Voltage ya msukumo inapoingia kwenye mtandao. Uzip (vifaa vya ulinzi dhidi ya kuongezeka na kuingiliwa). Jinsi Uzip imepangwa na jinsi inavyofanya kazi

Vifaa vya kisasa vya kaya mara nyingi vina ulinzi wa kuongezeka kwa kujengwa katika vifaa vyao vya nguvu, hata hivyo, rasilimali ya ufumbuzi wa kawaida juu ya varistors ni mdogo kwa upeo wa kesi 30 za tripping, na hata hivyo ikiwa sasa katika dharura hauzidi 10 kA. Hivi karibuni au baadaye, ulinzi uliojengwa kwenye kifaa unaweza kushindwa, na vifaa ambavyo havihifadhiwa kutokana na overvoltage vitashindwa tu na kuleta shida nyingi kwa wamiliki wao. Wakati huo huo, sababu za kuongezeka kwa hatari zinaweza kuwa: mvua ya radi, kazi ya ukarabati, mawimbi wakati wa kubadili mizigo yenye nguvu ya tendaji, na huwezi kujua nini kingine.

Ili kuzuia hali kama hizi zisizofurahi, vifaa vya ulinzi wa kuongezeka (vifupisho kama SPDs) vimeundwa, ambavyo huchukua msukumo wa dharura wa overvoltage, kuzuia uharibifu wa vifaa vya umeme vilivyounganishwa kwenye mtandao.

Kanuni ya uendeshaji wa SPD ni rahisi sana: katika hali ya kawaida, sasa ndani ya kifaa inapita kupitia shunt conductive, na kisha kupitia mzigo uliounganishwa kwenye mtandao wakati huo; lakini kipengele cha kinga kimewekwa kati ya shunt na kutuliza - varistor au pengo la cheche, upinzani ambao katika hali ya kawaida ni megaohms, na ikiwa overvoltage hutokea ghafla, kipengele cha kinga kitaingia mara moja katika hali ya conductive, na ya sasa. itapita ndani yake hadi ardhini.

Kwa sasa SPD inachochewa, upinzani katika kitanzi cha awamu-sifuri kitashuka hadi muhimu, na vifaa vya kaya vitahifadhiwa, kwa sababu mstari utakuwa wa kivitendo mfupi kupitia kipengele cha ulinzi cha SPD. Wakati voltage kwenye mstari imetulia, kipengele cha kinga cha SPD kitaingia tena katika hali isiyo ya conductive, na sasa itapita tena kwenye mzigo kupitia shunt.

Madarasa matatu ya vifaa vya ulinzi wa upasuaji yapo na hutumiwa sana:

Vifaa vya ulinzi vya Daraja la I vimeundwa ili kulinda dhidi ya msukumo wa overvoltage na sifa ya wimbi la 10/350 µs, ambayo ina maana kwamba muda wa juu unaoruhusiwa wa kupanda kwa msukumo wa overvoltage hadi kiwango cha juu na kushuka kwa thamani ya kawaida haipaswi kuzidi microseconds 10 na 350. , kwa mtiririko huo; wakati huo huo, sasa ya muda mfupi kutoka 25 hadi 100 kA inakubalika, mikondo hiyo ya pulsed hutokea wakati wa kutokwa kwa umeme wakati inapoingia kwenye mstari wa umeme kwa umbali wa karibu zaidi ya kilomita 1.5 kwa walaji.

Vifaa vya darasa hili hufanyika kwa wafungwa, na ufungaji wao unafanywa katika ubao kuu wa kubadili au kifaa cha usambazaji wa pembejeo kwenye mlango wa jengo.

SPD za darasa la II zimeundwa kulinda dhidi ya kelele ya muda mfupi ya msukumo, na husakinishwa kwenye vibao. Wana uwezo wa kutoa ulinzi dhidi ya msukumo wa overvoltage na vigezo vya 8/20 µs, na nguvu ya sasa ya 10 hadi 40 kA. SPD za darasa hili hutumia varistors.

