Electrosafe edificio residencial privado y cabaña. Parte 4. Protección contra sobretensiones

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Electrosafe edificio residencial privado y casa de campo. Parte 3. Protección contra rayos

A pesar de la posibilidad teórica de la aparición de sobretensiones pulsadas con una amplitud de decenas de kilovoltios en el sistema de suministro de energía de 0.4 kV, el valor REAL de la amplitud está limitado por la fuerza de impulso del aislamiento de los equipos eléctricos.

La resistencia de aislamiento de impulso de los equipos eléctricos con un voltaje nominal de 230/400 voltios está establecida por el estándar y se toma igual a 6 kV. En base a esto, la aparición de voltajes superiores a 6 kV en circuitos eléctricos es improbable (la aparición de amplitudes superiores a 6 kV es posible según los científicos rusos solo en el 10% de los casos).

En base a esto, TODOS los equipos eléctricos de hasta 1000 voltios se dividieron en 4 categorías (para sistemas trifásicos de 230/400 voltios):

- Categoría 4: este equipo puede soportar un voltaje de impulso de 6 kV (medidores de electricidad, máquinas automáticas, descargadores, etc.),

- Categoría 3: este equipo puede soportar sobretensiones de 4 kV (enchufes, interruptores, motores eléctricos, tableros de distribución, cableado, estufas eléctricas, etc.),

- Categoría 2: este equipo puede soportar sobretensiones de 2,5 kV (este equipo está conectado a tomas de corriente (electrodomésticos, herramientas portátiles, etc.),

- Categoría 1: este equipo puede soportar una sobretensión de no más de 1,5 kV (equipo que contiene dispositivos semiconductores y / o microcircuitos).

Ahora resumamos algunos de los resultados intermedios:

1. La sobretensión de impulso de la red de suministro de energía por encima de 6 kV no nos amenaza.

2. Dado que el medidor eléctrico, las máquinas automáticas y los descargadores pertenecen a 4 categorías, no hay necesidad de protegerlos contra sobretensiones.

3. Todo lo que está después del párrafo 2 debe protegerse de ellos. sobretensión si es necesario.

SPD.

Ahora que entendemos la esencia del problema, queda claro cómo tratarlo. Lo principal que debemos hacer es reducir el voltaje del pulso de 6 kV, si aparece, a un valor seguro de 1.5 kV. Para estos fines sirven SPD - dispositivo de protección contra sobretensiones (limitador).

Al comienzo de su desarrollo, los SPD se hicieron por separado para cada categoría, para los limitadores de categoría 3 - clase I, para los limitadores de categoría 2 - clase II, para los limitadores de categoría I - clase III.

Después del medidor eléctrico y la máquina, que no necesitaban protección, se instaló un limitador de clase I, que cortó el voltaje de 6 kV a 4 kV (1 etapa de protección). Más adelante, a lo largo de la fuente de alimentación, se instaló un limitador de clase II, que corta el voltaje de 4 kV que se le suministra desde el limitador de clase I, hasta 2,5 kV (2 etapas de protección). Luego, nuevamente durante la fuente de alimentación, se instaló un limitador de clase III, que cortó el voltaje que se le suministró desde el limitador de clase II de -2.5 kV a 1.5 kV (nivel de protección 3).

El lector observador preguntará, ¿por qué tales dificultades? ¿Puede limitarse inmediatamente a ellas? ¿El voltaje es de 6 kV a los 1.5 kV requeridos? Me apresuro a complacerlo; con el desarrollo de la tecnología esto se ha hecho posible. Ahora disponible SPD universales que combinan en un caso los limitadores de las clases I, II y III, clases I y II, clases II y III. En este sentido, no hay necesidad de observar las distancias mínimas necesarias (5-20 metros) entre SPD separados o en su lugar instalar estranguladores entre ellos que simulen tales distancias.

A continuación, algunas palabras sobre nuestros estándares. Aquí hay un extracto de la Circular Técnica No. 30 para 2012

CIRCULARES DE LA ASOCIACIÓN ROSELECTROMONTAZH CIRCULAR TÉCNICO Nº 30/2012 "SOBRE LA EJECUCIÓN DE LA PROTECCIÓN CONTRA LA ILUMINACIÓN Y LA CONEXIÓN A TIERRA DEL VOLTAJE Y TENSIÓN DE HASTA 1 kV"

- La instalación de SPD de suscriptor es de naturaleza consultiva, y se pueden instalar tanto en la sucursal del suscriptor como directamente en el consumidor.

- No se permite la instalación de SPD de suscriptor sin instalar SPD en la línea y en la subestación transformadora.

- En redes con un voltaje de 380/220 V (400/230 V), se utiliza un SPD con un voltaje nominal de hasta 450 V para proteger las líneas, un SPD con un voltaje nominal de hasta 280 V para proteger las ramas monofásicas del suscriptor.

- La presencia de re-puesta a tierra y un posible sistema de igualación para el consumidor es obligatorio.

Es decir, en primer lugar, si decidimos proteger nuestra casa con la ayuda de un SPD, es necesario asegurarnos de que los SPD estén instalados en líneas aéreas y subestaciones de transformación. En segundo lugar, debe tener un dispositivo de conexión a tierra.

