Защита от перенапряжения, скачков и перепадов напряжения в квартире

Виды коротких замыканий

Данное явление нередко наблюдается под действием природных электрических аномалий. Как правило, это мощные грозовые разряды, сопровождаемые молниями. Их основным источником служит статическое электричество с огромным потенциалом, с различными знаками и величинами, накопленное облаками в процессе перемещения силой ветра с одного места на другое на большие расстояния.

Влажные пары, находящиеся в облаке, поднимаются на высоту, охлаждаются естественным путем. Образующийся конденсат проливается на землю в виде дождя. Из-за низкого сопротивления влажной среды воздушная прослойка подвергается пробою, по которому и проходит высокий электрический ток, представляющий собой молнию.

Для прохождения электрического разряда требуется два отдельных объекта с разными значениями потенциалов. Чаще всего, это два облака, идущие на сближение, или сама грозовая туча и поверхность земли. В первом случае опасность грозит в основном летательным аппаратам, а во втором под действие разряда могут попасть любое устройство или объект, в том числе и воздушные ЛЭП. Защита обеспечивается путем установки молниеотводов, нейтрализующих грозовые разряды.

Все процессы определяются математическим выражением закона Ома для полной цепи. Происходит равномерное распределение нагрузки в обоих контурах – внутреннем и внешнем.

При возникновении аварийной ситуации, между плюсовой и минусовой клеммами возникает непредвиденный контакт в виде короткой цепи, в которой чрезвычайно низкое электрическое сопротивление. Внешний контур выключается из работы, и циркуляция тока происходит лишь по внутреннему контуру с маленьким сопротивлением. ЭДС, при этом, остается неизменной, что приводит к резкому росту силы тока. Все это сопровождается большим тепловыделением и нарушениями целостности цепи.

Процессы в цепях переменного тока также попадают под действие закона Ома. В отличие от предыдущего варианта, эти схемы могут быть одно- или трехфазными, подключаться к заземляющему контуру. Короткие замыкания в таких цепях возникают в самых разнообразных формах: «фаза-земля», «фаза-фаза», «фаза-фаза-земля», «фаза-фаза-фаза», «фаза-фаза-фаза-земля».

Иногда замыкания могут возникнуть внутри самой нагрузки, например, в электродвигателях. При одной фазе возможен пробой изоляции корпуса или нулевого проводника. У трехфазных потребителей возможны замыкания между фазами и другие аналогичные сочетания. В любом случае все это приводит к аварийному режиму с тяжелыми последствиями. Предотвратить подобные ситуации помогает автомат снимающий опасное напряжение с участка цепи и подключенного оборудования.

Что собой представляет провал напряжения?

В соответствии с европейским стандартом EN 50160 провалом напряжения считается внезапное понижение эффективных значений напряжения до значения от 90 % до 1 % от заданного, после чего следует непосредственное восстановление напряжения. Длительность провала напряжения составляет от половины периода (10 мс) до минуты.

Рис. 1 Пример провала напряжения

Если эффективное значение напряжения не опускается ниже 90 % от заданного значения, это рассматривается как нормальное рабочее состояние. Если напряжение падает ниже 1 % от заданного значения, это считается прерыванием.

Таким образом, провал напряжения не следует путать с прерыванием. Прерывание возникает, например, после срабатывания предохранителя (тип. 300 мс). Пропадание напряжения в сети распространяется в форме провала напряжения по остальной распределительной электросети.

На рисунке (рис. 2) уточняется разница между провалом, коротким прерыванием и пониженным напряжением.

Рис. 2: Разница между провалом, прерыванием и пониженным напряжением

Чем опасно высокое напряжение

Мы разобрались, почему возникает повышенное напряжение в электрической сети, но какова его опасность? Это явление в сети опасно в первую очередь для бытовой техники. Хоть и в современных приборах устанавливают импульсные источники питания со стабилизированными выходными цепями, но входные их каскады испытывают повышенные нагрузки и могут преждевременно выйти из строя.

