2. Ограничители, защищающие от воздействия частичного тока молнии

Система ограничителей перенапряжений класса I должна обеспечивать защиту в случае угроз, вызванных:

• током молнии растекающимсяся в строительном объекте в случае прямого разряда в обект,
• непосредственного удара молнии либо удара поблизости от воздушных линий или закопанных кабелей низкого напряжения,
• перенапряжениями коммутационными, а также индуцированными атмосферным разрядом,

Среди объектов, в которых требуется или рекомендовано применение ограничителей класса I в системе электропитания, необходимо упомянуть:

• строительные объекты, имеющие молниезащитные устройства,
• объекты без молниезащиты, питающиеся непосредственно от воздушных линий, либо коротких кабельных подходов,
• объекты без молниезащиты, соседствующие с мачтами, башнями, либо строительными объектами с системой молниезащиты (во всех случаях присутствует общий заземлитель).

Принимая во внимание распространенное в последнее время направление в сантехническом оборудовании – повсеместная замена металлических водно-канализационных труб на пластиковые трубы – следует учитывать это оборудование при анализе растекания потока молнии. При подборе ограничителей класса I для защиты объектов, оснащенных молниезащитной системой, в этом случае следует учесть возможность протекания через их проводящие пути половины потока молнии.

Значения потоков молнии, которые могут протекать через систему ограничителей в зависимости от требуемого уровня защиты представлены в таблице 2. 1.

Систему ограничителей класса I следует устанавливать за главными предохранителями электропитания поблизости от места ввода электрического оборудования в строительный объект.

Таким местом могут быть:

• соединения кабелей, либо дополнительный шкаф поблизости от соединения,
• главный распределительный щит низкого напряжения.

Проводники, используемые для присоединения ограничителей класса I, должны быть как можно более короткими. Рекомендовано применение для присоединения ограничителей класса I проводников, длина которых не превышает 0,5 м (рис.2.1).

Падение напряжения на индуктивностях проводников можно исключить, используя так называемое «соединение типа V» (рис. 2.1 b и рис. 2.2). Ограничители, используемые для такой системы, должны предусматривать возможность подключения двух проводников к каждому контакту (двойные зажимы).

В большинстве случаев для подключения оганичителей перенапряжений класса I можно использовать медные проводники сечением 16 mm². Рекомендовано использование медных проводников сечением:

• 25 mm² между ограничителями и проводниками фазными и нейтральным (если такие имеются),
• 35 mm² между ограничителями и шиной уравнивания потенциалов,

или только проводников сечением 35 mm² Cu для обоих видов подключений.

Можно также использовать проводники сечением равным сечению проводников предохранителей, находящихся перед ограничителями. Уровень защиты по напряжению ограничителей класса 1 зависит от их назначения и чаще всего находится ниже 4000 В (серии: PowerPro BCD; IsoPro B), 2500 В (серии: PowerPro BC, IsoPro BC) или даже ниже 1000 В (напр. серия PowerPro BCD).

2.1. Ограничители перенапряжений класса I

Норма IEC 61643-1, содержащая технические требования и методы испытаний ограничителей пернапряжений, не навязывает конкретных значений уровня защиты по напряжению для ограничителей данного класса. Представляются только рекомендованные значения, которые в отношение электрического оборудования напряжением 230/400 В необходимо выбрать из следующего ряда значений: 600 В, 700 В, 800 В, 900 В, 1000 В, 1200 В, 1500 В, 1800 В, 2000 В, 2500 В, 3000 В, 4000 В, 5000 В и 6000 В.

В многоступенчатой системе ограничения перенапряжений, учитывая требования устройств при соединении оборудования (таблица 2.1.), ограничители класса I должны ограничить перенапряжения ниже уровня ударной стойкости категории IV – ниже 6000 В.

Фирма LEUTRON, например, предлагает для защиты устройств и оборудования ограничители класса I: PowerPro B 50kA (FM), IsoPro B 60kA (FM), IsoPro B 25kA (FM) с уровнями защиты по напряжению ниже 4000 В. Значения основных параметров этих ограничителей представлены в таблице 3.2.

В ограничителе типа PowerPro B 50kA (FM) (рис.2.3.) использован многоразрывной разрядник, помещенный в атмосфере нейтрального газа в керамическом корпусе, котрый обеспечивает:

• более быстрое срабатывание ограничителя в сравнении с ограничителями, содержащими классические разрядники,
• уровень защиты по напряжению ниже 4000 В,
• возможность защиты от ударных токов до 50 кА 10/350 мкс,
• незначительное искажение напряжения в электрическом оборудовании, которое возникает после действия ограничителя,
• отсутствие выброса газа наружу ограничителя.

В ограничителях продукции фирмы LEUTRON существует возможность отслеживания состояния разрядника. В случае возрастания температуры разрядника, наступает открытие безпотенциального контакта, который может быть элементом цепи, отслеживающей систему ограничителей. Ограничители содержащие такие системы отслеживания включают в своем названии дополнительное обозначение FM.

Ограничители серии PowerPro можно также использовать в так называемом соединении V (см. рис.2.2).

Рис.2.3. Ограничитель класса I: PowerPro B 50 кА

Интересное решение использовано также в ограничителях IsoPro B 60kA (FM) и IsoPro B 25kA (FM). В корпусе шириной в два типовых модуля размещена система параллельно соединенных разрядников с дополнительным варистором, включенным последовательно с разрядником в одной ветви (рис. 2.5).

В представленной системе соединений, если импульсные токи не превышают 4 кА – например при протекании 10/350 (наиболее частый случай возникновения импульсов в электрическом оборудовании), действует только последовательно соединенный разрядник с варистором. После превышения импульсным током значения 4 кА, что происходит только в случае прямых разрядов молнии в объект или очень близких разрядов, дополнительно задействуется главный разрядник.

Главный разрядник, используемый в ограничителе IsoPro B 60 кА способен защитить от воздействия ударных токов в форме 10/350, а также значений силы тока до 60 кА, а уровень защиты по напряжению не превышает значения 4000 В. В случае ограничителя IsoPro B 25kA максимальный ударный ток 10/350 может достигать значения 25 кА, уровень защиты по напряжению 4000 В.

Аналогично, как и в случае ограничителей PowerPro, доступны также созданные из ограничителей IsoPro, защитные модули для основных систем сети (рис. 2.6).

Рис.2.6. Примеры модульных систем ограничителей IsoPro B

Moдульные системы ограничителей PowerPro и IsoPro можно соединять параллельно или последовательно. Примерные решения таких соединений для модуля PowerPro B TNS 50/100kA представлены на рис.3.2. Последовательное соединение может быть выполненоо, если значение тока срабатывания предохранителей в электрическом оборудовании не превышает 100 A.

Пример параллельного включения модуля PowerPro B TNS 50/100kA для защищаемой сети питания 230/400 В предствлен на рис. 2.7.

Рис.2.7. Схема подключения ограничителей класса I,
монтируемых в главном распределительном щите