E-mail:
Пароль:
Регистрация | забыли пароль? |
0
E-mail: *
Пароль: *
Введен неверный логин или пароль.
Идет отправка данных!
Пожалуйста подождите.
Тип: *

Зарегистрируйтесь сейчас и получите доступ к уникальным материалам сайта + бонус: записи тематических вебинаров!


ФИО: *
Род деятельности: *
Email: *
Тел: *
 
Обновить
Введите текст с картинки *
Идет отправка данных!
Пожалуйста подождите.
E-mail: *
Для задания нового пароля проверьте свой email.

Для чего нужны УЗИПы

Третий вебинар из серии "Заземление и молниезащита: вопросы и проблемы, возникающие при проектировании"

(прошёл 03 сентября 2014 в 11:00 по МСК)

Пусть вопрос не покажется вам риторическим, хотя уже сама аббревиатура названия устройства показывает, что оно предназначено для защиты от импульсных перенапряжений. Фирмы-производители пытаются внушить мысль, что все проектирование внутренней молниезащиты должно сводиться к правильной расстановке УЗИП в цепях объекта, нуждающихся в защите от грозовых перенапряжений. В итоге число таких устройств в современном техническом сооружении может доходить до нескольких тысяч. Для бизнеса молниезащитных фирм это совсем неплохо, а в отношении защищаемого объекта ответ не столь однозначный. Любой УЗИП включается в электрическую цепь, исполняющую вполне определенные технологические функции. При большом числе таких устройств надежность функционирования электрической цепи начинает определяться надежностью УЗИП, далеко не абсолютной. Вряд ли это допустимо.

Установку УЗИП нужно рассматривать как крайнюю меру защиты от электромагнитных наводок. Их целесообразно применять, когда полностью исчерпаны возможности ограничения электромагнитных воздействий молнии за счет рациональной установки молниеотводов, эффективного отвода в землю молниевого тока по системе токоотводов, рациональной трассировки наземных и подземных электрических цепей объекта, в первую очередь, - цепей микроэлектроники. Очень важную функцию выполняет электромагнитное экранирование особо ответственных цепей.

Правильный выбор УЗИП далеко не всегда представляется простой задачей. Каталог УЗИП современной активно работающей фирмы как правило представляет собой многостраничный том большого формата. Нужно уметь правильно оценивать основные параметры защитного устройства и его совместимость с защищаемой электрической цепью. Не последнюю роль играет и конструктивное исполнение. На современных технических объектах УЗИП приходится монтировать во взрывоопасных помещениях, в условиях воздействия агрессивных химических средств, при больших давлениях окружающей среды. Все это необходимо учитывать проектировщику.

Оперативный контроль текущего состояния УЗИП тоже становится предметом самостоятельного рассмотрения, особенно при большой площади размещения защищаемого объекта и при большом числе защитных элементов в его электрических цепях. Для этой цели сегодня предлагаются специальные автоматические системы. Важно оценить целесообразность их применения, поскольку материальные затраты здесь предполагаются немалые.

 

Рекомендуется просмотр с качеством "1080p" в полноэкранном режиме.



Текст вебинара. Страница 1

Быстрая навигация по слайдам:

Страница 1:

1. Для чего нужны УЗИПы
2. ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011
3. УЗИП — средство защиты от грозовых перенапряжений на крайний случай
4. Физический механизм грозовых перенапряжений, резистивная составляющая
5. Физический механизм грозовых перенапряжений, ЭДС, индуцированная магнитным полем молнии
6. Средства ограничения перенапряжений
7. Трассировка электрических цепей
8. Пространственная ориентировка электрических цепей
9. Безопасный транспорт в землю тока молнии
10. Сканирование магнитного поля по диагонали здания

Страница 2: >>

11. Помехообразующий ток идёт по экрану
12. Помехообразующий ток идёт вне экрана
13. Принцип действия УЗИП
14. Физическая основа
15. Зоны защиты электрических и электронных систем от вторичных воздействий молнии
16. Выбор УЗИП для конкретной электрической цепи
17. Основные параметры УЗИП
18. Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение для различных категорий перенапряжений
19. Перечень параметров для выбора устройств защиты от импульсных перенапряжений
20. Расчет импульсного тока молнии через УЗИПы
21. Проблема параллельной работы УЗИП

Страница 3: >>

22. Варистор или искровой разрядник
23. Особенности монтажа УЗИП
24. Особенности монтажа устройств защиты от импульсных перенапряжений
25. Контроль состояния УЗИП
26. Блок вопросов и ответов

Примерное время чтения: 1 час 15 минут

Для чего нужны УЗИПы

Для чего нужны УЗИПы

 

Здравствуйте, дорогие коллеги, похоже, что у нас начался новый учебный год. Во всяком случае, последние две недели своего отпуска я занимался тем, что пытался представить себе сколько-нибудь встроенную систему, правила использования УЗИПов в электрических цепях низкого напряжения. И откровенно говоря, настроение, когда я приехал на этот семинар, может быть не самое лучшее, но вот в каком отношении. Потому что первое, что я сделал - это посмотрел (так, не понимаю), что говорит на этот счет нормативный документ.


ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011

ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011

 

В будущем ГОСТ Р, в 2011 году, который представляет собой перевод на русский язык стандарты Международной Электротехнической Комиссии и использование УЗИПов в сетях низкого напряжения. Я прочитал этот ГОСТ от корки до корки несколько раз и выявил одну единственную вещь: слов там очень много, но принцип этого документа – это такой: обговорить принципы и ничего больше. Кроме принципов и речь из этого документа, проектировщик практически ничего не может. О каких принципах то можно говорить? Дело заключается в том, что принципы расчета цепи с убытками – это обычные методы теории электрических цепей и ничего неожиданного здесь найти нельзя. И придумать больше, откровенно говоря, ничего нельзя. Я думал, что может быть этот ГОСТ даст какие-то оборудования, который можно использовать сегодня на компьютере и на технике - ничего подобного. Слова, в этом документе ничего кроме слов нет. Стало быть, что предлагают разные фирмы? Разные фирмы расхваливают, естественно свои УЗИПы, говорят, что УЗИПы - это счастье. Возьмем два электрика, потому что они ограничивают все, что надо и все, что не надо. А когда и как можно и нужно применять УЗИПы – об этом ничего толком найти было нельзя. И тогда я решился на то, на что надо было решаться. Я решил, что изложу свою точку зрения на всю эту проблему. Но так как я ее понимаю. Вполне может быть, что со мной могут не согласиться, вполне может быть, что я никаких Америк здесь не открываю, и эта точка зрения поддерживается многими. Но, во всяком случае, я хочу рассказать вам, как я чувствую эту проблему и что для меня УЗИПы?


УЗИП — средство защиты от грозовых перенапряжений на крайний случай

УЗИП — средство защиты от грозовых перенапряжений на крайний случай

 

Так вот, для меня УЗИПы – это вот какая вещь: для меня УЗИП – это самое крайнее средство защиты от грозовых перенапряжений тех линий, о которых говорим мы с вами. Линиями напряжения 220 – 380 Вольт. В моих представлениях – это, примерно, знаете, как в сказках: дают в пузырьках лекарство и говорят: накапаешь три капли – человек выздоровеет, накапаешь десять – умрет. По моим представлениям к УЗИПам надо относиться вот каким образом: это средство, которое можно и нужно применять, только в том случае, когда все другие средства исчерпаны. Почему? Объяснение очень простое. УЗИП ставится в электрическую цепь.
Он становится элементом этой цепи и, если таких УЗИПов поставлено много (например, как показано здесь на рисунке внизу). Когда их количество доходит до многих десятков, а иногда и до сотен, а иногда и до тысячи? То надежность цепи в целом, нафаршированная УЗИПами становится очень сильно зависимой от того, какова надежность этих УЗИПов, а УЗИП – это нормальный электротехнический элемент, у него есть срок службы, он может деградировать, как написано в стандарте, то есть менять свои характеристики, и тогда электрическая цепь может оказаться совсем иной. Она не будет выполнять свою главную функцию, из-за того, что ее надежность может быть снижена УЗИПом.


Физический механизм грозовых перенапряжений, резистивная составляющая

 

Давайте посмотрим, о каких перенапряжениях вообще может идти речь в сетях низкого напряжения. Природа этих перенапряжений двоякая. Первая – ток молнии течет через какое-то сопротивление и тогда на этом сопротивлении возникает падение напряжения. Оно возникает на сопротивление на самом, она возникает в индуктивности электрической цепи. И эти два компонента могут привести к тому, что величина этого перенапряжения оказывается очень большой. Например, если я буду рассчитывать на третий уровень молниезащиты и оперировать током 100 кило Ампер, то сопротивление заземление в 10 Ом – это очень низкое сопротивление заземления для молниеотводов. У меня перенапряжение поднимется до 1000 кВ, только на сопротивление заземления. А если добавить сюда еще падение напряжения на индуктивной составляющей, то эта величина может, примерно, удвоиться. Если ток частично попадает в линию (вот так, например) через подземный кабель, то в этом случае величина перенапряжения, конечно, будет меньше. Но все-таки эта величина будет находиться на уровне десятков киловольт. И наконец, если ток течет по оболочке кабеля, так как это показано здесь внизу (совершенно неудобно). Не движется у меня стрелка, не знаю. Ладно, Бог с ней, с этой стрелкой. Если ток будет течь по оболочке кабеля, то перенапряжения будут возникать за счет сопротивления оболочки. И в этом случае величина перенапряжения, хоть и окажется очень небольшой. Например, она будет на уровне десятка киловольт, но тем не менее, это будут перенапряжения, которые намного больше, чем изоляция сопротивления кабеля. Первые составляющие перенапряжения, связанные с распространением тока молнии.


