Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

СПОСОБЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ



ВВЕДЕНИЕ

Перенапряжение – напряжение, величина которого превышает допустимое значение, вызванное появлением избытка энергии в электрической сети. Перенапряжение с точки зрения пожарной опасности является одним из наиболее опасных аварийных режимов работы электрооборудования, вызывающий условия, в большинстве случаев достаточные для появления пожароопасных факторов пожара (превышение допустимого значения напряжения приводит к нарушению нормальной работы или возможному возгоранию).

На фоне ухудшения состояния инженерных систем, увеличения энергопотребления и некачественного обслуживания, питания электроустановок основными причинами, вызывающими перенапряжения в электрических сетях, являются грозовые проявления (атмосферные перенапряжения), коммутационные переключения, неравномерность нагрузки фаз в электрических сетях и т. п.

Физическая картина внутренних перенапряжений обусловлена колебательными переходными процессами от начальных к установившимся распределениям напряжения на токоведущих участках вследствие различной ситуации в электрической цепи. В условиях эксплуатации электрических сетей возможны плановые, режимные или аварийные ситуации. Поэтому диапазоны величин перенапряжений определяются границами от нескольких сотен вольт до десятков и сотен киловольт, и зависят от типов перенапряжений.

ВИДЫ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Атмосферные перенапряжения считаются одним из наиболее опасных видов аварийных режимов работы электрической сети. Эти перенапряжения возникают в результате разряда молнии при атмосферных осадках путем концентрации электричества на поверхности объекта, заноса потенциала через инженерные токопроводящие сети и системы.
Внутренние перенапряжения бывают коммутационными, возникающими вследствие режимных или аварийных переключений высоковольтного оборудования; резонансными – когда электрическая цепь содержит избыточное количество элементов реактивной мощности (срабатывает принцип емкостно-индуктивного колебательного контура).
К существующим группам перенапряжений можно также отнести третью группу, объединяющую перенапряжения по причинам аварий, некачественного технического обслуживания (ТО) и монтажа: обрыва нулевого провода, однофазные короткие замыкания, нарушение правил эксплуатации электроустановок. Перенапряжения третьей группы чаще всего возникают на стадии эксплуатации электрических сетей (жизненный цикл объекта «эксплуатация»), поэтому упоминания о них в большинстве литературных источников носят поверхностный характер.

Наряду с упомянутыми причинами, ситуация пожарной опасности электрических сетей до 1000 В. При перенапряжениях также усугубляется динамикой электрификации социально-экономической системы государства: явление перенапряжения в электрической сети встречается не только на производстве, но и в быту, сфере обслуживания человека.

Использование электрического оборудования, в котором применяются пускорегулирующие устройства с магнитной системой, отсутствие аппаратов защиты, предупреждающих или сглаживающих импульсы перенапряжений, нарушения эксплуатации систем молниезащиты и заземления, применение чувствительного к перенапряжениям оборудования и т.д. – это основные проблемные вопросы. Однако, они отражены довольно поверхностно в нормативно-технических и правовых актах и в первую очередь влияют на административные и управленческие ресурсы по организации пожарной безопасности объекта в целом.

СПОСОБЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Для защиты от перенапряжения используется множество устройств, среди которых следует выделить:

  • Варистор
  • Источник бесперебойного питания
  • Разрядник
  • Сетевой фильтр
  • Стабилитрон
  • Стабилизаторы:
    • Стабилизатор напряжения
    • Бареттер
  • Шунтирующий электрический реактор

Рассмотрим принципы работы всех устройств более детально.

ВАРИСТОР

Варистор— полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление (проводимость) которого нелинейно зависит от приложенного напряжения, то есть обладающий нелинейной симметричной вольт-амперной характеристикой и имеющий два вывода. Благодаря отсутствию сопровождающих токов при скачкообразном изменении приложенного напряжения, варисторы являются основным элементом для производства устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). В русскоязычной литературе часто применяется термин разрядник для обозначения варистора или устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) на основе варистора.

Изготавливают варисторы спеканием при температуре около 1700 °C полупроводника — преимущественно порошкообразного карбида кремния SiC или оксида цинка ZnO, и связующего вещества (глина, жидкое стекло, лаки, смолы и др.). Далее поверхность полученного элемента металлизируют и припаивают к ней выводы.

Конструктивно варисторы выполняются обычно в виде дисков, таблеток, стержней; существуют бусинковые и плёночные варисторы. Широкое распространение получили стержневые подстроечные варисторы с подвижным контактом.Нелинейность характеристик варисторов обусловлена локальным нагревом соприкасающихся граней многочисленных кристаллов карбида кремния (или иного полупроводника). При локальном повышении температуры на границах кристаллов сопротивление последних существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варисторов.

Один из основных параметров варистора — коэффициент нелинейности λ — определяется отношением его статического сопротивления R к динамическому сопротивлению Rd:

,

где U и I — напряжение и ток варистора.

Коэффициент нелинейности лежит в пределах 2-10 у варисторов на основе SiC и 20-100 у варисторов на основе ZnO. Температурный коэффициент сопротивления варистора — отрицательная величина.

Низковольтные варисторы изготавливают на рабочее напряжение от 3 до 200 В и ток от 0,1 мА до 1 А; высоковольтные варисторы — на рабочее напряжение до 20 кВ. Варисторы применяются для стабилизации и регулирования низкочастотных токов и напряжений, в аналоговых вычислителях — для возведения в степень, извлечения корней и других математических действий, в цепях защиты от перенапряжений (например, высоковольтные линии электропередачи, линии связи, электрические приборы) и др. Высоковольтные варисторы применяются для изготовления ограничителей перенапряжения. Как электронные компоненты, варисторы дёшевы и надёжны, способны выдерживать значительные электрические перегрузки, могут работать на высокой частоте (до 500 кГц). Среди недостатков — значительный низкочастотный шум и старение — изменение параметров со временем и при колебаниях температуры.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.