Также влиянию подвержены и нагревательные приборы – котлы, электроплиты, ТЭНы стиральных машин и прочее. Вследствие высокого напряжения через их спирали протекает повышенный ток. Соответственно выделяется большая мощность и срок службы снижается. Особенно опасно это для воздушных ТЭНов, например, нитей конвекторов и спиралей.

Такая неполадка электрической сети неблагоприятна и для техники с двигателями, к таким изделиям относятся компрессора холодильников, кондиционеров, вентиляторы и насосы. Их обмотки будут греться и в итоге могут выйти из строя. Это же применимо и к сетевым трансформаторам.

Не забывайте и о том, что раз из-за высокого напряжения увеличивается и потребляемый ток, то и проводка нагружается. В лучшем случае последствия приведут к повреждению контактных соединений (особенно если есть скрутки), а в худшем к отгоранию проводов, расплавлению изоляции и пожару.

Общие сведения

Перенапряжением ЦНС называют состояние, при котором умственное напряжение превосходит над адаптационными способностями головного мозга.

Данное состояние может развиваться не только при чрезмерной нагрузке интеллектуального характера, а и при физической. При совершении физической нагрузки задействованы нервы, передающие импульсы, генерируемые мозгом.

При совершении физического труда принимает участие лобная доля, чувствительная область головного мозга, двигательная кора, черепно-мозговые нервы, которые также имеют порог перенапряжения.
Перенапряжение ЦНС при умственных задачах проявляется гораздо быстрее, так как в этот процесс вовлекаются мыслительная активность и больше зон мозга. Чем больше поступает информации, тем больше ресурсов необходимо задействовать, чтоб ее сохранить, обработать и сгенерировать нужный ответ.

Защита от перенапряжения в сети

Обязанности по защите электрических сетей от действия природных и техногенных факторов лежит на организациях, обслуживающих данные сети. Оборудование по молниезащите и защите от перепадов напряжения в сетях с высоким напряжением устанавливается на опорах и мачтах линий передач, на электрических подстанциях всех уровней. Оборудование для защиты сетей также устанавливается на подстанциях заводов и фабрик, силовых подстанциях питания сетей электротранспорта.

Для защиты электрооборудования дома и бытовых электрических приборов в частных домах и квартирах могут быть установлены локальные устройства для защиты от скачков и перепадов напряжения.

Все устройства защиты по напряжению компании «Бастион» соответствуют требованиям российских и международных стандартов.

Устройства защиты от скачков напряжения и перенапряжения «Альбатрос» надежно будут защищать вашу сеть, электрическое оборудование и бытовые приборы от пагубного воздействия скачков напряжения и перенапряжения.

Таблицы мощности бытовых тепловых электрических приборов
Молниезащита здания и электросети

№8 – Indesit

Один из самых именитых производителей на рынке. Стоит ли говорить, что это не случайно. Ассортимент бренда безумно широк и включает в себя предложения на любой вкус и цвет и размеры кошелька. Есть однодверные модели, двухдверные, встраиваемые, с верхней или нижней морозильной камерой. В общем, такого богатства выбора не предлагает ни одна другая фирма.

Холодильники Индезит чаще всего имеют простое интуитивное управление, поэтому к продукции компании стоит присмотреться, если вы ищите решение для пожилого родственника. Из недостатков моделей выделяют лишь уровень шума. Тут сравниться с продукцией итальянского бренда не может никто.

~~холодильник Indesit~~

Оборудование Schneider Electric для защиты от перенапряжений

Наиболее эффективными средствами для обеспечения защиты от перенапряжений в квартирах и частных домах служат модульные аппараты, устанавливаемые в распределительные щиты. Также с целью частичной защиты могут использоваться сетевые фильтры.