Физический механизм грозовых перенапряжений, ЭДС, индуцированная магнитным полем молнии

 

Это величина, с которой всегда приходится считаться. Вторая величина, составляющая перенапряжения связана с магнитным полем молнии. Если ток течет где-то по каналу молнии или ток течет по молниеотводу, ток течет по заземлителю, если ток течет по токоотводу. Неважно где он течет, но важна следующая вещь: что магнитное поле, которое будет пронизывать любой контур в этом случае, становится с источником перенапряжения. Здесь на рисунке слева показан контур, который находится около токоотвода, по которому течет ток молнии. В этом случае величина перенапряжений, который здесь возникает в контуре, площадью скажем в один квадратный метр, составляет, примерно, 3,5 - 4 киловольта. Если ток течет по токоотводу, а рядом стоит, например, человек, то напряжение между контуром и этим человеком может достигать десятков киловольт, при условии, что расстояние между литьем тока и человеком, где-то на уровне метра. Наконец, если ток течет оп токоотводу, а рядом находится очень узкая петля из двух проводов, как это показано на рисунке здесь внизу, то в этом случае перенапряжение находится тоже, примерно, на уровне одного киловольта. То есть в любом случае, в каком бы вы не находились, вам придется использовать средства ограничений перенапряжений. Так вот, прежде чем говорить о том, возьмете вы или не возьмете заземляющее устройство, возьмете или не возьмет УЗИП, подумайте сначала вот о чем: а какие другие средства ограничения перенапряжений у вас есть?


Средства ограничения перенапряжений

 

Эти средства ограничения перенапряжения, которые я перечислили, они сводятся вот к чему: во-первых, нужно правильно сделать трассировку надземных и поземных электрических цепей. Нужно проложить электрическую цепь таким образом, чтобы у вас напряжение при растекании тока молнии были минимальными. Во-вторых, вам нужно обеспечить наиболее безопасную транспортировку тока молнии от точки ударов к земле по токоотводам и это средство, как я вам дальше покажу, оказывается весьма эффективным. Наконец третий момент; вам надо экранировать электрические цепи. Эта экранировка в ряде случаев оказывается чрезвычайно эффективной. И наконец, если все эти средства исчерпаны, а перенапряжения все-таки достаточно большие, тогда стоит подумать о том, чтобы применить УЗИП.


Трассировка электрических цепей

 

Давайте посмотрим, что можно достичь средствами без УЗИПов, для того, чтобы минимизировать их количество. Я понимаю, что может быть меня не одобрят те фирмы, которые рекламируют УЗИПы, он давайте будем интересоваться в первую очередь безопасностью электрической цепи, о которой отодвинуть подземные коммуникации, как можно дальше от заземлителей молниеотводов. Здесь на рисунке слева строится потенциал по отношению к потенциалу молниеотвода. Даже на расстоянии где-нибудь 15 метров - это напряжение еще где-то на уровне 20 % от сопротивления заземления молниеотводов. Что такое 20 % ? Если у вас 10 ОМ, если у вас ток течет 100 кА, значит на расстоянии 15 метров от молниеотводов у вас 20 % от 1000 киловольт - это будет 200 киловольт. Это высокое напряжение, то есть нужно кабель оттащить по возможности, как можно дальше от заземлителя молниеотвода. Но на сколько оттаскивать? На какие нормы здесь можно ориентироваться? Откровенно говоря, я не нашел в этом отношении никаких нормативов, кроме тех, которые предложены Федеральной Сетевой Компанией. В Федеральной Сетевой Компании говорится, что если расстояние между заземлителем молниеотвода и кабелем представляет собой какую-то длину, то порывы ветра каждой длины приходится по 300 киловольт. Откуда взялась эта цифра 300 киловольт на метр, честно говоря, я не знаю. Но подозреваю, что эту цифру получили в маленьких лабораторных промежутках. Что говорит Федеральный документ Федеральной Сетевой Компании дальше? Если у вас пробой будет идти не внутри грунта, а по его поверхности, то в этом случае, у вас вместо 300 кВ (пропала связь). Серьезно занимался пробоями по поверхности грунта.
Справа, я вам привожу картинку, на которой показано, как идет пробой по поверхности грунта, когда протекает ток 75 кА. Эти эксперименты проведены в Институте Экспериментальной Физики. Каналы искровые по поверхности, смотрите, имеют длину 30 м. Если взять 100 кВ на метр, который написан в ФСК, то тогда у вас требуется для такого канала - 30 помножить на 100 будет 3000 кВ, 3 000 000 В. На самом деле напряжение, которое было в этом эксперименте всего 400 кВ. Как привести в соответствие фактические данные и существующие в настоящее время нормативы, я не очень хорошо понимаю. Но понимаю я следующую вещь: что веб- семинар по заземлениям в грунте нужно обязательно провести. я предлагаю, если у вас не будет возражений, обязательно следующий семинар посвятить процессам в грунте.
Но во всяко случае, если, вы будете выполнять простую меру и этой простой меры будет возможно удаление кабелей подземных от заземлителей молниеотводов и вообще от заземлителей, вы добьетесь вполне неплохого эффекта.