MI NOTA a la Sección 3 de la Circular. Debido al hecho de que es posible un voltaje de hasta 380 voltios en una rama monofásica a la casa en situaciones de emergencia, se requiere un SPD con un voltaje nominal superior a 380 voltios (si la línea aérea está hecha con cables separados).

Para no confundirnos con todo esto, a continuación presenté el algoritmo de toma de decisiones para instalar e-SPD en nuestra casa:

Si todo esto ocurre en su caso (es decir, se cumplen todas las condiciones necesarias), puede comenzar a trabajar en la protección de la casa contra sobretensiones (ya a partir de otras normas).

A continuación, veamos cómo un SPD de 1 cl. protección

Fig. 1. Dispositivos de protección de clase 1 SPD en caso de pulso de sobretensión de la línea aérea y del impacto directo del rayo

La figura anterior muestra que el pulso de sobretensión llegó a través de un cable de fase desde la línea aérea hasta nuestra casa. Si es superior a 4 kV, se activa el descargador y una parte de la corriente fluye hacia el suelo a través de nuestro dispositivo de conexión a tierra, y la otra parte fluye hacia el cable PEN, que se conecta a tierra en la línea aérea y se conecta al transformador con un neutro a tierra del transformador. En la figura a continuación, se ve que con un rayo directo en nuestra terminal aérea, el 50% de la corriente del rayo fluye a través de nuestro dispositivo de conexión a tierra, y la otra mitad de la corriente del rayo se extiende de manera uniforme entre los conductores de fase y neutro. Basado en esto, y elija un SPD.

Los rayos raramente tienen una intensidad de corriente de más de 100 kA, por lo tanto, en los cálculos, la corriente de rayos se toma para este valor. Entonces, 50 kA en nuestro ejemplo entraron en nuestro dispositivo de puesta a tierra. Los 50 kA restantes, cuando sean activados por nuestro SPD, se distribuirán de manera uniforme entre los cables L y PEN, es decir, nuestro SPD debe tener una corriente nominal de al menos 25 kA.

Sobre la línea de aire ((VL).

Queda claro que si la línea aérea está en un estado deplorable (las pendientes de puesta a tierra están podridas, cortadas, etc.), entonces, al no encontrar el camino hacia el suelo, una corriente de rayo irá directamente a nuestra casa y causará muchos problemas. Por lo tanto, es necesario conocer bien su OHL y si hay alguna duda sobre su confiabilidad, es necesario al menos equipar el poste desde el cual se alimenta su casa, es decir, conectar a tierra el cable en este poste, conectar el gancho (pin) en el que el aislador está conectado a esta tierra su cable de fase, y si el soporte es hormigón armado, entonces su refuerzo. Una vez hecho esto, obtendrás, por así decirlo, 1 línea de defensa que ya está cerca de la casa. 2 línea de defensa: esta es la instalación de SPD en la entrada de la casa (1, 2 y 3 clases).

Nota Muchos ahora hacen una ramificación al cable de entrada SIP. Si está conectado a una línea aérea de "mala calidad", entonces con PUM en la línea aérea, es posible una ruptura del aislamiento SIP, es decir, es necesario hacer esta ramificación con cables separados separados entre sí (o tomar medidas de protección adicionales).

En VLI (es decir, VL hecho por cables aislados autoportantes - SIP), la situación ya será diferente. El PUM (impacto directo del rayo) en un cable de fase aislado es prácticamente irreal y solo es posible un impulso de sobretensión inducido en dicho cable, causado por una descarga cercana del rayo o por la conmutación. Para proteger el aislamiento de VLI, los networkers ya están obligados a monitorear cuidadosamente los descargadores, etc. para que la línea esté en buen estado.

¿Qué conclusión se puede sacar de lo que se ha dicho? Si la línea aérea está en mal estado, es necesario "equipar" el pilar desde el cual se alimenta nuestra casa e instalar un potente pararrayos en la entrada de la casa, diseñado para desviar la corriente del rayo de 50-100 kA (con una forma de corriente de 10/350 μs).

Si nuestra casa está alimentada por VLI, entonces el poste se puede dejar solo y el descargador se puede instalar de manera más simple (con una forma de corriente de 8/20 μs y una corriente de 6-10 kA).

Ahora considere la misma opción, pero la casa también está equipada.

Si la casa está alimentada por VLI (o VL de los cuales estamos seguros), entonces el SPD para la primera etapa de protección debe seleccionarse en función de la distribución de la corriente del rayo durante PUM al terminal de aire (como se describe anteriormente). Si la casa está alimentada por una línea aérea, de la cual no estamos seguros, entonces es necesario pasar del PUM al conductor de fase de la línea aérea.

Fig. 2. Seleccione SPD para la primera etapa de protección (haga clic en la imagen para ampliarla).

En la siguiente parte, consideraremos los esquemas de conmutación SPD para s.TN-C-S y TT, cómo seleccionarlos, montarlos y dónde colocar todo, teniendo en cuenta las características específicas de una casa privada y su fuente de alimentación desde líneas aéreas, así como la presencia o ausencia de protección externa contra rayos.

Continuación del artículo: Electrosafe casa privada y casa de campo. Parte 4 (finalización). Ejemplos de selección de SPD

Mironov S.I.