Дифференциальные выключатели нагрузки (УЗО) предназначены в первую очередь для защиты людей от поражения электрическим током и предотвращения возгораний. Однако в линейке модульного оборудования Easy9, разработанного компанией Schneider Electric, также есть УЗО, совмещающие защиту от утечки тока и от превышения напряжения. Если в сети возникнет переходное напряжение промышленной частоты, к примеру, из-за обрыва нейтрального провода в подъезде многоквартирного дома, питание будет отключено. Такое устройство позволит защитить и проводку, и оборудование, и человеческую жизнь.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) помогают предотвратить последствия от непрямых ударов молний и аварийных скачков напряжения, губительных для дорогостоящей электроники; они компенсируют сильные броски напряжения, с которыми УЗО справиться не в состоянии. Как правило, электроника может выдержать перенапряжения до 1300-1500 В, в том время, как скачки напряжения при ударе молнии могут достигать 10 000 В. Задача УЗИП — сгладить импульсные перенапряжения до приемлемого уровня в 1000-1300 В.

Наиболее распространенный вариант УЗИП — это сетевые фильтры (удлинители с кнопкой), однако УЗИП в модульном исполнении (к примеру, Easy9 от Schneider Electric) обеспечивает значительно более надежную и качественную защиту от перенапряжений. К тому же, размещение аппарата в распределительном щитке на входе в квартиру позволяет защитить не только компьютер, но и кухонные приборы, климатическое оборудование, охранную сигнализацию, мультимедийные системы, поставленные на зарядку смартфоны и т.д. К сожалению, пока модульными аппаратами УЗИП оснащено не более 1 % российских домохозяйств.

Смотреть видеосюжет об основных преимуществах автоматов Easy9, Домовой и Acti 9

При выборе устройств защиты от импульсных перенапряжений важно учитывать наличие молниеотвода, организацию системы заземления, информацию о токах короткого замыкания (КЗ). Наличие УЗИП обеспечивает полную защиту системы электроснабжения квартиры или частного дома и гарантирует сохранность всех видов дорогостоящей бытовой техники и электроники

Наличие УЗИП обеспечивает полную защиту системы электроснабжения квартиры или частного дома и гарантирует сохранность всех видов дорогостоящей бытовой техники и электроники.

Ограничители перенапряжений Acti 9 предназначены в первую очередь для промышленных и административных зданий. Однако и в этой серии есть оборудование, которое при необходимости можно применять в жилых помещениях для надежной защиты от атмосферных перенапряжений. Это ограничители перенапряжения типа 2 со встроенным разъединителем — iQuick-PF, iQuick-PRD и модульные ограничители перенапряжений типа 2 — iPF & iPRD. В оборудовании Acti 9 предусмотрена сертифицированная координация срабатывания с автоматическими выключателями, кроме того, аппараты очень легко монтировать на объекте, а их состояние можно отслеживать удаленно с помощью системы мониторинга. Для телекоммуникационных сетей могут использоваться устройства защиты iPRC и iPRI.

Помимо этого в продуктовом портфеле Schneider Electric есть бытовые устройства защиты от всплесков напряжения APC SurgeArrest Performance. Сетевые фильтры этой серии предназначены для обеспечения минимально необходимой защиты компьютеров, бытовых электронных приборов и телефонных линий от импульсных помех.

При выборе решения для защиты от перенапряжения, важно учитывать стоимость защищаемого оборудования и последствия его выхода из строя. А также риски возникновения перенапряжений, которые напрямую связаны с состоянием сети и грозовой активностью в конкретной местности

Продумывая защиту электрооборудования, важно не забывать и о телекоммуникационных сетях, которые также могут пострадать от перенапряжений.

Основные характеристики перенапряжений

Необходимо учитывать три фактора:

Прямой или непрямой удар молнии может иметь разрушительные последствия для электросистем в радиусе нескольких километров.
Коммутационные перенапряжения наносят значительный ущерб.
Подземное размещение оборудования никоим образом не защищает его от поражения, хотя и ограничивает риск прямого поражения.

Рис. J5 ниже показывает сводные основные характеристики перенапряжений.

