Jebkuru mājsaimniecības elektroierīci, kas darbojas mājas elektroinstalācijā, ražotāji ir izstrādājuši tā, lai to darbinātu ar harmonisko sinusoidālo viļņu signālu ar spriegumu 220 vai 380 volti.

Sarežģītās elektroniskās iekārtas izmanto līdzstrāvu, ko rektificē īpašas vienības.

Mainoties barošanas sprieguma formai un amplitūdai, tas lielā mērā ietekmē mājsaimniecības patērētāju darba kvalitāti, samazinot to kalpošanas laiku.

Sadzīves tehnikas aizsardzībai jāpievērš nopietna uzmanība:

• veikt kvalitatīvu darbu ar savām rokām vai piesaistot elektrospeciālistus;
• nodrošināt uzticamu darbību;
• piemērot augsta riska zonās;
• izmantošanu, novēršot elektroenerģijas padeves pārtraukumu ietekmi no avārijas situācijām no energosistēmas;
• rūpēties par kaut ko tādu, kas var izturēt zibens izlādes, kas nodara milzīgu kaitējumu ēkai un iedzīvotājiem;
• neitralizēt mājsaimniecības tīklu, izmantojot ierīces ar pārsprieguma aizsardzības SPD.

Kādi strāvas impulsi var rasties mājas mājas tīklā?

Strāvas plūsmas raksturs caur iekārtām tiek ņemts par pamatu elektroierīču projektēšanai, un tas ir parādīts zemāk esošajā attēlā.

Ideāls sinusoīds un no tā iztaisnotā līdzstrāva nodrošina nominālo darbības režīmu. To var izjaukt impulss, kas nāk no:

1. zibens izlāde;
2. elektrotīkla pārspriegums avārijas režīmos.

Apakšējos grafikos parādītie raksturlielumi ir vispārīgi. Tie mainās katrā gadījumā atsevišķi. Taču uzreiz jāatzīmē, ka zibens impulss ir daudz lielāks magnitūdā un 17 reizes ilgāks laikā (350/20=17).

Zibens spēks ir daudz lielāks par parastā tīkla pārsprieguma impulsu, un salīdzinājumā ar to ir palielinātas iznīcinošās spējas.

Tāpēc, lai novērstu zibens radītās sekas, tiek izmantota specializēta impulsa tipa aizsardzība.

Sadalīsim tos līdz četriem punktiem:

1. Aizsardzība pret pārspriegumu ir izstrādāta tā, lai tā paliktu gatavībā darboties, kad ir zem nominālā tīkla sprieguma. Ja negadījumu rezultātā rodas pārspriegumi, tie var tikt bojāti un pašiem ir nepieciešama aizsardzība.
   radīts sinusoidālo vai tiešo strāvu darbībai. Tas nav piemērots darbam zem impulsa zibens izlādes.
   Aizliegts aizsargāt VPD ar automātiskajām ierīcēm. Tam ir izvēlēti tikai drošinātāji.
2. Saskaņā ar drošas ekspluatācijas nosacījumiem labāk ir izmantot pirmās klases SPD korpusu ar viengabala dizainu bez papildu noņemamiem moduļiem.
3. Izvēloties pārsprieguma aizsardzības ierīces, kas paredzētas zibens strāvas, kas lielākas par 20 kA, apstrādei ar impulsu attiecību 10/350 milisekundes, ir jākoncentrējas uz ierobežotājiem.
4. SPD jāuzstāda elektriskajā panelī ar metāla korpusu, kas vislabāk atbilst ugunsdrošības prasībām.

Apskatīsim to, izmantojot piemēru, kas parādīts attēlā zemāk.

Elektrisko enerģiju mājai var piegādāt pa gaisvadu līniju, kas aprīkota ar:

1. pašnesošie izolēti vadi SIP - VLI;
2. parastie vadi bez ārējā izolācijas slāņa - gaisvadu līnijas.

Dielektriskā slāņa klātbūtne uz gaisvadu līnijas vadošajiem elementiem samazina zibens izlādes ietekmi un ietekmē darba SPD konstrukciju un tā savienojuma shēmu.

Pieslēdzot māju no VLI, tiek izveidota zemējuma sistēma saskaņā ar TN-C-S shēmu. SPD ir uzstādīts starp fāzes vadiem un PEN. Vietai, kur PEN sadalās PE un N vados 30 metru attālumā no ēkas, nepieciešama papildu aizsardzība.

