Мълниезащита – Предпазва ли ни от пренапрежение и повреди на оборудването и ел. инсталацията

Текст

Мълниезащитната инсталация (гръмоотвода) проектирана и изпълнена според действащите международни норми IEC 62305-3 и NFC 17-102 намалява риска от щети. Външната мълниезащита ни предпазва от пряко попадение на мълния, но не и от така нареченото вторично въздействие на мълнии.

Какво представлява вторичното въздействие на мълнии?

Вторичното въздействие на мълния се проявява, когато няма пряко попадение на мълния върху сграда или обект но са нанесени щети на оборудването, комуникационната техника и ел. инсталацията.

Вторичното въздействие от мълнии не е за подценяване – негативи за бизнеса дори фалит

Повреди в комуникационните и информационни системи на дадено предприятие, бизнес и офис сгради, държавни и общински учреждения, банки, бензиностанции, хотели, клиники и др. би довело до сериозни не само материални щети но и до загуба на ценна информация за клиенти, доставчици, резервации, трансфери, трансакции и др., което да доведе до сериозни негативи за дадения бизнес и дори до фалит.

Вследствие на глобалните климатични промени и зачестилата мълниеносна дейност, световната статистика отчита , че средната стойност на щетите от инцидентите, предизвикани от пренапрежения в електрическата мрежа, е около 13 000 €, а общите щети в електрическото оборудване са за 500 000 000 €.

Статистиките не трябва да ни стряскат, благодарение на тях получаваме ценна информация, която ако вземем предвид и предприемем мерки ще си спестим загуби и щети от няколкостотин лева по ремонт на домашния ни компютър, пералня, телевизор, ел. табла и друга техника в дома ни до хиляди и милиони левове при щети нанесени върху бизнеса ни.

Вторичното въздействие от мълния попаднала в близост до сградата, върху електрозахранващата мрежа или върху комуникационни кабели индуцира напрежение, което води до т.нар. „пренапрежение“. Именно то води до щети в оборудването, комуникационната техника и информационни системи. За щастие и този проблем е решим. Съществуват защити против пренапрежение – т.нар. „Аресторни защити или защитни устройства срещу пренапрежения“.

Какво е пренапрежение?

Пренапрежението е импулс или вълна напрежение, което се наслагва върху номиналното напрежение.

Например, монофазното напрежение на мрежата е 220 волта (V). Това е текущата стойност на напрежението. Ако се превърне в амплитуда, като се умножи действащото напрежение на √2, се получава 310 волта (V). Така че по време на пиковия скок напрежението може да достигне стойности до няколко хиляди волта. Продължителността на такава вълна не е много - само няколко милисекунди (ms).

Какви опасности носи пренапрежението?

Изолацията на електропровода (кабели и проводници) и различните електрически устройства, могат да издържат на определено ниво на напрежение. Ето една примерна таблица на диелектрична якост на някои електрически съоръжения.

Добави файлове

Галерия + Текст

Качи изображение

Оразмери

Изтрий

Алт. Текст:

Връзка:

Отваряне в:

Таблицата показва, че изолацията на повечето проводници и устройства може да поддържа до волта (V). По време на пренапрежение амплитудния скок на напрежението достига стойности от /до няколко хиляди волта.

Това води до повреда на изолацията и следователно повреда на електрическите уреди, електропроводите и опасност от пожар.
Ако електрическият уред е изключен от контакта, това го предпазва от пренапрежение. Но проводниците и кабелните линии са винаги под напрежение (контакти, ел. табла, системи за включване и изключване на производствени линии и др. ) и не са защитени от пренапрежение.

Таб. 1. Електрическа якост на изолацията на някои видове електрооборудване

Добави файлове

Текст

Пренапрежение – причини за възникване и видове

Пренапреженията са основно три вида:

- Атмосферни (мълния) пренапрежения

- Комутационни пренапрежения

- Електростатични пренапрежения

1. Атмосферни (мълния) пренапрежения

Атмосферните пренапрежения са свързани с природни явления, причинени от мълния (директно попадение на мълния, електромагнитно поле на мълния).

