Технический бюллетень TNP001 10.03.2009 г. Импульсные перенапряжения

Импульсные перенапряжения

Бурное развитие электронного оборудования, его усложнение, уменьшение массы и габаритов путем усовершенствования конструкции и способов изготовления, привело к массовому применению микропроцессоров в управлении производственными и технологическими процессами, системах жизнеобеспечения. Стремительная миниатюризация оборудования затронула не только электронную, но и электротехническую промышленность. Отрицательной стороной прогресса оказалась чувствительность электронного и электротехнического оборудования к импульсным перенапряжениям и высокочастотным помехам. Выход из строя оборудования в этом случае может оказаться наименьшим из бед, значительно больше ущерба приносит остановка производства, срыв трафика, потеря данных.

Импульсное перенапряжение — это кратковременное или переходное напряжение, возникающее в системе от импульса тока, атмосферного разряда, индукции, коммутации или непосредственного повреждения в системе (ГОСТ Р 55630-2013). Этот тип напряжения представляет собой одиночный импульс или колебательный процесс длительностью до нескольких миллисекунд (ГОСТ 32144-2013).

Максимальное значение импульса многократно превышает значение номинального напряжения электрической сети или линии связи. Импульсные перенапряжения носят вероятностный характер, их параметры определяются источниками возникновения и электрическими свойствами проводников в которых они возникают. Источниками возникновения импульсных перенапряжений являются удары молний, коммутационные процессы в распределительных электрических сетях и электромагнитные помехи, создаваемые промышленными электроустановками и электронными приборами.

Удар молнии в землю — электрический разряд атмосферного происхождения между грозовым облаком и землей или между грозовыми облаками, состоящий из одного или нескольких импульсов тока (Приказ Минэнерго РФ от 30.06.2003 N 280). Во время протекания разряда по каналу молнии протекает электрический ток, достигающий значений 200 кА и более. Прямой удар молнии (ПУМ) в объект (сооружение, здание и др.) может привести к механическим повреждениям конструкций, поражению людей, сбою или выходу из строя электрических и электронных систем.

При межоблачных разрядах или ударах молнии в радиусе до нескольких километров вблизи объектов и коммуникаций, входящих в него, в металлических элементах конструкций и коммуникациях возникают индуцированные перенапряжения, приводящие к пробою изоляции проводников и оборудования, сбою или выходу из строя электрических и электронных систем.

Импульсные перенапряжения также возникают при коммутации индуктивных и емкостных нагрузок, коротких замыканиях в распределительных электрических сетях высокого и низкого напряжения.

Защита оборудования объектов от импульсных перенапряжений может быть обеспечена при выполнении комплекса технических мероприятий, включающего:

- создание системы внешней молниезащиты (МЗС);
- создание системы заземления;
- создание системы уравнивания потенциалов путем присоединения к главной заземляющей шине (ГЗШ) всех металлических элементов конструкции, входящих в сооружение коммуникаций, корпусов оборудования за исключением токоведущих и сигнальных проводников;
- экранирование сооружения, оборудования и сигнальных проводников;
- установка на всех токоведущих и сигнальных проводниках устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) с целью уравнивания их потенциалов относительно земли.

Литература:

1. МЭК 62305 «Защита от удара молнии» Части 1-4;
2. ГОСТ Р 50571.4.44-2019 «Электроустановки низковольтные. Часть 4-44. Требования по обеспечению безопасности. Защита от отклонений напряжения и электромагнитных помех»;
3. ПУЭ (7-е изд.);
4. СО–153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций»;
5. ГОСТ Р 55630-2013 «Перенапряжения импульсные и защита от перенапряжений в низковольтных системах переменного тока»;
6. ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»;
7. Юндин М.А. «Защита электропотребителей от перенапряжений в сети 0,38 кВ (2009)»;
8. Технические материалы АО «Хакель».