Что собой представляет перенапряжение? Классификация и опасность явления

По различным причинам в электросети может происходить перенапряжение. Это опасная ситуация, которая влечет за собой не только нарушения в работе дорогого оборудования, его повреждение, но также негативно воздействует на всю цепь в целом.

Различают несколько типов подобного явления, которое необходимо заранее предвидеть. Поэтому важно обеспечить защиту для электрооборудования и сети. С этой целью используют стабилизаторы. Устройства производятся в разных вариациях и перед установкой надо правильно подобрать подходящую модель.

Определение перенапряжения

В соответствии с ГОСТ Р 54130-2010, перенапряжение - превышение максимального рабочего напряжения, установленного для данного вида электрического устройства.

Согласно Морскому словарю, такое явление представляет собой увеличение напряжения в электролиниях и цепи до значения, которое окажет отрицательное воздействие на изоляцию, то есть может повредить ее, вследствие чего нарушится функциональность проводов, оборудования, приборов, системы электроснабжения.

В энциклопедии РФ по охране труда перенапряжение определяется как большое напряжение кабеля относительно земли, в разы превосходящее фазное напряжение по причине внутренних и внешних факторов.

В чем состоит опасность перенапряжения?

В домашних условиях данная ситуация опасна тем, что бытовые приборы преждевременно могут повредиться, а значит уменьшится их эксплуатационный срок.

На производстве, в медицинских учреждениях, лабораториях, где размещается и применяются установки, оборудование с важными точными показателями, по причине перенапряжения может произойти поломка дорогостоящих приборов либо нарушения в их работе, вследствие чего показания будут неточными.

Помимо выхода из строя электрооборудования, данная ситуация может нанести вред человеку, который работает с электрооборудованием.

Основные характеристики перенапряжения

Любое высокое превышение напряжения в электросети считается перенапряжением. При этом не имеет значения, по каким причинам оно произошло.

Скачки могут быть разными по амплитуде, продолжительности, периодичности. Стоит отметить главные характеристики перенапряжения:

• показатель пика напряжения;
• кратность повторов скачков;
• временной промежуток роста величины напряжения;
• масштабность, длина распределения перенапряжения в цепи.
• Немаловажным показателем считается общее число импульсов перенапряжения за определенный промежуток времени, а также вся продолжительность цикла скачков.

Классификация перенапряжения и его типы

Перенапряжение классифицируется по месту возникновения. Поэтому оно может быть: внутрифазным - между трансформаторными витками, нейтралью, землей, а также фазным, междуфазным.

В зависимости от метода образования подобное явление в сети подразделяют на: внутренние либо коммутационные (возникает из-за аварий, резонансных проявлений) и внешние - грозовые либо атмосферные (источником выступает разряд молнии или по другой причине).

Перенапряжение в электрической цепи делят на следующие типы:

• грозовые;
• индуктивные;
• квазистационарные;
• коммутационные.

Грозовые

Грозовое или атмосферное перенапряжение относится к природным явлениям, которые вызваны разрядами гроз. Согласно статистическим данным, 90% молний имеют электрический ток разрядом 40-60 кА. Немного меньше 1% молний имеют ток разряда от 100 кА.

Молния может напрямую попадать в воздушную электросеть либо молниеприемник, а также издалека - на расстоянии 1500 м. При этом происходят импульсные перенапряжения.

Сильное перенапряжение появляется в результате прямого попадания разряда молнии в электролинию. Причем показатель скачка может доходить до нескольких миллионов вольт.

Процесс длится очень мало - микросекунды. Однако за такой короткий промежуток времени изоляция подвергаются большой нагрузке, поэтому не выдерживают провода, электрическое оборудование.

Индуктивное

Во время удара молнии в землю вблизи электрических линий может появиться индуктивное перенапряжение. Его возникновение связано с мгновенным изменением электромагнитного поля.

Причем величина перенапряжения может быть 500 000 вольт. Это значение опасно для электрических и силовых подстанций, устройств, оборудования, которые на данный момент подключены к электросети. При этом может наблюдаться распространение импульсов перенапряжения на огромную территорию.

Квазистационарное

В данном случае длительность перенапряжения может продолжаться в течение нескольких секунд и даже минут. Это вызывает опасность в работе оборудования, подсоединенного к электросети.