Тип перенапряжения	Коэффициентперенапряжения	Продолжительность	Частота
Промышленная частота(повреждение изоляции)	1,7	Длительное 30 — 1000 мс	Промышлен. частота(50-60-400 Гц)
Коммутационное	2 — 4	Кратковременное1 — 100 мс	Средняя1 — 200 кГц
Атмосферное	> 4	Очень кратковремен.1 — 100 мкс	Очень высокая1 — 1000 кВ/мкс

Рис. J5: Основные характеристики перенапряжений

Причины техногенного характера

В многоквартирных домах, особенно старой постройки, линии электросети сильно изношены, сечение может не соответствовать нормативам Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Кроме того, имеют место факты несанкционированного ремонта, самостоятельной замены проводки, выполненной несертифицированными домашними «электриками». Контактные группы (клеммные колодки) испорчены коррозией, многочисленными подгораниями точек контакта. Возникают скрутки проводов из различных металлов, что приводит к электрохимической коррозии.
При таком состоянии проводки, даже исправная и качественная трансформаторная подстанция не в состоянии обеспечить стабильные параметры при изменении тока нагрузки. Особенно заметны скачки напряжения в электросети в летний период (когда жители включают кондиционеры), и при наступлении темноты.
Трансформаторные подстанции построены еще в прошлом веке. В результате изношенности, оборудование не в состоянии противодействовать перегрузкам по току, поэтому постоянно возникают серьезные просады напряжения. Часть таких трансформаторов конструктивно не имеют средств стабилизации.
Наращивание дополнительных мощностей потребления на линейном уровне. Любая подстанция имеет резерв по мощности. Если он не задействован, то кратковременные перегрузки гасятся запасом по току, и напряжение остается стабильным. В результате неконтролируемой застройки, энергетики вынуждены подключать новые линии на существующие сети, полностью выбирая резерв. иногда, по причине коррумпированности представителей энергетических компаний, застройщику удается даже превысить лимит потребления.Как следствие — энергосети постоянно работают в режиме перегрузки, и малейшее увеличение потребляемой мощности неминуемо приводит к скачкам напряжения.
Рост энергетической нагрузки в масштабах каждой квартиры (домовладения). Современный житель (особенно в городской среде) неизбежно увеличивает количество используемых электроприборов. В каждой комнате устанавливается телевизор, в квартирах имеются компьютеры, посудомоечные машины, мультиварки. Кондиционер уже давно входит в стандартное оснащение жилища. Разумеется, каждый персональный ввод электросети ограничен автоматом защиты. Но его максимальный показатель по току не рассчитан на постоянное потребление на грани срабатывания. Когда в каждой квартире сила тока близка к порогу срабатывания автомата, сети испытывают значительные перегрузки, и напряжение падает.
Обрыв или потеря контакта на линии нейтрали. В этом случае напряжение не пропадает (как при однофазном подключении), а резко возрастает. Превышение может составить несколько сотен вольт: зафиксированы случаи, когда напряжение в аварийной сети достигает 400–500 вольт. Понятно, что при большой нагрузке эти перепады приводят к срабатыванию линейных средств защиты. А если потребление ниже среднего, выходит из строя бытовая техника. Возможен даже пожар.
Самовольная коммутация электросетей на вводе. Некоторые недобросовестные жильцы используют в качестве нейтрали, системы водопровода или отопления, для обхода приборов учета электроэнергии. В этом случае возникает разброс линии фазы и нуля. Помимо опасности прикосновения к радиаторам отопления, такие художества приводят к скачкам напряжения в сети.
Подключение промышленного оборудования к линиям бытового назначения. Довольно часто можно наблюдать, как при строительстве домовладения, или объекта торговли (ларька), бригада работает с мощной бетономешалкой или сварочным трансформатором, запитанным от обычного щитка питания. Разумеется, потребление в активном режиме порядка 5–10 кВт в одной точке, приводит к просадам напряжения на линии.
Случается, что бытовая линия электропередач расположена в непосредственной близости от высоковольтных мачт, либо контактного провода троллейбусного или трамвайного маршрута. В этом случае возможен эффект наведенного напряжения.
Нельзя забывать о природных факторах. Речь идет не только о непосредственном грозовом разряде прямо в линию электропередач (хотя и такое случается).
Статика является серьезной проблемой не только при прохождении сквозь ЛЭП грозового фронта (даже без молний), но и во время так называемых суховеев.

