Edifício residencial privado da Electrosafe e chalé. Parte 4. Proteção contra sobretensão

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Edifício residencial privado da Electrosafe e chalé. Parte 3. Proteção contra raios

Apesar da possibilidade teórica de surgir sobretensões pulsadas com uma amplitude de dezenas de quilovolts no sistema de alimentação de 0,4 kV, o valor REAL da amplitude é limitado pela força de impulso do isolamento de equipamentos elétricos.

A resistência de isolamento por impulso de equipamentos elétricos com uma tensão nominal de 230/400 volts é definida pela norma e é tomada em 6 kV. Com base nisso, é improvável o aparecimento de tensões superiores a 6 kV em circuitos elétricos (o aparecimento de amplitudes acima de 6 kV é possível de acordo com cientistas russos apenas em 10% dos casos).

Com base nisso, TODOS os equipamentos elétricos de até 1000 volts foram divididos em 4 categorias (para sistemas trifásicos de 230/400 volts):

- categoria 4 - este equipamento pode suportar uma tensão de impulso de 6 kV (contadores de eletricidade, máquinas automáticas, pára-raios, etc.),

- Categoria 3 - este equipamento pode suportar tensão de pico de 4 kV (tomadas, interruptores, motores elétricos, quadros de distribuição, fiação, fogões elétricos, etc.),

- Categoria 2 - este equipamento pode suportar tensão de sobretensão de 2,5 kV (este equipamento está conectado a tomadas (eletrodomésticos, ferramentas elétricas portáteis etc.),

- Categoria 1 - este equipamento pode suportar uma tensão de pico não superior a 1,5 kV (equipamento contendo dispositivos semicondutores e / ou microcircuitos).

Agora vamos resumir alguns dos resultados intermediários:

1. A sobretensão de impulso da rede de fornecimento de energia acima de 6 kV não nos ameaça.

2. Como o medidor elétrico, as máquinas automáticas e os pára-raios pertencem a 4 categorias, não há necessidade de protegê-los da tensão de pico.

3. Tudo o que se segue ao parágrafo 2 deve ser protegido contra eles. sobretensão, se necessário.

SPD.

Agora que entendemos a essência do problema, fica claro como lidar com ele. A principal coisa que precisamos fazer é reduzir a tensão de pulso de 6 kV, se aparecer, para 1,5 kV seguro. Para esses fins, servem SPD - dispositivo de proteção contra surtos (limitador).

No início de seu desenvolvimento, os DOCUP foram feitos separadamente para cada categoria, para limitadores de categoria 3 - classe I, para limitadores de categoria 2 - classe II, para limitadores de categoria I - classe III.

Após o medidor elétrico e a máquina, que não precisava de proteção, foi instalado um limitador de classe I, que cortou a tensão de 6 kV a 4 kV (1 estágio de proteção). Ao longo da fonte de alimentação, foi instalado um limitador de classe II, que cortou a tensão fornecida a ele de 4 kV do limitador de classe I - até 2,5 kV (2 estágios de proteção). Então, novamente durante a fonte de alimentação, foi instalado um limitador de classe III, que cortou a tensão fornecida a partir do limitador de classe II de -2,5 kV a 1,5 kV (nível de proteção 3).

O leitor observador perguntará - por que tais dificuldades - pode ser imediatamente limitado a eles.A tensão é de 6 kV aos 1,5 kV necessários? Corro para agradá-lo - com o desenvolvimento da tecnologia isso se tornou possível. Agora Disponível DOCUP universais que combinam, em um caso, limitadores das classes I, II e III, classes I e II, classes II e III. Nesse sentido, não é necessário observar as distâncias mínimas necessárias (5 a 20 metros) entre SPDs separados ou, em vez disso, instalar bobinas entre eles que simulem essas distâncias.

A seguir, algumas palavras sobre nossos padrões. Aqui está um trecho da Circular Técnica nº 30 de 2012

CIRCULARES DO CIRCULAR TÉCNICO DA ASSOCIAÇÃO DE ROSELECTROMONTAZH Nº 30/2012 “SOBRE A EXECUÇÃO DA PROTEÇÃO ILUMINADA E ATERRAMENTO DE TENSÃO E TENSÃO ATÉ 1 kV”

- A instalação dos SPDs do assinante é de natureza consultiva e pode ser instalada na filial do assinante e diretamente no consumidor.

- A instalação de SPDs de assinante sem a instalação de SPDs na linha e na subestação do transformador não é permitida.

- Em redes com tensão de 380/220 V (400/230 V), um SPD com tensão nominal de até 450 V é usado para proteger linhas, um SPD com tensão nominal de até 280 V é usado para proteger filiais monofásicas de assinantes.

- A presença de aterramento e um potencial sistema de equalização para o consumidor são obrigatórios.

Ou seja, primeiro, se decidimos proteger nossa casa com a ajuda de um SPD, é necessário garantir que os SPDs sejam instalados em linhas aéreas e subestações de transformadores. Em segundo lugar, você deve ter um dispositivo de aterramento.