Kwa kuwa rasilimali ya varistors ni mdogo, fuse ya mitambo huongezwa kwa muundo wa SPD kulingana nao, ambayo huondoa tu shunt kutoka kwa varistor wakati upinzani wake unacha kuwa wa kutosha kwa hali salama ya ulinzi. Hii ni, kwa kweli, ulinzi wa joto ambao hulinda kifaa kutokana na joto na moto. Kwenye mbele ya moduli kuna kiashiria cha rangi kinachohusishwa na fuse, na ikiwa varistor inahitaji kubadilishwa, itakuwa rahisi kuelewa.

SPD za darasa la III zimepangwa kwa njia sawa, na tofauti pekee ambayo sasa ya juu ya varistor ya ndani haipaswi kuzidi 10 kA.

Mizunguko ya jadi ya ulinzi wa msukumo iliyojengwa ndani ya vifaa vya nyumbani pia ina vigezo sawa, hata hivyo, wakati inarudiwa na darasa la nje la III SPD, uwezekano wa kushindwa kwa vifaa vya mapema hupunguzwa.

Kwa haki, ni lazima ieleweke kwamba kwa ulinzi wa kuaminika wa vifaa, ni muhimu kufunga SPD za madarasa ya ulinzi wa I, II na III. Hii lazima izingatiwe, kwa kuwa darasa la nguvu la I SPD halitafanya kazi kwa msukumo mfupi wa overvoltage ya chini kwa sababu tu ya unyeti wake wa chini, na yenye nguvu kidogo haiwezi kukabiliana na sasa kubwa ambayo darasa la I SPD linaweza kushughulikia.

Maendeleo ya haraka ya vifaa vya elektroniki, ugumu wake na miniaturization ilisababisha matumizi makubwa ya microprocessors katika usimamizi wa michakato ya uzalishaji na teknolojia, mifumo ya msaada wa maisha ya binadamu. Miniaturization ya haraka ya vifaa imeathiri sio tu umeme, bali pia sekta ya umeme. Upande wa chini wa uboreshaji mdogo ulikuwa unyeti wa vifaa vya elektroniki na vya umeme kwa kuongezeka kwa voltages na kelele ya masafa ya juu. Kushindwa kwa vifaa katika kesi hizi kunaweza kuwa shida ndogo zaidi, uharibifu zaidi unasababishwa na kusimamishwa kwa uzalishaji, usumbufu wa trafiki, upotezaji wa data. voltage ya kuongezeka- hii ni voltage ya muda mfupi na muda kutoka kwa vitengo vya nanoseconds hadi makumi ya microseconds, thamani ya juu ambayo mara nyingi huzidi thamani ya voltage ya nominella ya mtandao wa umeme au mstari wa mawasiliano. Overvoltages ya msukumo ni ya asili ya uwezekano, vigezo vyao vinatambuliwa na vyanzo vya tukio na mali ya umeme ya waendeshaji ambayo hutokea. Vyanzo vya kuongezeka kwa kasi ni mapigo ya umeme, michakato ya kubadili katika mitandao ya usambazaji wa umeme na kuingiliwa kwa sumakuumeme inayotokana na usakinishaji wa umeme wa viwandani na vifaa vya elektroniki.

Mgomo wa umeme- kutokwa kwa umeme kwa asili ya anga kati ya wingu la radi na ardhi au kati ya mawingu ya radi, inayojumuisha mapigo moja au zaidi ya sasa. Wakati wa kutokwa, mkondo wa umeme unapita kupitia njia ya umeme, kufikia maadili ya 200 kA au zaidi. Mgomo wa umeme wa moja kwa moja (DSL) ndani ya kitu (ujenzi, jengo, nk) unaweza kusababisha uharibifu wa mitambo kwa miundo, kuumia kwa watu, kushindwa au kushindwa kwa mifumo ya umeme na elektroniki.

Wakati wa kutokwa kwa intercloud au mgomo wa umeme na radius ya hadi kilomita kadhaa karibu na vitu na mawasiliano yaliyojumuishwa kwenye kitu, overvoltages iliyosababishwa hutokea katika vipengele vya miundo ya chuma na mawasiliano, na kusababisha kuvunjika kwa insulation ya makondakta na vifaa, kushindwa au kushindwa kwa mifumo ya umeme na elektroniki. .

Overvoltages ya kuongezeka pia hutokea wakati wa kubadili mizigo ya inductive na capacitive, mzunguko mfupi katika mitandao ya usambazaji wa voltage ya juu na ya chini.