Причины возникновения квазистационарного перенапряжения - опасный резонанс, короткое замыкание в сети. В случае аварийного увеличения скорости электрического генератора также допускается квазистационарное перенапряжение, если резко снижается величина нагрузки в цепи.

Еще одной причиной может стать эффект феррорезонанса в электрических сетях с индуктивными катушками большой мощности либо магнитопроводами.

Коммутационное

Подобный вариант допускается, если проводится переключение электрооборудования или его коммутации в сети. Обычно подобные явления происходят в случае быстрых включений (выключений) высокомощностных приборов, устройств с огромными индуктивными элементами, а также при резком подключении (выключении) электроустановок, оснащенных конденсаторами большой мощности.

К слову, во время отключения от сети маломощного трансформатора в 1 кВА может произойти импульсное коммутационное перенапряжение до 2000 В. Это значит, что вся запасная энергия в обмотках устройства выбрасывается в электросеть. Такой процесс отрицательно действует на функциональность оборудования.

Наиболее непредсказуемым типом перенапряжения является электростатическое, которое возникает в сухих средах посредством набора электростатических зарядов. Последние создают мощное электростатическое поле.

Как защитить электрические сети от перенапряжения?

Защиту электроцепи от внешних природных и техногенных воздействий обеспечивают организации, которые обслуживают такие сети. Согласно указаниям ГОСТ, для подобных мероприятий используются специальные установки.

Это оборудование по защите сетей от скачков напряжения, молниезащите. Установки размещаются на опорах и мачтах линий электропередач, электроподстанциях всех уровней.

Защитное электрооборудование устанавливается на подстанциях фабрик, в том числе промышленных предприятий, силовых объектах питания цепей электротранспорта.

Полностью освободиться от импульсных перенапряжений на практике невозможно. Главная цель защиты - снизить показатели перенапряжения и довести их до величин, которые не представляют опасности для электрооборудования, системы энергоснабжения.

Даже в случае грамотного монтажа устройств молниезащиты половина мощности импульсного разряда отправляется в землю, оставшаяся часть - перераспределяется по цепям проводки, домашним коммуникациям.

Чтобы обеспечить полноценную защиту сетей дома от перенапряжения, нужно повторить заземление PEN кабеля на опоре ввода ВЛ в жилье, в том числе сделать повторное заземление крюков, кронштейнов опор ВЛ.

Важно установить систему молниезащиты, провести для нее отдельный контур заземления, соединить его с основным контуром жилого сооружения.

В целях защиты дома от перенапряжения не стоит забывать о системе уравнивания потенциалов, проведении ступенчатой защиты с использованием УЗИП.

Значимость использования стабилизатора

Для получения напряжения 220 В, поддержания его стабильности необходимо установить стабилизатор. Это устройство, обеспечивающее защиту от перенапряжения в сети.

Стабилизатор подходит для компьютеров, бытовых приборов, аудио-видео систем, насосов, котлов, медицинских, промышленных установок. Благодаря такому устройству обеспечивается исправная работа всех устройств, продолжительность их эксплуатации в квартире, частном строении, на заводе, фабрике или в офисе.

При установке защитного оборудования важно помнить о правилах его выбора. При этом надо обратить внимание на мощность нагрузки. С этой целью предварительно необходимо подсчитать общую мощность всех приборов, которые будут подключаться одновременно в сеть.

Учитывается также вид электросети (однофазная либо трехфазная). Для однофазной цепи выбирают соответствующее устройство. Обычно это блок, который устанавливается на пол в комнате, хозяйственном помещении.

Трехфазная модель предназначена для 3-х фазной цепи и представлена тремя независимыми однофазными стабилизаторами.

Важно обратить внимание на принцип функционирования. В продаже несколько вариантов стабилизаторов. Электромеханический вид подходит для медицинских, производственных, космических объектов, электронные - для небольших предприятий, загородных жилых сооружений.

При покупке стабилизатора необходимо учесть коррекцию напряжения. Показатель должен находиться в допустимых пределах +/- 1% - 20%.

Заключение

Перенапряжение в электрической цепи - опасное явление, которое может быть вызвано несколькими причинами. Поэтому заранее нужно позаботиться об установке защитного устройства - стабилизатора.

Вследствие перенапряжения в сети происходит нарушение функционирования дорогого электрооборудования либо его поломка, а также может возникнуть короткое замыкание с неприятными последствиями из-за повреждения изоляции проводов.

Электролаборатория в Москве, адекватные цены на замеры.