MINHA NOTA à Seção 3 da Circular. Devido ao fato de que é possível uma tensão de até 380 volts em uma ramificação monofásica da casa em situações de emergência, é necessário um SPD com tensão nominal acima de 380 volts (se a linha aérea for feita com fios separados).

Para não ficar confuso com tudo isso, a seguir apresentei o algoritmo de tomada de decisão para instalar o e-SPD em nossa casa:

Se tudo isso ocorrer no seu caso (ou seja, todas as condições necessárias forem atendidas), você poderá começar a trabalhar para proteger a casa contra sobretensão (já começando por outras normas).

A seguir, vamos ver como um SPD de 1 cl. proteção.

Fig. 1. Dispositivos de proteção do SPD classe 1 em caso de pulso de sobretensão proveniente da linha aérea e de um raio direto

A figura acima mostra que o pulso de sobretensão veio através de um fio de fase da linha aérea para a nossa casa. Se for superior a 4 kV, o pára-raios é acionado e uma parte da corrente flui para o solo através do nosso dispositivo de aterramento, e a outra parte flui para o fio PEN, que é aterrado novamente na linha aérea e conectado ao transformador com um neutro aterrado do transformador. Na figura abaixo, é visto que, com um relâmpago direto em nosso terminal aéreo, 50% da corrente de raio flui através de nosso dispositivo de aterramento, e a outra metade da corrente de raio se espalha igualmente entre os condutores de fase e neutros. Com base nisso, escolha um SPD.

Os raios raramente têm uma intensidade de corrente superior a 100 kA; portanto, nos cálculos, a corrente de raios é calculada para esse valor. Então, 50 kA em nosso exemplo foram para o nosso dispositivo de aterramento. Os 50 kA restantes, quando acionados pelo nosso SPD, serão distribuídos igualmente entre os fios L e PEN, ou seja, nosso SPD deve ser classificado para uma corrente de pelo menos 25 kA.

Sobre a linha aérea ((VL).

Torna-se claro que, se a linha de cima estiver em um estado deplorável (as inclinações de aterramento estão podres, cortadas etc.), então, não encontrando o caminho para o chão, uma corrente de raios entrará diretamente em nossa casa e causará muitos problemas. Assim, é necessário conhecer bem o seu OHL e, se houver alguma dúvida sobre sua confiabilidade, é necessário equipar pelo menos o polo do qual sua casa é alimentada, ou seja, aterrar o fio nesse polo, conectar o gancho (pino) no qual o isolador está conectado. seu fio de fase e, se o suporte for de concreto armado, então seu reforço. Feito isso, você terá, por assim dizer, 1 linha de defesa já na abordagem da casa. 2ª linha de defesa - é a instalação de DOCUP na entrada da casa (1, 2 e 3 classes).

Nota Muitos agora fazem a ramificação para o fio de entrada SIP. Se estiver conectado a uma linha aérea de "baixa qualidade", com PUM na linha aérea, é possível uma quebra do isolamento SIP, ou seja, é necessário fazer essa ramificação com fios separados afastados um do outro (ou tomar medidas de proteção adicionais).

No VLI (ou seja, VL fabricado por fios isolados autoportantes - SIP), a situação já será diferente. O PUM (raio direto) em um fio de fase isolado é praticamente irreal e apenas um pulso de sobretensão induzido é possível nesse fio, causado por uma queda de raio próxima ou por comutação. Para proteger o isolamento do VLI, os operadores de rede já são forçados a monitorar cuidadosamente os pára-raios, etc. para que a linha esteja em boas condições.

Que conclusão pode ser tirada do que foi dito? Se a linha aérea estiver em más condições, é necessário “equipar” o pilar do qual nossa casa é alimentada e instalar um pára-raios poderoso na entrada da casa, projetado para desviar a corrente elétrica de 50-100 kA (com uma forma atual de 10/350 μs).

Se nossa casa for alimentada por VLI, o bastão poderá ser deixado sozinho e o pára-raios poderá ser instalado de maneira mais simples (com uma forma de corrente de 8/20 μs e uma corrente de 6 a 10 kA).

Agora considere a mesma opção, mas a casa também está equipada.

Se a casa for alimentada por VLI (ou VL dos quais temos certeza), o SPD para o 1º estágio de proteção deverá ser selecionado com base na distribuição da corrente de raios durante o PUM no terminal aéreo (conforme descrito acima). Se a casa é alimentada por uma linha aérea, da qual não temos certeza, é necessário prosseguir do PUM para o fio da fase aérea.

Fig. 2. Selecione SPD para o primeiro estágio de proteção (clique na imagem para ampliar).

Na próxima parte, consideraremos os esquemas de comutação SPD para os sistemas TN-C-S e TT, como selecioná-los, montá-los e onde colocar tudo, levando em consideração as especificidades de uma casa particular e sua fonte de alimentação a partir de linhas aéreas, bem como a presença ou ausência de proteção externa contra raios.

Continuação do artigo: Electrosafe casa e chalé particulares. Parte 4 (final). Exemplos de seleção do SPD

Mironov S.I.