Ulinzi wa vifaa vya kituo kutoka kwa voltages za kuongezeka unaweza kuhakikisha kwa kufanya seti ya hatua za kiufundi, ikiwa ni pamoja na:

Uundaji wa mfumo wa ulinzi wa umeme wa nje (ELS);

Uundaji wa mfumo wa kutuliza;

Uundaji wa mfumo wa kusawazisha unaowezekana kwa kuunganishwa na basi kuu ya ardhini (GZSH) ya vitu vyote vya kimuundo vya chuma vilivyojumuishwa katika ujenzi wa mawasiliano, kesi za vifaa, isipokuwa waendeshaji wa sasa na wa ishara;

Uchunguzi wa vifaa, vifaa na waendeshaji wa ishara;

Ufungaji wa vifaa vya ulinzi wa mawimbi (SPD) kwenye vikondakta vyote vinavyobeba sasa na vya mawimbi ili kusawazisha uwezo wao kuhusiana na ardhi.

Marejeo: 1. IEC 62305 "Ulinzi dhidi ya mgomo wa umeme" Sehemu 1-5; 2. GOST R 50571.19-2000 "Mipangilio ya umeme ya majengo. Sehemu ya 4. Mahitaji ya usalama. Sura ya 44 Sehemu ya 443. Ulinzi wa mitambo ya umeme dhidi ya radi na mawimbi 3. PUE (toleo la 7) 4. SO–153-34.21.122-2003 “Maelekezo ya ulinzi wa umeme wa majengo, miundo na mawasiliano ya viwanda”.5. Nyenzo za Ufundi za Hakel.

Taratibu nyingi zinazofanyika nyumbani kwetu, hatufikirii kuwa hii ilitokea kwa sababu ya kupita kiasi. Televisheni yetu ya Philips iliteketea, na tunatenda dhambi dhidi ya kampuni ya mtengenezaji ambayo ilitubidi kununua Samsung. Na kwa nini iliwaka - hata hatufikirii juu yake.

Voltage ya kuongezeka ni nini?

Overvoltage ni ongezeko la muda mfupi la voltage kwenye kituo cha nguvu zaidi ya thamani inayoruhusiwa. Baada ya kuruka huku, voltage kwenye mtandao inarejeshwa kwa thamani yake ya asili. Kiwango cha uharibifu wa voltage katika kesi hii ni sifa ya kiashiria cha voltage ya msukumo.

Kwa mfano, voltage ya sinusoidal ya 220 V hutolewa kwa ghorofa yetu. Kuongezeka kwa kasi kunaweza kutokea kwenye mtandao wa umeme (tutazingatia sababu ya matukio yao baadaye kidogo), hii ndio wakati kuongezeka kwa overvoltage hutokea, kudumu milliseconds kadhaa, lakini amplitude (thamani ya juu) inaweza kufikia hadi elfu 10. AT.

Kwa nini voltage ya kuongezeka ni hatari kwa vifaa vya umeme vya nyumbani?

Insulation ya kifaa chochote cha umeme imeundwa kwa kiwango fulani cha voltage. Kama sheria, vifaa vya umeme vilivyo na voltage ya 220 - 380 V vimeundwa kwa msukumo wa overvoltage wa karibu 1000 V. Na ikiwa overvoltages hutokea kwenye mtandao na msukumo wa 3000 V? Katika kesi hii, kuvunjika kwa insulation hufanyika. Cheche inaonekana - pengo la ionized ya hewa ambayo mkondo wa umeme unapita. Matokeo yake, arc umeme, mzunguko mfupi na moto.

Kumbuka kuwa kuongezeka kwa insulation kunaweza kutokea hata ikiwa umeondoa vifaa vyote kutoka kwa maduka. Chini ya voltage ndani ya nyumba, wiring umeme, masanduku ya makutano, na soketi sawa bado zitabaki. Vipengele hivi vya mtandao pia havijalindwa dhidi ya voltage ya kuongezeka.

Sababu za overvoltage ya msukumo

Moja ya sababu za overvoltage ya msukumo ni kutokwa kwa umeme (mgomo wa umeme). Kubadilisha mawimbi yanayotokea kama matokeo ya kuwasha / kuzima watumiaji na mzigo mkubwa. Katika kesi ya usawa wa awamu kama matokeo ya mzunguko mfupi kwenye mtandao.