Mājai uzstādītās ārējās zibensaizsardzības klātbūtne, inženiersistēmu metāla komunikāciju piegāde ietekmē ēkas elektrodrošību, SPD izvēli un pieslēguma shēmu.

Apsvērsim četras iespējamo shēmu iespējas.

1. iespēja

Nosacījumi

• bez ārējās zibensaizsardzības;
• ar iztrūkstošām mājā izbūvētām metāla komunikācijām;

Risinājums

Šādā situācijā tieša zibens spēriena iespējamība ēkā ir krasi samazināta:

• VLI vadu izolācija;
• zibensaizsardzības trūkums un ārējās metāla atvērtās vadošās daļas.

Tāpēc ir pilnīgi pietiekami, lai aizsargātu pret pārsprieguma impulsiem ar strāvas formu 8/20 µs.

Diezgan piemērots ir SPD ar kombinēto aizsardzības klasi 1+2+3 vienā DS131VGS-230 korpusā. Turklāt maz ticams, ka tiks izmantota tā aizsardzības funkcija, kas novērš zibens strāvas impulsus 10/350 μs formā ar amplitūdu līdz 12,5 kA.

Strāvas diapazonu no pārsprieguma impulsiem var izvēlēties diapazonā no 5÷20 kA, ņemot vērā pērkona negaisa dienu periodu. Vieglāk ir apstāties pie maksimālās vērtības.

2. iespēja

Nosacījumi

Elektrība tiek piegādāta caur VLI. Ēka:

• bez ārējās zibensaizsardzības;
• ar mājā izbūvētiem metāla ūdens vai gāzes vadiem;
• TN-C-S zemējuma sistēmas shēma.

Risinājums

Salīdzinot ar iepriekšējo gadījumu, šeit ir iespējams zibens spēriens pa cauruļvadu ar spēku līdz 100 kA. Šī strāva caurules iekšpusē sazarosies uz abiem galiem pie 50 kA. Mūsu mājas pusē šī daļa tiks sadalīta 25 kA zemes cilpā un ēkā.

PEN vadītājs paņems savu daļu 12,5 kA, un atlikušā puse no tāda paša stipruma impulsa caur SPD iekļūs fāzes vadā. Tāpēc tas būs jāapspiež.

Ir pilnīgi iespējams izvēlēties tādu pašu SPD modeli kā iepriekš, taču tā spēja aizsargāt pret zibens impulsu ar formu 10/350 μs un no maksimuma līdz maksimumam vērtību līdz 12,5 kA būs absolūti nepieciešama.

3. iespēja

Nosacījumi

Elektrība tiek piegādāta caur VLI. Ēkā:

• mājā nav izbūvētas metāla komunikācijas;
• TN-C-S zemējuma sistēmas shēma.

Risinājums

100 kA zibens izlāde nonāk zibensnovedējā un tiek sadalīta divās plūsmās pa 50 kA katrā zemējuma ierīcē un ēkas elektriskajā ķēdē.

PE kopnē tas tiek atkārtoti sazarots PEN vadā un fāzes vadā ar 25 kA katrā. Tādējādi caur SPD plūdīs impulss ar formu 10/350 μs un stiprumu 25 kA. Ar šiem parametriem jums ir jāizvēlas aizsardzība.

4. iespēja

Nosacījumi

Elektrība tiek piegādāta caur VLI. Ēkā:

• uzstādīta ārējā zibensaizsardzība;
• mājā ir iebūvēti metāla ūdensvadi;
• TN-C-S zemējuma sistēmas shēma.

Risinājums

100 kA zibens izlāde pēc zibens stieņa sadalās divās plūsmās pa 50 kA katrā iezemējuma cilpā un ievades ierīces elektriskajā ķēdē. Arī otrā plūsma tiks sadalīta vienādi: 25 kA izplatās pa ūdens padeves caurulēm, un nākamie 25 arī tiek sadalīti 12,5 kA katrā PEN vadā un fāzes vadā caur SPD. To var izvēlēties ar tādu pašu dizainu kā otrajā variantā.

SPD izvēles iespējas, ja darbina VLI

Četros analizētajos piemēros VLI ar SIP ir ņemti par pamatu ēkas elektroapgādei. Viņiem ir nulles pārtraukums, un tāpēc ir maz ticams, ka fāzes sprieguma vietā parādīsies lineārs spriegums 380. Tāpēc SPD izvēli var ierobežot maksimālais tīkla spriegums.