Причины возникновения

Повышенное напряжение в сети может возникнуть по ряду причин, как аварийных, так и технологических, обусловленных особенностями ваших электросетей. Рассмотрим несколько ситуаций подробнее:

Колебания, вызванные разницей потребления в сети днём и ночью. Напряжение повышается ближе к полуночи, когда все жильцы спят, а близлежащие крупные потребители энергии не работают. Днём же напряжение может быть в норме или даже пониженным.
Зимой сеть в норме, а летом вольт в розетке больше нормы. Также связано с разницей в потребляемой мощности. Зимой включают обогреватели, в связи с этим нагрузка возрастает, увеличиваются и просадки на линии.
Отгорание нуля и перекос фаз. Когда неисправен нулевой провод, например, на вводе в дом проблемы с контактом или ноль вовсе отгорел, то напряжение в квартирах, подключенных к одной фазе, будет высоким – до и больше 300 вольт, в зависимости от того, насколько несимметрична нагрузка. Зато в квартирах, подключенных к другим фазам, будет пониженное напряжение. Аналогичная ситуация возникает и при проблемах с нулем во внешних линиях электропередач, тогда проблема будет не только в квартирах, но и целые улицы с частными домами могут пострадать.

Первых две проблемы обусловлены устройством трансформаторной подстанции, они обустраиваются РПН (устройство регулирования под нагрузкой), вольтодобавочными трансформаторами или другими техническими решениями. Таким образом напряжение настраивают для корректного электроснабжения.

Но допустим, что есть длинная улица в поселке из частных домов. Тогда подстанция обустраивается так, чтобы обеспечить нормальное питание отдалённых потребителей, тогда у тех потребителей, что расположены ближе к ТП будет высокое напряжение, а в последних домах нормальное или низкое. Особенно остро это проявляется в то время, когда линия сильно нагружена.

Разновидности перенапряжения

Прежде всего следует отметить, что перенапряжение делится на четыре вида:

атмосферное или грозовое;
коммутационное;
переходное;
электростатическое.

Вкратце рассмотрим причины возникновения каждого из видов опасной ситуации.

Атмосферное

Этот вид относится к природным явлениям и считается самым опасным, так как вызывается особо мощными грозовыми разрядами. При таких разрядах импульсное перенапряжение может достичь (в зависимости от места попадания ветви молнии) нескольких десятков тысяч вольт за микро-доли секунды.

Молния может попадать напрямую в электросеть (воздушную линию) или в молниеотвод (молниеприемник). Перенапряжение может возникнуть и в результате попадания молнии вдали от электросети (в результате электромагнитного воздействия).

Импульсы могут быть различной формы и длительности. К примеру, ниже на рисунке указаны две типичные разновидности волны – 10/350 и 8/20.

Следует заметить, что при наличии молниеотвода, который защищает объект от полного разряда, большая часть тока импульса отводится в землю, а остальная распределяется каким-либо случайным образом в домашних электропроводках.

Коммутационное

Такое явление возникает, когда общая локальная сеть резко меняет свой стационарный режим работы. Это может иметь место в результате резкого включения или выключения мощного оборудования, а также при аварийных перегрузках. Возникает так называемый переходной процесс, который носит колебательный характер с высокой (до сотен килогерц) частотой. При этом перенапряжения могут быть очень высокими. Они определяются конкретными в данный момент характеристиками и параметрами сети, распределением нагрузок по фазам.

Например, при отключении мощного трансформатора вся энергия, находящаяся в нем в данный момент в виде магнитного насыщения, может привести к сильному перенапряжению в сети и стать причиной мгновенного повреждения электрооборудования.

Переходное

Подобное явление возникает в результате обрывов и повреждений в сетях. Например, из-за обрыва общего для потребителей нейтрального проводника в трехфазной сети, так называемый «обрыв нуля», напряжения в фазах распределяются в существенной зависимости от фазной нагрузки («перекос фаз»). Это характерно для трансформаторов, не оборудованных соответствующими компенсаторами.