Kulinda nyumba yako kutokana na mawimbi

Haiwezekani kuondokana na overvoltages ya msukumo, lakini ili kuzuia kuvunjika kwa insulation, kuna vifaa vinavyopunguza ukubwa wa overvoltage ya msukumo kwa thamani salama.

Vifaa hivi vya kinga ni SPD - kifaa cha ulinzi wa kuongezeka.

Ipo sehemu na ulinzi kamili na SPDs.

Mtu wa kisasa, akijaribu kuendana na nyakati, hujaa nyumba yake na vifaa vya umeme kwa madhumuni anuwai. Lakini si kila mwenye nyumba anadhani kwamba katika tukio la hata voltage ya muda mfupi sana ya msukumo kwenye mtandao ambayo ni mara kadhaa zaidi kuliko ile ya kawaida, meli yake yote ya gharama kubwa ya umeme na umeme inaweza kushindwa. Inashangaza, athari za overvoltage kwa watumiaji wa umeme ni mbaya kwa kuwa vifaa vilivyoathiriwa, kama sheria, vinakuwa visivyofaa kwa ukarabati. Nguvu hii majeure, ingawa si mara nyingi, lakini imehakikishwa, inaweza kuwa matokeo ya overvoltage katika mitandao unaosababishwa na radi, awamu ya dharura kuingiliana au byte michakato. Vifaa vinavyoitwa ulinzi wa kuongezeka vimeundwa kulinda vifaa vya umeme. Kanuni ya uendeshaji wa SPD, madarasa na tofauti kati yao ni kujadiliwa hapa chini.

Uainishaji wa SPD

Vifaa vya ulinzi wa mawimbi ni dhana pana na ya jumla. Aina hii ya vifaa inajumuisha vifaa ambavyo vinaweza kugawanywa katika madarasa:

Mimi darasa. Imekusudiwa kulinda dhidi ya ushawishi wa moja kwa moja wa kitengo cha umeme. Vifaa hivi lazima viwe na vifaa vya usambazaji wa pembejeo (ASU) ya majengo ya utawala na viwanda na majengo ya ghorofa ya makazi.
darasa la II. Wanatoa ulinzi wa mitandao ya usambazaji wa umeme kutoka kwa overvoltages inayosababishwa na michakato ya kubadili, pamoja na kufanya kazi za hatua ya pili ya ulinzi dhidi ya madhara ya mgomo wa umeme. Imewekwa na kuunganishwa kwenye mtandao kwenye vibao.
III darasa. Zinatumika kulinda vifaa kutoka kwa voltages za kuongezeka zinazosababishwa na kuongezeka kwa voltage iliyobaki na usambazaji wa voltage asymmetric kati ya awamu na waya wa upande wowote. Vifaa vya darasa hili pia hufanya kazi katika hali ya vichujio vya kelele za juu-frequency. Yanafaa zaidi kwa hali ya nyumba ya kibinafsi au ghorofa, zimeunganishwa na kusanikishwa moja kwa moja kwa watumiaji. Maarufu zaidi ni vifaa vinavyotengenezwa kama moduli zilizo na mahali pa kupachika kwa ajili ya kusakinisha, au kuwa na usanidi wa soketi za umeme au plugs za nguvu.

Aina za kifaa

Vifaa vyote vinavyotoa ulinzi wa kuongezeka vimegawanywa katika aina mbili, ambazo hutofautiana katika kubuni na kanuni ya uendeshaji. Fikiria jinsi SPD za aina tofauti hufanya kazi.

Valve na mapungufu ya cheche. Kanuni ya uendeshaji wa wakamataji inategemea matumizi ya athari za mapungufu ya cheche. Muundo wa wakamataji hutoa pengo la hewa katika jumper inayounganisha awamu za mstari wa nguvu na kitanzi cha ardhi. Kwa thamani ya nominella ya voltage, mzunguko katika jumper umevunjwa. Katika tukio la kutokwa kwa umeme, kwa sababu hiyo, kuvunjika kwa pengo la hewa hutokea kwenye mstari wa maambukizi ya nguvu, mzunguko kati ya awamu na ardhi hufunga, pigo la juu la voltage huenda moja kwa moja chini. Muundo wa kizuizi cha valve katika mzunguko na pengo la cheche hutoa kwa kupinga ambayo pigo la juu-voltage limezimwa. Wakamataji katika hali nyingi hutumiwa katika mitandao ya juu ya voltage.

