Грозозащита, защита от импульсных перенапряжений и помех
HAKEL Россия

АО "Хакель Рос", Санкт-Петербург
ул. Бабушкина, д. 36, к. 1, лит. "И"

(вход с Фарфоровской ул.)

Тел.: 8 (800) 333-28-29
СПб: +7 (812) 244-59-15
Мск: +7 (495) 984-00-66

Заказать обратный звонок

Продукция
Уcтройства защиты от импульсных перенапряжений и помех
УЗИП электрооборудования распределительных сетей до 1000 ВУЗИП электрооборудования распределительных сетей до 1000 В

УЗИП систем передачи данных, управления, контроля и измеренияУЗИП систем передачи данных, управления, контроля и измерения

УЗИП телекоммуникационного оборудованияУЗИП телекоммуникационного оборудования

УЗИП оборудования локальных вычислительных сетей (ЛВС)УЗИП оборудования локальных вычислительных сетей (ЛВС)

УЗИП цифровых интерфейсовУЗИП цифровых интерфейсов

Искровые разделительные разрядникиИскровые разделительные разрядники

Щитки защиты от импульсных перенапряжений ЩЗИП
Оборудование для тестирования и измерений УЗИП
Приборы для контроля изоляции в сетях с изолированной нейтралью
Устройства промышленной автоматики
Устройства заземляющие комплектные УЗК
Устройства молниезащитные комплектные УМК









Пример: УЗИП, разрядник




Технические бюллетени


Технический бюллетень TNP004 01.04.2009 г. Методика расчета токов растекания


Методика расчета токов растекания

 
            Внутренняя молниезащитная система (внутреняя МЗС), имеющая в своем составе устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) различного назначения, должна обеспечивать отвод индуцированных токов и токов растекания, вызванных атмосферными разрядами и коммутационными процессами в электроэнергетических системах, или их большей части без повреждения самих УЗИП. Для определения величины токов, проходящих через УЗИП в случае прямого удара молнии в объект, защищённый внешней МЗС, необходимо исходить из конфигурации системы заземления и уравнивания потенциалов объекта, а также количества входящих и выходящих коммуникаций (трубопроводов, электропитающих кабелей, кабелей связи и передачи информации и др.). В качестве классического примера, на Рис. 1 приводится пример распределения импульсных токов в объекте, подвергнутом прямому удару молнии (согласно МЭК 61024-1-1; МЭК 61643-12).
 
            Методика расчета токов растекания приведена в ГОСТ Р 51992-2002 (МЭК 61643-1-98), ПРИЛОЖЕНИЕ А. Для определения распределения токов между металлическими элементами конструкции здания при попадании молнии в систему внешней молниезащиты, необходимо рассчитать сопротивления заземляющих устройств, трубопроводов, электропитающего ввода, ввода кабелей связи и т.п.
            В случаях, когда трудно осуществить точный расчёт, осуществляется так называемая квалифицированная оценка, исходящая из следующих рассуждений:
• расчет производится для пикового значения тока Iimp, взятого из Таблицы 2.3 Инструкции СО–153-34.21.122-2003 в соответствии с выбранным уровнем защиты от прямого удара молнии. Например, для объектов с первым уровнем защиты Iimp = 200 kA (10/350 мкс);
• 50% от общего тока Iimp = 200kA (10/350) → IS1 =100kA (10/350) отводится в землю через заземляющее устройство внешней МЗС;
• 50% от общего тока Iimp = 200kA (10/350) → IS2 = 100kA (10/350) разделится равномерно (приблизительно по 17%) между наружными вводами в объект, например, трех основных видов коммуникаций: кабелями связи и передачи информации, металлическими трубопроводами и проводами ввода электрического питания 220/380 В.
 
Таблица 2.3 Инструкции СО–153-34.21.122-2003
 
Параметр молнии
Уровень защиты
I
II
III, IV
Пиковое значение тока I, кА
200
150
100
Полный заряд QПОЛН, Кл
300
225
150
Заряд в импульсе QИМП, Кл
100
75
50
Удельная энергия W/R, кДж/Ом
10 000
5 600
2 500
Средняя крутизна di/dt 30/90%, кА/мкс
200
150
100
 
            Величина тока проходящего через отдельные вводы обозначается как Ii, при этом:
Ii=IS2/n
где n равняется числу вводов. Для оценки тока IV в отдельных жилах неэкранированного кабеля, ток в кабеле делится на количество проводов m:
IV=Ii/m
            Для правильного выбора типа УЗИП и их основных параметров целесообразно руководствоваться следующим правилом:
Расчет необходимо производить исходя из максимального значения импульсного тока Iimp (10/350 мкс) в зависимости от уровня защиты объекта от прямого удара молнии. Далее, для каждого провода системы электропитания определить (по приведенной выше методике) значение импульсного тока формы (10/350 мкс), который может в нем протекать и который должно гарантированно отвести УЗИП класса I. После этого выбрать УЗИП с некоторым запасом (20 – 30 %), учитывая возможную неравномерность растекания токов по различным проводникам.
            В случае изменения исходных данных, т.е. числа вводов в объект, типа системы электропитания, количества проводов в кабеле и т.д., итоговые значения также могут существенно измениться. При этом изменения могут произойти как в сторону уменьшения импульсных токов, так и в сторону их возрастания. В случае применения экранированных кабелей большая часть токов растекается через экранные оболочки, что лишний раз подтверждает необходимость применения данных кабелей на объектах с повышенными требованиями к защищенности от удара молнии.
            Приведенные выше заключения применимы для объектов, оборудованных внешней МЗС и имеющих кабельный подземный ввод электропитания. Ситуация может серьезно усложниться в случае воздушного ввода электропитания. Элементарный расчет показывает, что при прямом попадании молнии с током Iimp = 200 kA (10/350 мкс) и при условии его равномерного распределения по четырем проводам системы TN-C, импульсные токи в каждом проводе будут иметь значения около 50 кА. Стекание этих токов на землю будет осуществляться в две стороны: через оборудование низковольтной стороны подстанции и элементы электроустановки объекта в примерном соотношении 1 : 1. Таким образом, в каждом проводе на вводе электропитающей установки объекта мы будем иметь ток величиной 25 кА (10/350 мкс). Если предположить, что равномерного растекания токов по какой-то причине не произошло, то это значение может возрасти до 45-50 кА и более.
            УЗИП на базе варисторов обеспечивают качественную защиту при их применении в 1-ой ступени при амплитудах величиной Iimp = 20 kA (10/350 мкс), что является достаточным для случая кабельного подземного ввода электропитающей линии в объект. Если требуется защитить воздушный ввод электропитания от импульсных перенапряжений, рекомендуется применять разрядники искрового типа, соответствующие УЗИП класса I, которые могут иметь значение Iimp = 50 – 100 kA (10/350 мкс).
 
Литература:
1. МЭК 61643-12 «Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 12. Устройства защиты от перенапряжений, подсоединенные к низковольтным системам распределения электроэнергии. Принципы выбора и применения».
2. «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО-153-34.21.122-2003.
3. ГОСТ Р 51992-2002 (МЭК 61643-1-98) «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Часть 1. Требования к работоспособности и методы испытаний».
4. Технические материалы компании Hakel.
 


                                                                                                                                                   
АО "Хакель Рос"

т/ф: +7 (812) 244-59-15
т/ф: +7 (495) 984-00-66


e-mail: info@hakel.ru
www.hakel.ru

Новости | О компании | Услуги | Информация | Где купить | Контакт