Электростатическое

Такое явление возникает в сухом воздухе, в материалах хорошо сохраняющих электрический заряд. Разряд между материалами и электропроводкой может произойти совершенно неожиданно, мгновенно вызвав перенапряжение и повреждения подключенной к сети аппаратуре. Электростатические потенциалы невидимы и не ощущаемы человеком, хорошо ощущается лишь разряд (это испытывали многие).

Например, если носить диэлектрическую обувь, то при хождении по ковру человек заряжается до нескольких тысяч вольт. А если после этого прикоснуться к любой конструкции, которая обладает токопроводящими свойствами (например, батареи или корпусу компьютера), то возникнет электрический разряд, который длится несколько наносекунд. Такое электростатическое воздействие считается очень опасным для электронных деталей в любом электрооборудовании. При производстве электронной аппаратуры строго требуется надевать заземляющие браслеты и использовать многие другие защитные средства.

О том, как защитить себя от статического электричества, мы рассказывали в соответствующей статье на сайте!

Седативные

Нормализуют ритм сердца, обладают успокаивающим эффектом. С помощью таких лекарств можно перестать нервничать и запросто уснуть:

Валидол;
Настойка валерианы;
Корвалол.

Как избежать нервного перенапряжения

Итак, во избежание депрессивных наклонностей необходимо узнать о методе приручения времени — «тайм-менеджменте». Нехитрые советы помогут узнать, как избежать стресса, вызванного состоянием «ничего не успеваю»:
Нужно быть уверенней — в твоих руках весь мир

Нацелиться на результат.

Продуктивность – основное, что выделяет людей, которые «успевают все». Не выборочно, каждый день. Отдавать много времени работе, при этом, успевая выполнить запланированные дела – разные вещи. Формулировка «продуктивности» обозначает получившийся результат, но отнюдь не сам процесс работы.

Написать конкретные цели и реальные пути их достижения.

Для повышения уровня производительности необходимо помнить о целях. Указать намерение, что отступать назад нельзя.

Выработать уверенность в собственных силах.

Большинство людей используют временной запас не по назначению, впустую, не продуктивно, не на результат. Решительность должна присутствовать во всем: плодотворно на процесс развития продуктивности влияет целеустремленность.

Выбрать пример успешного человека, и стараться наследовать его привычки.

Повторение за привычками успешных людей вселяет уверенность, ведь наглядно видно результат. Необходимо выработать в себе вторую, более успешную сущность.

Таким образом, необходимо правильно и методично распределять свой временной ресурс. Исполняя задачи с учетом тайм-менеджмента, и действуя в соответствии с планом, каждый час будет ценным, принося определенную пользу и продвигая решение задачи вперед.

Вопрос от читателей

Проблемно-ситуационная задача выглядит следующим образом: после нервного перенапряжения у мужчины 42 лет появились боли в области груди, отдающие под лопатку слева, а также в нижнюю челюсть. Вопрос состоит в том, чтобы определить, какое состояние возникло у пациента, а также что делать пришедшему на помощь врачу.

Ответ: если после нервного перенапряжения развиваются перечисленные симптомы, то это острый инфаркт миокарда, к которому добавился кардиогенный шок. Специалисту следует незамедлительно выполнить шаги оказания первой помощи, выполняемые при данном недуге.

Переходные процессы

Импульсные переходные процессы (электростатический разряд)

Причины возникновения:

Гроза: как случай прямого попадания, так и разряды в небе, влияющие на электросеть посредством электромагнитного поля
Коммутация индуктивных нагрузок
Срабатывание защитной автоматики
Неисправность заземления

Ход процесса:

Импульсный переходный процесс представляет собой резкий скачок напряжения в несколько киловольт (длительность скачка составляет наносекунды, общая длительность помехи – десятки наносекунд)

Опасность:

Электростатический разряд не наносит вреда человеку (не считая неприятного треска и искры), но «убивает» любую микросхему

Меры предупреждения и подавления:

Поддержание влажности в помещении в диапазоне 40-60%
Антистатическое заземление (браслеты, коврики, обувь)
Общее заземление
Устройства подавления всплесков:
- на основе металооксидных варисторов, подавляющих всплески любой продолжительности)
- тепловая защита
- газовые разрядники
- тиристоры

Устройства подавления всплесков – неотъемлемая часть источников бесперебойного питания (ИБП), часто их можно встретить и в блоках питания компьютеров.

