащены микропроцессорными системами, очень чувствительными к изменениям напряжения. Защита таких систем критически важна для всех промышленных объектов, так как отсутствие должной защиты может привести к повреждению оборудования, дорогостоящим простоям и ремонтам.
Причины и методы защиты от перенапряжений
Основные причины сбоев в работе оборудования включают скачки напряжения, вызванные молниевыми и электростатическими разрядами, а также замыкания и коммутационные процессы в электросети. Эффективная защита достигается с помощью систем уравнивания потенциалов и различных защитных устройств, снижающих перенапряжения на всех участках электрической цепи.
Классификация систем защиты
Системы защиты от перенапряжений классифицируются по уровню поглощаемого напряжения на три основных класса:
- Первый класс (УЗИП класса В): Защита от ударов молнии. Устанавливается на вводно-распределительных устройствах и воздушных вводах электросетей в здание. Номинальный разрядный ток составляет 30-60 кА, а уровень напряжения защиты не превышает 4 кВ.
- Второй класс (УЗИП класса С): Защита от коммутационных перенапряжений и удалённых ударов молнии. Устанавливаются в распределительных щитках. Номинальный разрядный ток — 20-40 кА, уровень напряжения защиты — до 2,5 кВ.
- Третий класс (УЗИП класса D): Защита от импульсных перенапряжений, вызванных остаточными скачками напряжения и асимметричным распределением энергии. Эти устройства подключаются непосредственно к сетевым портам оборудования. Номинальный разрядный ток составляет 5-20 кА, а уровень напряжения защиты не превышает 1,5 кВ.
Все устройства УЗИП делятся на два типа с различной конструкцией и принципом действия:
Разрядники вентильного и искрового типа:
- Используют эффект искрового промежутка.
- Содержат воздушный зазор для соединения фаз с заземлением.
- При номинальном уровне напряжения цепь разорвана. Перенапряжение вызывает пробой воздушной прослойки и замыкание цепи для отвода импульса высокого напряжения.
- Вентильный разрядник оснащается резистором для поглощения импульса.
- Применяются в высоконагруженных сетях на производственных объектах.
Ограничители перенапряжения:
- Более современные и технологичные, основаны на варисторах.
- Оксид цинка в варисторе практически не проводит ток при номинальном напряжении. При пиковых перенапряжениях избыточное напряжение уходит через варистор, а в основной цепи ток снижается до нормального значения.
- При нормализации напряжения варистор снова теряет проводимость и не влияет на цепь.
- Недостаток: ограниченный срок службы и длительный срок "перезарядки" из-за системы тепловой защиты.
Для надёжной защиты электрической сети рекомендуется создавать многоуровневую (трёхступенчатую) систему защиты из УЗИП разных классов. При этом важно, чтобы мощность каждой ступени соответствовала максимальному току, протекающему через них, и чтобы расстояние между ступенями было не менее 10 метров по кабелю электропитания.
Другие устройства для защиты от перенапряжений
Устройства защитного отключения (УЗО). Обеспечивают отключение электроэнергии в случае утечки тока.
Датчики превышения напряжения:. Специально разработаны для защиты от перенапряжений и работают совместно с УЗО.
Заключение
Защита от перенапряжений — критически важный аспект эксплуатации высокомощного оборудования на промышленных предприятиях. Правильный выбор и установка защитных устройств, создание эффективной системы заземления и регулярное техническое обслуживание гарантируют стабильную работу систем и безопасность производственных процессов.