Правила установки для ограничителей перенапряжения LV
Разнообразные документы касаются объекта установки защиты от перенапряжений: например, во Франции стандарт NF C 15-531 фокусируется на правилах установки ограничителей перенапряжения LV, а стандартный NF C 15-100 охватывает все электроустановки LV.
Правила Thumb для установки ограничителя перенапряжений в разных системах заземления (фото: Dehn)
Для оценки риска для инженерных и проектных отделов предлагается формула, основанная на научных критериях. Эта формула учитывает характеристики сайта и окружающей среды:
- Плотность молнии,
- Тип распределительной сети,
- Топография сайта,
- Наличие молниеотводов, если они есть.
Выбор ограничителей перенапряжений зависит от: важности риска, восприимчивости устройств и системы заземления электрической сети.
Независимо от того, какая система используется, при наличии грозового риска все электрические установки должны быть оснащены ограничителями перенапряжений (см. Рис.1), состав которых может варьироваться в зависимости от типа системы заземления.
Рисунок 1 - Выбор режима защиты от перенапряжений (общий или дифференциальный) в соответствии с системой заземления электроустановок согласно NF C 15-443.
Система TT
Установка защиты от перенапряжений в системе заземления TT
ИТ-система
Установка защиты от перенапряжений в системе заземления IT
Система TN-S
Установка защиты от перенапряжений в системе заземления TN-S
Система TN-C
Установка защиты от перенапряжений в системе заземления TN-C
Эти различия обусловлены:
- Независимо от того, обрабатываются ли дифференциальные режимы,
-
Максимальное установившееся напряжение U c:
-
Между живыми проводниками и землей:
- U c > 1, 5 U n в системах заземления TT и TN,
- U c > √3 U n в системе заземления IT;
- Между фазами и нейтралью U c > 1.1 U n любая система заземления.
-
ВАЖНЫЕ ЗАМЕТКИ //
- Заземление нейтрали не препятствует скачкам напряжения на фазных проводниках !
- Ограничители перенапряжений, использование которых является обязательным в системе заземления ИТ, заменяют ограничители перенапряжений для защиты от перенапряжений 50 Гц. Поскольку эти два устройства не имеют одинаковых функций, для повышения молнии по-прежнему требуются разрядники.
Реализация ограничителей перенапряжений
Определены различные правила (важность эквипотенциальных связей, ступенчатых или каскадных защитных устройств, использование устройств остаточного тока), применение которых может иногда меняться в зависимости от сектора установки (третичного и промышленного или внутреннего).
Давайте обсудим следующие темы:
- Важность эквипотенциальных связей.
- Каскадные защитные устройства
- Сожительство устройств остаточного тока и разрядников
Важность эквипотенциальных связей
Согласно принципам ЭМС, установки низкого напряжения должны иметь только одно заземляющее соединение для их нагрузок. Это соединение близко к началу установки, и именно на этом уровне должен быть установлен «главный» ограничитель перенапряжений (см. Рис.2).
Рисунок 2 - Позиции ограничителей перенапряжений в установке LV
Где:
- Для повышения эффективности защиты длина кабелей L1 + L2 + L3 должна быть уменьшена при установке разрядника.
- U p - защитное напряжение ниже основного ограничителя перенапряжений.
- U ps - напряжение защиты после вторичного разрядника.
- * - устройство отключения от перенапряжения в конце срока службы (при коротком замыкании).
Необходимо соблюдать осторожность, чтобы свести к минимуму сопротивление его цепи (уменьшение его соединений с живыми проводниками и землей, а также сопротивление разъединительного устройства).
Таким образом, если разрядник перенапряжения начинает работать, нагрузки подвергаются, как минимум, напряжению защиты U p, равному остаточному напряжению разрядника, а также падение напряжения в его соединениях и в устройстве отключения. Следовательно, важность правильно построенной установки соответствует надлежащей практике.
Напоминание! Один метр кабеля имеет индуктивность 1 мкГн: применение формулы ΔU = L di / dt с волной 8/20 мкс, а ток 10 кА приводит к напряжению примерно 1000 вольт пика / метр. Следовательно, важность минимизации соединительной длины кабеля защиты от перенапряжений.