Колебательные переходные процессы

Причины возникновения:

Отключение индуктивной или емкостной нагрузки (электродвигатель или конденсаторная батарея)

Ход процесса:

Колебательный переходный процесс представляет собой наложение затухающего колебательного процесса на синусоиду переменного тока. При этом наблюдаются частые пики и спады напряжения. Длительность искажения составляет десятки миллисекунд.

Опасность:

Колебательный переходный процесс оказывает значительное негативное влияние на работу электронного оборудования.
Низкочастотный колебательный переходный процесс существенно искажает синусоиду и, как правило, повышает общий уровень напряжения, что может привести к срабатыванию защиты по перенапряжению.

Меры предупреждения и подавления:

Установка дросселей, понижающий амплитуду колебания (ими оснащены, например, частотники электродвигателей)
Подключение батарей конденсаторов через статические выключатели, которые отключают батарею в момент прохождения синусоиды через ноль. Возникающие искажения при этом на порядок меньше, т.к. их амплитуда зависит от текущего значения напряжения в сети)

Длительное однофазное замыкание на землю

На воздушной линии 35 кВ произошло длительное однофазное замыкание на землю (ОЗЗ). По проекту от этого повреждения предусмотрена направленная токовая защита нулевой последовательности (ТНЗНП). В данном случае ТНЗНП отказала, из-за этого ОЗЗ развилось в двойное замыкание на землю (КЗ). Замыкание было отключено на соседнем присоединении, а ОЗЗ на контролируемой линии никуда не исчезло.

В результате анализа осциллограмм силами эксплуатации и завода-изготовителя защиты возникло предположение, что отказ ТНЗНП произошёл из-за неправильного подключения защиты к разомкнутому треугольнику трансформатора напряжения (ТН). То есть якобы подключение было с обратной полярностью.

Рассмотрим подробно саму осциллограмму. На рис. 1-3 приведены фазные напряжения.

Рис. 1. Напряжение фазы A uA (действующее значение 18,3 кВ)

Рис. 2. Напряжение фазы B uB (действующее значение 0,3 кВ)

Рис. 3. Напряжение фазы C uC (действующее значение 18,1 кВ)

Из теории известно, что при металлическом ОЗЗ напряжения в неповреждённых фазах возрастают до значения линейного напряжения, т.е. их действующее значение должно быть равно порядка 35 кВ. Однако мы наблюдаем практически в 2 раза меньшие напряжения. Это говорит о том, что неправильно выбраны уставки коэффициента трансформации для фазных напряжений. Значение уставки коэффициента трансформации должно быть уменьшено в 2 раза.

Интересно посмотреть на то, как выглядит осциллограмма напряжения повреждённой фазы (рис. 4). По теории оно должно быть равно близким к нулю и иметь приблизительно синусоидальную форму. В данном случае наблюдается совсем другая картина, характерная для перемежающегося дугового замыкания. Интересно поднять вопрос, существуют ли вообще устойчивые ОЗЗ в строгом смысле слова или же все ОЗЗ – перемежающиеся дуговые замыкания, некоторые из которых с очень малым напряжением пробоя?

Рис. 4. Динамика изменения напряжения фазы B

По осциллограммам видим, что перед нами устойчивое металлическое ОЗЗ в фазе B.

На рис. 5 приведена осциллограмма напряжения нулевой последовательности.

Рис. 5. Измеренное утроенное напряжение нулевой последовательности 3u0,изм (действующее значение 36,7 кВ)

Сравним это измеренное напряжение нулевой последовательности с рассчитанным из фазных по формуле 3u0,расч = uA + uB + uC.

На рис. 6 приведены вместе измеренное и расчётное напряжения нулевой последовательности.