Мълнията генерира напрежение в милиони волта и с продължителност не повече от 1 (ms).

Според статистиката, 90% от мълниите са около 40-60 (кА) разряден ток. По-малко от 1% от мълниите имат 100 (кА) ток и нагоре.
Мълнията може да има пряко попадение в електрическата мрежа (въздушна линия) или в мълниеприемник както и отдалечено попадение на разстояние от 1500 метра, в които има високочестотни импулсни напрежения.

Добави файлове

Галерия + Текст

Качи изображение

Оразмери

Изтрий

Алт. Текст:

Връзка:

Отваряне в:

Фиг. 1. Атмосферно пренапрежение от пряко попадение на мълния върху мълниеприемник

Качи изображение

Оразмери

Изтрий

Алт. Текст:

Връзка:

Отваряне в:

Фиг. 2. Атмосферно пренапрежение от пряко попадение на мълния върху въздушна линия

Качи изображение

Оразмери

Изтрий

Алт. Текст:

Връзка:

Отваряне в:

Фиг. 3. Атмосферно пренапрежение от отдалечено попадение на мълния в дърво

Текст

2. Комутационни пренапрежения

Комутационните пренапрежения се случват при внезапна промяна в иначе стабилното състояние на електрическата мрежа. Това явление се нарича преходно. Импулсите и вълните при дадения вид пренапрежение имат висока честота от десетки до стотици (кХц), и стойността им достига до няколко хиляди волта като до голяма степен зависи от параметрите на електрическата верига (индуктивност, капацитет), скоростта на превключване на устройствата и текущата фаза на тока по време на комутация.

Причини за възникване на комутационни напрежения

►Включване или изключите от мрежата на мощни електродвигатели
►Активиране или деактивиране на трансформатори в мрежи с високо напрежение
►Активиране или деактивиране на мрежа от кондензаторни батерии

Например, при изключване от електрическата мрежа на малък трансформатор с мощност от 1 (KVA) може да възникне импулсно комутационно пренапрежение от 2000 волта (V), т.е. цялата съхранена в намотките на трансформатора енергия се освобождава в електрическата мрежа, което може да се отрази пагубно на функционирането на електрическото оборудване.

3. Електростатично пренапрежение

Електростатичните пренапрежения възникват при сухи условия от натрупване на електростатични заряди, които от своя страна създават силно електростатично поле. Те са най-непредвидими от всички видове пренапрежения.
Например, ако се ходи по килим или изкуствен мокет с диелектрични обувки, тогава се получава електростатчно зареждане до няколко хиляди волта. Ако се допрем до проводима структура (батерията, компютъра и др.) се освобождава електрически разряд (възниква токов удар) с продължителност от няколко наносекунди (NS). Електростатичното пренапрежение е най-опасно за електронни детайли и компоненти на електрически уреди и устройства.

Как да защитим дома си, офис или бизнес сгради, хотели и промишлени съоръжения срещу пренапрежение?

Основна цел на защитата от пренапрежения е да се намалят стойностите на пиковия скок на напрежението до нива, които да не застрашават оборудването.
Фактът, че дори когато е правилно проектирана и инсталирана мълниезащитна уредба мощността на импулсните разряди се отвеждат в земята, но една малка част се преразпределят по електропроводната мрежа и битовите комуникации на дома, сградата или промишления обект. Ето защо, за пълна защита от пренапрежение, трябва да бъдат изпълнени:
Повторно заземяване на проводниците на въздушната линия на PEN (VL)

Заземяване на всички куки и скоби и закрепващи елементи на въздушната линия
Изграждане на мълниезащитна инсталация
Отделно заземяване на веригата на мълниезащита, която трябва да бъдат свързани към основната заземителна уредба на дома, офиса, сградата
Изравняване на потенциалите (OSUP, PRSPs)
Степенна защита с помощта на специални устройства SPD (устройство за защита от пренапрежение), аресторни защити или защитни устройства срещу пренапрежения.

Автор: инж.Иво Иванов

Добави файлове