Come proteggersi dalle sovratensioni

Le moderne apparecchiature elettriche devono ricevere energia elettrica con determinati parametri in modo affidabile e sicuro.

Lo sviluppo civilizzato della società rende le persone più dipendenti da vari dispositivi elettrici ed elettronici, la cui resistenza all'aumento accidentale della tensione non è eccezionale.

Sovratensione in un prodotto elettrico (dispositivo) - una tensione tra due punti di un prodotto elettrico (dispositivo), il cui valore supera il valore più alto della tensione operativa. (GOST 18311-80).

La sovratensione può essere causata da:

• accensione e spegnimento di utenze ad alta potenza, in particolare capacitive o induttive;

• scarica atmosferica direttamente nella rete di alimentazione elettrica dell'impianto o in prossimità dell'impianto (sovratensione atmosferica);

• penetrazione di onde di picco da altre apparecchiature (ad esempio, tubi dell'acqua) nel cablaggio elettrico;

• scariche elettrostatiche tra dispositivi.

In caso di fulminazione diretta nella rete di alimentazione o indiretta per induzione, sovratensione in alcuni fili all'interno della casa può raggiungere un livello da diversi kV a diverse decine di kV e la resistenza alle sovratensioni dei moderni dispositivi elettronici non supera 1,5 kV.

Le norme tecniche esistenti obbligano l'uso di sistemi di protezione contro i fulmini nelle costruzioni. La norma europea 1EC 664A suddivide il cablaggio elettrico in quattro categorie di sovratensione: IV, III, II e I (Fig. 1).

Ognuna di queste categorie corrisponde a un certo livello di resistenza di isolamento all'impulso richiesta (in kV). Questo vale sia per i fili che per i dispositivi elettrici collegati.

Separazione del cablaggio elettrico in categorie di sovratensione

Categoria IV — si applica ai dispositivi situati nella prima parte del cablaggio: linee elettriche sui quadri principali, per i quali la resistenza all'impulso dell'isolamento deve essere di almeno 6 kV (a causa del rischio diretto di sovratensione atmosferica o altri tipi di sovratensione ).

Categoria III — si applica a dispositivi e parti di cablaggio elettrico (ad es. collegamenti) minacciati: sovratensione atmosferica ridotta da interruttori di sovratensione (tipo A) installati nella prima parte del cablaggio; Consumatori di energia protetti ETITEC D — sovratensione dovuta all'accensione e allo spegnimento di dispositivi elettrici ad alta potenza.

Categoria II - si applica ai dispositivi alimentati da quadri esposti al rischio di sovratensioni atmosferiche, ridotto da lesioni da incendio da lettori di tipo B.

Categoria I. — si riferisce a quelle parti del cablaggio in cui il livello di sovratensione è determinato dagli scaricatori di tipo C.

I proprietari di apparecchiature di valore (ad es. apparecchiature informatiche) devono essere consapevoli del rischio di sovratensione e prendere precauzioni.

I limitatori di tensione a varistori ETITEC sono dispositivi modulari che proteggono i cablaggi elettrici dagli effetti delle sovratensioni, sia atmosferiche che derivanti da on-off.

L'elemento più importante del limitatore è un varistore. Un varistore è un reostato a pastiglia realizzato in ossido di zinco (ZnO), una lega metallo-ceramica la cui resistenza è non lineare e fortemente dipendente dalla tensione ai suoi terminali. Ha una resistenza molto alta per tensioni nominali basse (circa 275V) e molto bassa per tensioni dell'ordine di diverse decine di kV.

Durante il normale funzionamento del limitatore, l'elemento varistore è costantemente sotto tensione nella rete. A causa della suddetta elevata resistenza per bassa tensione, la corrente che scorre attraverso il varistore (chiamata corrente di dispersione) è molto piccola (non più di 0,5 mA). L'attività protettiva di questo elemento consiste nel trasferire a terra la corrente di scarica dopo aver raggiunto ai suoi capi una tensione pari alla sua tensione di accensione.

Il tempo necessario affinché il limitatore agisca dal momento in cui viene applicata la tensione di accensione è di diverse decine di nanosecondi. Il breve tempo di risposta degli scaricatori a varistori è un vantaggio rispetto agli spinterometri. Dopo l'attivazione e il superamento della scarica, il varistore limitatore di corrente per un tempo di ritorno molto breve sale a uno stato isolante, impedendo il flusso di corrente successiva.

Gli elementi a varistore consentono il collegamento in parallelo per aumentare la capacità di corrente di carico dei limitatori complessivi, che è anche il loro principale vantaggio.Ogni limitatore ha un fusibile termico, che in caso di superamento della corrente consentita che scorre durante il normale funzionamento, spegne il varistore, creando un circuito aperto nel circuito elettrico in cui opera.

