Рекомендации по применению ограничителей импульсных перенапряжений в низковольтных сетях 380/220 В

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В НИЗКОВОЛЬТНЫХ СЕТЯХ 380/220 В

Возникновение импульсных перенапряжений и помех, вызываемых  электромагнитными воздействиями (грозовыми, коммутационными, радиочастотными и др.) на  низковольтные  сети,  приводит не только к выходу из строя электроустановок, кабелей, распределительных щитов, но также и к повреждению оконечного оборудования и сбоям в его работе. Это связано, в первую очередь, с насыщенностью современных зданий и сооружений информационной, телекоммуникационной и др. цифровой техникой, имеющей очень низкий уровень защиты от импульсных перенапряжений и помех. Все это вызывает необходимость проведения соответствующих защитных мероприятий.

В настоящее время в России существуют следующие нормативные документы,  устанавливающие и регламентирующие вопросы применения устройств защиты электроустановок и электронного оборудования от импульсных перенапряжений и помех:

- Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122-87).

- ПУЭ (7-е изд., п.7.1.22)

- серия ГОСТ Р 50571 (МЭК 60364) "ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ЗДАНИЙ"

- серия ГОСТ P 51317 (МЭК 61000) "СОВМЕСТИМОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ"

В настоящее время ряд документов находятся в стадии разработки и в ближайшее время выйдут в свет. Большинство из них разрабатываются на основе стандартов и рекомендаций Международной Электротехнической Комиссии (МЭК).

В соответствии с требованием п.7.1.22 ПУЭ (7-го издания) при воздушном вводе в здание  должны устанавливаться ограничители импульсных перенапряжений.

ГОСТ Р 50571.19-2000 (МЭК 60364-4-443-95), введенный в действие с 1.01.2002 г., предписывает установку ограничителей для защиты электроустановок от импульсных перенапряжений в случаях, когда установка питается от воздушной линии или включает в себя наружный провод при числе грозовых дней в году более 25. Уровень защитного устройства при этом должен быть не выше, чем уровень перенапряжения категории II, приведенной в табл. 44B  ГОСТ Р 50571.19, то есть 1,5 кВ для однофазной сети 220 В и 2,5 кВ для трехфазной сети 380 В.

Наиболее продуманным и отвечающим современным требованиям документом в области защиты от импульсных грозовых перенапряжений в настоящее время является разработанная МЭК зоновая концепция защиты. Основные положения этой концепции приведены в стандартах МЭК-1024-1 (1990-03) "Защита сооружений от ударов молнии. Часть 1. Общие принципы" и МЭК 1312-1 (1995-02) "Защита от электромагнитного импульса молнии. Часть 1. Общие принципы". Суть данной концепции заключается в том, что объект, подлежащий молниезащите (защите от перенапряжений), разбивается на три условных зоны. Предусматривается последовательное снижение уровня перенапряжений от зоны 0 к зоне 1 и далее к зоне 2, в которой устанавливается оборудование. Границей зоны 0 и зоны 1 служит внешний контур заземления и стены здания. Для систем электропитания границей этих зон является вводный щит здания. Границей зон 1 и 2, как правило, является распределительный или этажный щиток.

Большое значение имеют экранирующие свойства зданий и сооружений, длины и расположение кабелей, взаимное расположение оборудования и, в первую очередь, правильно выполненные системы заземления и выравнивания потенциалов. Во время проведения проектных и монтажных работ, а также эксплуатации объекта  при проведении мероприятий по защите от импульсных перенапряжений нельзя рассматривать различные типы оборудования, различные системы и коммуникации отдельно друг от друга.

Опыт эксплуатации электроустановок, электронного и телекоммуникационного оборудования показывает, что без применения специальных защитных устройств (ограничителей импульсных перенапряжения) невозможна надёжная эксплуатация устройств электропитания. Возможный ущерб, причиняемый  выходом оборудования из строя или нарушением его нормальной работы, в связи с воздействием импульсных перенапряжений и помех,  в десятки и даже сотни раз превышает стоимость проведения необходимых мер по защите объекта.

ЗАО "ХАКЕЛЬ РОС" предлагает использовать для защиты электроустановок от импульсных перенапряжений и помех, в соответствии с зоновой концепцией МЭК, устройства защиты, в состав которых входят грозоразрядники, ограничители перенапряжения и ВЧ фильтры. Ограничители перенапряжений в промышленном исполнении выпускаются ЗАО "ХАКЕЛЬ РОС", в исполнении для промышленных, офисных, жилых помещений и других объектов, изготавливаются компанией HAKEL (Чехия) или производятся по технологии указанной компании.

Все защитные  устройств компании HAKEL применяются в соответствии с зоновой концепцией молниезащиты (МЭК-1024-1, МЭК-1312-1), категорией импульсного выдерживаемого перенапряжения (ГОСТ 50517.19) и классифицируются  по  стандарту МЭК 1643-1. В зависимости от места установки и способности пропускать через себя различные импульсные токи, устройства защиты от перенапряжений делятся на три класса или ступени (I,II,III). Использование защитных устройств HAKEL, в соответствии с вышеперечисленными стандартами, показано на рисунке 1.

Рисунок 1

1. Применение ограничителей импульсных перенапряжений фирмы HAKEL (Чехия)

1.1. Применение ограничителей импульсных перенапряжений при воздушном вводе в здание

Особенностью воздушного ввода является возможность появления на вводных линиях импульсных токов прямого удара молнии (импульс 10/350) достигающих значений 50 кА(импульс 10/350). Для эффективной защиты объектов, использующих  воздушный ввод и имеющих в своем составе электрооборудование и электронную технику,  рекомендуется устанавливать несколько ступеней защиты от импульсных перенапряжений:

I ступень - мощные грозоразрядники серии HAKELSTORM (HS45, HS55, HS100), устанавливаемые во вводном щите. Грозоразрядники этой серии обеспечивают  уровень защиты - 2,5 - 4 кВ, что соотвествует категориям IV и III  по ГОСТ Р  50571.19.

II ступень - ограничители перенапряжений серии PIII, SPU, устанавливаемые после I ступени  во вводной щит или в распределительный (этажный) щит. При совместной установке во вводной щит  грозоразрядников I ступени и ограничителей перенапряжений II ступени для координации их срабатывания, между ними устанавливаются разделительные индуктивности серии PI-L, выбираемые, исходя из значений рабочих токов нагрузки. Ограничители перенапряжений этих серий обеспечивают уровень защиты - 0,8 - 2 кВ, что соответствует категории II по ГОСТ Р  50571.19.

III ступень - комбинированные устройства серии PI-k, PI-3k, включающие в себя ограничители перенапряжений и ВЧ фильтры, или ограничители перенапряжений серии P-3k, Pk, устанавливаемые в распределительных (этажных) или квартирных щитках . Кроме того, в том случае, если расстояние от защищаемого оборудования до щитка, в котором установлены устройства III ступени, превышает 10 метров, непосредственно перед оборудованием рекомендуется устанавливать дополнительные ограничители перенапряжений III ступени, например, серий ZS, HTV, PI-p. Комбинированные устройства и ограничители перенапряжений этих серий обеспечивают уровень защиты - 0,8 - 1,9 кВ, что соответствует категории I и II по ГОСТ Р  50571.19.

Рис. 2 Использование трехступенчатой защиты от перенапряжений при воздушном вводе 380/220 В в объект, имеющий компактную распределительную сеть* TN- S

I + II ступень защиты

Вводной щит

III ступень защиты