Vizuizi vya upasuaji (SPDs). Vifaa hivi vimechukua nafasi ya vikamata vilivyopitwa na wakati na vikubwa. Ili kuelewa jinsi limiter inavyofanya kazi, unahitaji kukumbuka mali ya vipinga visivyo na mstari, vilivyojengwa juu ya matumizi ya sifa zao za sasa za voltage. Varistors hutumiwa kama vipingamizi visivyo na mstari katika SPD. Kwa watu ambao hawana uzoefu katika ugumu wa uhandisi wa umeme, habari kidogo kuhusu kile kinachojumuisha na jinsi inavyofanya kazi. Nyenzo kuu kwa ajili ya utengenezaji wa varistors ni oksidi ya zinki. Katika mchanganyiko na oksidi za metali nyingine, mkusanyiko huundwa, unaojumuisha makutano ya p-n, ambayo ina sifa za sasa za voltage. Wakati thamani ya voltage kwenye mtandao inafanana na vigezo vya majina, sasa katika mzunguko wa varistor ni karibu na sifuri. Kwa wakati wa overvoltage kwenye makutano ya p-n, ongezeko kubwa la sasa hutokea, ambayo inasababisha kupungua kwa voltage kwa thamani ya nominella. Baada ya kuhalalisha vigezo vya mtandao, varistor inarudi kwa hali isiyo ya kufanya na haiathiri uendeshaji wa kifaa.

Vipimo vya kompakt ya vizuizi vya kuongezeka na anuwai ya aina ya vifaa hivi ilifanya iwezekane kupanua wigo wa vifaa hivi, ikawezekana kutumia SPD kama njia ya ulinzi wa kuongezeka kwa nyumba ya kibinafsi au ghorofa. Walakini, vidhibiti vya voltage vya kuongezeka vilivyokusanywa kwenye varistors, licha ya faida zao zote ikilinganishwa na vifunga, vina shida moja muhimu - kizuizi cha maisha ya huduma. Kutokana na ulinzi wa joto uliojengwa ndani yao, kifaa kinabakia bila kufanya kazi kwa muda baada ya uendeshaji, kwa sababu hii, kifaa kinachoweza kuharibika haraka hutolewa kwenye nyumba ya SPD, ambayo inaruhusu uingizwaji wa haraka wa moduli.

Unaweza kujifunza zaidi kuhusu SPD ni nini na madhumuni yake ni nini kutoka kwa video:

Jinsi ya kupanga ulinzi?

Kabla ya kuendelea na ufungaji na uunganisho wa vifaa vya ulinzi wa kuongezeka, ni muhimu, vinginevyo kazi zote kwenye mpangilio wa SPD zitapoteza maana yote. Mpango wa classic hutoa ngazi 3 za ulinzi. Wakamataji (darasa la SPD la I) wamewekwa kwenye pembejeo, kutoa ulinzi wa umeme. Kifaa kinachofuata cha kinga ni darasa la II, kwa kawaida kizuizi cha kuongezeka kinaunganishwa kwenye ubao wa kubadili wa nyumba. Kiwango cha ulinzi wake kinapaswa kuhakikisha kupunguzwa kwa ukubwa wa overvoltage kwa vigezo salama kwa vyombo vya nyumbani na mtandao wa taa. Katika maeneo ya karibu ya bidhaa za elektroniki nyeti kwa kushuka kwa thamani ya sasa na voltage, darasa la III ni la kuhitajika.

Wakati wa kuunganisha SPD, ni muhimu kutoa ulinzi wao wa sasa na ulinzi dhidi ya mzunguko mfupi na mvunjaji wa mzunguko wa utangulizi au fuses. Tutakuambia zaidi kuhusu ufungaji wa vifaa hivi vya kinga katika makala tofauti.

Kwa hivyo tumezingatia kanuni ya uendeshaji wa SPDs, madarasa na tofauti kati yao. Tunatumahi kuwa habari iliyotolewa ilikuwa muhimu kwako!