Ņemot vērā darba slodzi četrās VPD variantos, ir diezgan pieņemami pēdējos uzstādīt metāla skapjos mājas iekšienē. Ņemot vērā ēkas nelielos izmērus, starp fāzes un PEN vadītāja potenciālu ir pieļaujams uzstādīt vienu SPD ierīci.

5. iespēja

Stāvoklis

Ēkā elektrība ienāk pa gaisvadu elektrolīnijām ar atklātiem vadiem.

Risinājums

Šādā situācijā ir liela zibens izlādes iespējamība gaisvadu līnijas vados, un mājā tiek izmantota TT zemējuma sistēmas ķēde.

Ir nepieciešams izveidot aizsardzību pret iespiešanās impulsiem ne tikai no fāzes vadiem attiecībā pret zemi, bet arī no nulles vadiem. Pēdējais ir ieteicams vairumā gadījumu, taču tas var nebūt piemērojams atkarībā no vietējiem apstākļiem.

Pieslēdzoties atvērtiem gaisvadu līnijas vadiem, mājas elektrodrošību ietekmē atzara dizains. Tās īstenošana ir iespējama:

1. kabelis;
2. pašnesošie izolēti SIP vadi, tāpat kā VLI;
3. atveriet vadus bez izolācijas.

Ar gaisa atzaru mazākus riskus nodrošina individuāli izolēti SIP vadi ar šķērsgriezumu 16 mm kv un radot spraugu attiecībā pret fāzes un nulles vadiem. Tajos tiešs zibens spēriens ir gandrīz neiespējams, taču tas var trāpīt griešanas zonā pie izolatoriem pie ieejas. Tad fāzē parādīsies 50% no zibens izlādes spēka.

Šis gadījums ir jāizslēdz:

• SIP iekārta ievades ierīces iekšpusē;
• savienojot vairoga PE kopni ar zemējuma ierīci, bloķējot iespēju šajā vietā zibens spēriens no ēkas ārpuses.

Ja šie nosacījumi nav pilnībā izpildīti, būs nepieciešams uzstādīt 50 kA 10/350 μs SPD, un, ja tas tiks izdarīts, zibens strāva atvērtā fāzes vadā ar spēku 100 kA tiks sadalīta divās plūsmās: kas 50 kA aizies ēkas virzienā uz ieejas stabu. Kad viņš būs pēdējais uz līnijas, visa izplūde iekļūs mājā, un, ja gaisvadu līnija tiks ievilkta tālāk, tā sadalīsies mūsu ēkā un nonāks pie citiem.

Šie nosacījumi ir izšķiroši, izvēloties SPD, pamatojoties uz zibens izlādes stiprumu.

Gaisvadu elektropārvades līnijā ar atvērtiem vadiem ir iespējams nulles pārtraukums, kas prasa izvēlēties SPD spriegumam līdz 0,4 kV, nevis 220 voltiem.

Uzstādot SPD, jāņem vērā ražotāja rūpnīcas ieteikumi, kas norādīti dažādu zemējuma sistēmu savienojuma shēmu tehniskajās specifikācijās, un to īpašības. Pretējā gadījumā aizsardzības līdzekļu izmantošana var radīt vairāk kaitējuma nekā ieguvums.

Drošinātāja loma SPD aizsardzībā

Pērkona negaiss parasti notiek ar spēcīgu vēju, kas var pārraut gaisvadu līnijas PEN vadu zibens spēriena laikā vai pirms tā. Fāzes strāva plūst caur darba nulli.

Kad notiek zibens izlāde pa atvērtu fāzes vadu, mēs darbinām SPD, caur kuru ķēdē plūdīs pērkona negaisa impulss un strāva, kas pavada PEN pārtraukumu: drošinātājs, ierobežotājs, PE kopne un zemējuma cilpa.

Visiem šiem elementiem ir noteikta elektriskā pretestība, kas samazina plūstošās strāvas daudzumu. To var aprēķināt, noteikt, izmantojot Ohma likumu, pavadošās strāvas vērtību un salīdzināt ar SPD raksturlielumiem. Ja tie ļauj darboties ar lielāku vērtību, drošinātājs nav jāizmanto.

Uzņēmums Elektromir savā video skaidro, kāpēc ir nepieciešams SPD uzstādīt jebkurā mājā.