Каскадные защитные устройства
Когда происходит интенсивный удар молнии, важность тока, отбрасываемого ограничителем перенапряжения, означает, что защитное напряжение может превышать выдерживаемое напряжение чувствительных устройств.
Поэтому эти устройства должны быть защищены с помощью «вторичных» разрядников перенапряжения (см. Рис. 3).
Чтобы обеспечить их эффективность, эти «вторичные» ограничители перенапряжения должны быть установлены на расстоянии более 10 метров от «основного» разрядника перенапряжения. Это соединение важно, поскольку сопротивление кабеля выполняет развязку между двумя уровнями защиты (как показано на рисунке 3).
Рисунок 3 - Пример двух ограничителей перенапряжений, установленных в каскаде
Где:
- Эта длина была определена для разрядников, оснащенных варисторами
- * - устройство отключения от перенапряжения в конце срока службы (при коротком замыкании).
Важно иметь в виду, что подача многих электрических устройств, и в частности электронных устройств, защищена от перенапряжения варисторами дифференциального режима. Таким образом, «каскадирование» также применяется между разрядником перенапряжения установки, ответственным за защиту чувствительного устройства и последнего, и требует изучения уровней защиты.
ВАЖНЫЕ ЗАМЕТКИ //
- Наличие ограничителей перенапряжений на МВ, близких к расположенным на LV, является еще одним случаем «каскадирования», использующим различия в напряжении дугового напряжения ограничителей перенапряжений MV и LV и развязке, выполняемой трансформатором MV / LV.
- Когда электронные устройства, содержащие фильтры общего или дифференциального режима, подключены вблизи места установки, эти фильтры должны выдерживать защитное напряжение U p (см. Рисунок 3).
Сожительство устройств остаточного тока и разрядников
В установках, чье происхождение оснащено устройством остаточного тока (УЗО), предпочтительно размещать ограничитель перенапряжения выше по потоку от последнего (см. Рисунок 4а).
- * - устройство отключения от перенапряжения в конце срока службы (при коротком замыкании)
- ** - устройство остаточного тока для защиты людей, в данном случае связанное с устройством отключения.
a) Простейшее соединение (запрещено во Франции EDF)
Рисунок 4a - Прочное соединение разрядника на установке потребителя низкого напряжения для электрического распределения в системе заземления TT (запрещено во Франции EDF)
Однако некоторые электрические сети не позволяют вмешательства на этом уровне распределения. Это касается потребителей LV во Франции. Затем необходим временный или селективный УЗО, чтобы предотвратить утечку тока через ограничитель перенапряжений из-за нежелательного отключения (см. Рис.4b).
b) Рекомендуемое соединение: также допускает дискриминацию с помощью высокочувствительных УЗО, размещенных на выходах
Рисунок 4b - Рекомендуемое подключение ограничителя перенапряжений при установке потребителя низкого напряжения для электрического распределения в системе заземления TT (также позволяет распознавать высокочастотные УЗО, размещенные на выходах)
Аналогично, если ограничители перенапряжений должны быть установлены вблизи высокочувствительных УЗО (10 или 30 мА), они должны быть расположены непосредственно перед ними.
Заключить
,В третичном, промышленном и внутреннем секторах установка разрядника должна всегда соответствовать следующим требованиям:
Требование № 1 Все ограничители перенапряжения должны быть оснащены отключенным устройством (обесточенным при коротком замыкании): предохранителем или автоматическим выключателем. Это устройство должно быть адаптировано к ограничителю перенапряжения и его соединениям (по его номинальной и отключающей или дутьевой кривой), а также к месту его установки (по его размыкающей способности).
Как правило, производители указывают характеристики устройства, которое должно быть предоставлено для каждого типа разрядников.
Требование № 2 Соединения от ограничителя перенапряжения к живым проводникам и от ограничителя перенапряжений до основного выравнивания потенциалов должны быть как можно короче: 50 см - это максимальное значение.
Требование № 3 Кабели для защиты от перенапряжений не должны создавать замкнутые устройства, чувствительные к электромагнитным явлениям (электронные часы, программисты и т. Д.).
Примечание. Как для первоначального выбора ограничителя перенапряжений, так и для его требований к установке, крайне важно проконсультироваться с техническими документами производителей.
Ссылка // Обнаружение перенапряжений LV и перенапряжений LV-изоляция Координация C. Séraudie (Schneider Electric)