Classificazione degli scaricatori di sovratensione ETITEC

Secondo VDE 0675, i limitatori di tensione a varistore ETITEC sono suddivisi nei seguenti gruppi, a seconda della funzione e del luogo di installazione, nonché del livello di protezione richiesto:

• A - limitatore con un morsetto per una linea (cavo) senza isolamento;

• B - limitatore con doppio morsetto, rottura dell'isolamento su entrambi i lati - fino a 95 mm2;

• C - limitatore con un morsetto lineare in conduttori vide con isolamento AsXSn con una lunghezza di 16 mm2 - 200 mm;

• D - scaricatore con doppio morsetto, rottura dell'isolamento su un lato - fino a 95 mm2;

• E — limitatore senza staffa, bullone con filettatura M8.

Gruppo A — ETITEC A. I limitatori di questo gruppo sono progettati per proteggere i dispositivi e le reti a bassa tensione dalla sovratensione risultante dalla penetrazione di scariche in oggetti situati vicino a linee elettriche aeree o direttamente nella linea a grande distanza dal luogo di installazione di questi limitatori.

I limitatori sono installati in conformità con gli standard pertinenti all'esterno dei siti - sui pali, in particolare nei punti in cui la linea aerea passa nella linea del cavo e la tensione di impulso non deve superare i 6 kV. più di 10 mm2 (Cu) e 16 mm2 (AI), e queste sezioni dovrebbero essere le più corte possibile.

Si consiglia di posizionare gli interruttori automatici installati nelle linee nei punti di messa a terra del conduttore PE o del conduttore di messa a terra neutro - PEN.Negli altri casi è necessario realizzare una messa a terra alla quale collegare il filo PE o PEN a cui è collegato il morsetto di terra dello scaricatore. Resistenza elettrica le sovratensioni non devono essere superiori a 10 ohm.

Gruppo B — ETITEC B. I limitatori del gruppo B sono il primo livello di protezione all'interno dell'edificio. Sono progettati per limitare le sovratensioni derivanti da:

• correnti di scarica durante un fulmine diretto su un oggetto;

• vicino a urti o urti diretti alla linea elettrica dell'oggetto - aria o cavo - bassa tensione;

• induzione di sovratensione atmosferica.

Il loro compito principale è limitare le sovratensioni al livello di resistenza di isolamento dei ricevitori fino alla tensione di shock - 4 kV, nonché la scarica sull'elettrodo di messa a terra dell'energia elettrica rilasciata durante un fulmine diretto nella rete di alimentazione. Quando si utilizzano gli scaricatori ETITEC B, non è necessario alcun intervallo di protezione - Gli scaricatori a varistori, durante il passaggio di una grande corrente (estinzione dell'onda d'urto), non provocano sovratensioni d'arco, come nel caso delle candele.

Gruppo C — ETITEC C. Il compito principale dei protettori del gruppo C (secondo stadio di protezione) è quello di ridurre la sovratensione passata attraverso i limitatori del gruppo B, il cui valore è ancora elevato per i dispositivi protetti.

I limitatori devono essere collegati nei quadri di distribuzione nei luoghi di distribuzione del cablaggio elettrico. Possono anche essere collegati in derivazione o nel quadro principale (come primo stadio di protezione) in installazioni dove non è richiesta la protezione a due stadi, ad es.Il livello di sovratensione consentito che può sopportare l'isolamento dei ricevitori nell'area di connessione del limitatore ETITEC C non deve essere superiore a 2,5 kV.

Questo tipo di scaricatore è destinato principalmente alle installazioni in cui è richiesta una bassa corrente (circa 0,3 mA) attraverso lo scaricatore a tensione nominale Corrente di dispersione sconosciuta.

Gruppo D — ETITEC D. Gli interruttori del gruppo D sono progettati per la protezione di precisione di utenze particolarmente sensibili alle sovratensioni da cortocircuito e la cui resistenza di isolamento non supera 1,5 kV. Sono inoltre necessari per proteggere i dispositivi nel caso in cui la distanza tra il limitatore di gruppo C e il ricevitore sia eccessiva (oltre 15 metri).

Gli scaricatori del gruppo D devono funzionare insieme agli scaricatori del gruppo B e C in un sistema di protezione a più livelli ed essere adatti per il montaggio su un bus TN35 (bus DIN).

Scaricatori di sovratensioni a varistori progettati per un servizio a lungo termine — esenti da manutenzione. In condizioni nominali, la durata dei limitatori è fissata a 200 mila ore e durante questo periodo possono essere attivati ​​innumerevoli volte.

Ai limitatori sono stati aggiunti elementi per la segnalazione a distanza di guasto dell'elemento varistore per sovratensione al superamento di determinati valori nominali. La capacità di rimuovere la pila di varistori dalla base dello scaricatore è un vantaggio di questi scaricatori rispetto a quelli bloccati.