Пространственная ориентировка электрических цепей

 

Теперь о пространственной ориентации электрической цепи. Пространственная ориентация электрических цепей, она связана вот с чем: если у вас контур, который наводится (ЭДС) проверено пути тока и перпендикулярно пути тока, у вас расчёты происходят оп принципиально разным математическим выражениям. В результате этого перенапряжение при параллельном расположении контура, получаются намного больше, чем при взаимно перпендикулярном. Это вполне очевидное явление и для того, чтобы почувствовать цифры, я вам привожу такой пример: длина проводника 20 м, расстояние от контура 2 м. И в этом случае, если вы вместо параллельного соединения цепи, сделаете ее перпендикулярно, то вы снизите перенапряжение ровно на два порядка величины, в 100 раз. Стоит это? Безусловно, стоит. И если это возможно, это обязательно надо выполнить.


Безопасный транспорт в землю тока молнии

 

Третий момент. Третий момент - страшно важный для практики. Дело в том, что, распределяя ток молнии по большому количеству токоотводов, вы очень сильно снижаете величину магнитного поля во внутреннем объеме здания, которым вы занимаетесь. Я привожу вам два примера. Первый пример - просто идеальная ситуация. Представьте себе, что у вас здание круговой формы. Если у вас здание круговой формы, то увеличивая число токоотводов, вы можете снизить магнитное поле во внутреннем объеме практически до нуля. Вопрос - а сколько допускается? Я снова не нашел нигде цифры, кроме как в Федеральной Сетевой Компании. Федеральная Сетевая Компания считает допустимым в своих зданиях 300 Ам на метр - напряженность магнитного поля. Эта самая красненькая линия показывает, чему это будет соответствовать. Это буде соответствовать тому, что у вас электрическая цепь будет располагаться на расстоянии от токоотвода где-нибудь на уровне 2 м или дальше. Сделать такие условия, не представляет никакой проблемы, потому что даже 10 токоотводов обеспечивают такую штуку.


Сканирование магнитного поля по диагонали здания

 

Если вы перейдете от идеально кругового здания к зданию практической формы, например, прямоугольной, то у вас магнитное поле будет распределяться в зависимости от числа токоотводов, очень сложным методом. Но все-таки на рисунке справа, я вижу вот какую вещь: я вижу, что если количество токоотводов у меня будет находиться, скажем до, шагом идти скажем - 10 м, то где-то на расстоянии на 1,5 м от этого токоотвода, поле будет меньше чем 300 Ам на метр, который считается допустимым. Иными словами, если вы начнете увеличивать количество токоотводов и это количество токоотводов у вас будет больше десятка. (Наконец, мне сделали стрелку, нет все-равно она не идет). Если количество токоотводов будут идти шагом в 10 м или меньше, а шаг 10 м рекомендован для первого уровня молниезащиты, то у вас напряженность электрического поля окажется ниже той, которая рекомендована нормативными документами, и вы (я вполне надеюсь) обойдетесь безо всякого УЗИПа.


 

Следующая страница >>
слайды с 11 по 21

 


Полезные материалы для проектировщиков:

 

Добавить комментарий

    Редактирование комментария доступно только в течение
    1 часа после публикации. Все свои комментарии Вы можете просмотреть в Личном кабинете.