Рис. 6. Измеренное 3u0,изм и правильное расчётное 3u0,расч напряжения нулевой последовательности

Во-первых, видим, что эти напряжения отличаются по амплитуде. Возникает вопрос, какое из них правильное? При металлическом ОЗЗ напряжение нулевой последовательности примерно должно быть равно номинальному фазному напряжению. Здесь мы видим, что расчётное 3u0,расч имеет действующее значение 60,9 кВ, а утроенное номинальное фазное напряжение равно 60,6 кВ. Видим практически полное соответствие. Следовательно, вычисленное напряжение нулевой последовательности правильное, а измеряемое нет. Очевидно, это связано с тем, что неправильно заданы уставки коэффициента трансформации для разомкнутого треугольника ТН. Если посчитать, то получается, что отличие этих напряжений ровно в √3 раз. Требуется корректировка соответствующей уставки.

На рис. 7 приведены скорректированные по амплитуде напряжения.

Рис. 7. Измеренное 3u0,изм и правильное расчётное 3u0,расч напряжения нулевой последовательности, сдвиг по фазе 129°

Кроме амплитудного искажения, мы видим и фазовое смещение измеренного напряжения нулевой последовательности относительно вычисленного. Это может быть как раз та самая ошибка в выборе полярности при подключении к обмотке разомкнутого треугольника ТН. Однако сюрприз в том, что фазовый сдвиг составляет не 180°, а почему-то ровно 129°. Таким образом, на самом деле мы имеем дело с явлением более сложным, чем просто неправильный выбор полярности. Без привлечения дополнительной информации выяснить природу этого явления не представляется возможным.

Осциллограммы вы можете скачать здесь.

Если вам нравится наш контент, помогите в развитии сайта.

Диагностика и лечение

Не существует общепринятых классификаций и диагностических критериев нервного перенапряжения. В Международной классификации болезней такого диагноза нет. По содержанию и симптомам ближе всего – это нозологическая единица из рубрики F43.9 – «Реакция на тяжелый стресс и нарушение адаптации», а именно: «Реакция на тяжелый стресс неуточненная». Также схожи по смыслу другие нозологические единицы: F48.0 – «Неврастения» и F48.9 «Невротическое расстройство неуточненное».

С нервным напряжением можно справиться самостоятельно. Его можно снять при главном условии – временном отстранении от фактора, который привел к перенапряжению. Чтобы ускорить восстановление, придерживайтесь таких рекомендаций:

Витамины при нервном напряжении. Для нервной ткани важны витамины группы B – они обеспечивают правильный обмен веществ в нервных клетках и защищают их от кислородного голодания. Витамины содержатся в темном пиве, черном хлебе, гречневой каше, грибах, грецких орехах, помидорах и клубнике.
Музыка при нервном перенапряжении. Лечить музыкой можно в том случае, если вы любите саму музыку. Слушайте те композиции, которые, по вашему мнению, снимают напряжение. Если у вас нет любимых композиций, рекомендуется слушать классические произведения Клода Дебюсси, Эрика Сати, Моцарта. Расслабляют такие жанры: пиано-джаз, бас-джаз. Снятию перенапряжения способствует любая инструментальная музыка в медленном и среднем темпе.
Сон. Чтобы снять перенапряжение, выспитесь подряд 2-3 ночи, желательно не менее 8-9 часов. Этого времени достаточно для восстановления нервной системы.

Профилактика нервного перенапряжения заключается в дозированном количестве информации. Если ваша работа связана с информацией – делайте перерывы в работе. Например, через каждые 90 минут работы – 15-20 минут отдыха. У развитых американских корпораций есть культура дневного сна. Так менеджеры поддерживают работоспособность персонала. Это обеспечивает высокие показатели продуктивности. Кроме дневного сна следует есть пищу, содержащую витамины группы B и гулять на свежем воздухе. Однако главная рекомендация – это перерывы в работе.

Не нашли подходящий ответ?Найдите врача и задайте ему вопрос!

Способы защиты электрической сети квартиры или дома от скачков напряжения