Что такое перенапряжение в электросети?

Перенапряжение – это скачкообразное повышение степени напряженности в линии электропередач. Приведем пример: однофазная сеть обладает напряжением 220 В – это действующее напряжение. Если его перевести в амплитудное, то получится 310 В. Когда возникает импульсное перенапряжение, амплитудное значение показателя достигает нескольких тысяч вольт. Длится подобный скачек недолго – несколько миллисекунд, но за столь короткий промежуток времени может произойти достаточно неблагоприятные явления. В этой статье мы рассмотрим причины возникновения перенапряжения в сети, а также виды данного явления и меры защиты от него.

Содержание:

• Чем опасно такое явление?
• Разновидности перенапряжения
• Атмосферное
• Коммутационное
• Переходное
• Электростатическое
• Меры защиты

Чем опасно такое явление?

Перенапряжение в электросети выглядит следующим образом:

Электрическая сеть с изоляцией электрических кабелей и проводов, а также любых электроприборов способна выдержать только определенный уровень напряжения. Ниже приведена таблица, в которой указывается электрическая прочность изоляции электрического оборудования.

Как видно из таблицы, практически все приборы и устройства не способны выдержать высоких показателей, большинство устройств выдерживает только до 1000 В.

К чему же приведет перенапряжение? Это приведет к выходу из строя электрической проводки и электроприборов. Также это может стать причиной пожара, так как изоляция нарушается и происходит короткое замыкание. Ведь электросеть (кабельные линии электрической проводки) постоянно находится под напряжением. Если электроприбор можно защитить от повреждения, выключив его из розетки, то электропроводку защитить сложно. На фото изображено импульсное перенапряжение в виде короткого замыкания, которое возникло в сети в результате пробоя изоляции в розетке.

Не всегда причиной выхода из строя электрических приборов и оборудования считается некачественные производители. Перенапряжение в сети играет не последнюю роль в этом деле.

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 к самым опасным, так как вызывается грозовыми разрядами. При сильных атмосферных осадках возникают подобные разряды, когда сильное импульсное перенапряжение за одну миллисекунду достигает десятки тысяч вольт.

Молния может попадать напрямую в электросеть (воздушная линия), или в молниеприемник. Также перенапряжение может возникнуть и в результате попадания электрического разряда на расстоянии до 1500 метров.

Импульсы попадания бывают различных форм и разные по длине. Например, на рисунке указывается две разновидности волны – 10/350 и 8/20. И если судить по графику, то волна 10/350 самая опасная для объекта, так как она намного сильнее оказывает влияние на локальную сеть.

Следует отметить, что при наличии приемника молний, который защищает объект от грозового разряда, половина первичного импульса отводится в землю, а остальная половина равномерно распределяется между проводниками электричества в доме.

Коммутационное

Такое явление возникает, когда локальная сеть резко меняет свой стандартный режим работы. Это может быть в результате резкого включения или выключения мощного оборудования. Это так называемый переходной процесс. При подобном явлении импульсы и волны достигают высоких частот (десятки – сотни кГц), а значение приобретает несколько тысяч вольт и как правило зависят от того, какими характеристиками и параметрами обладает сеть.

Например, если отключить от питания трансформатор низкой мощности (1 кВА), то в результате может проявиться коммутационное перенапряжение, величиной до 2000 В. Это означает, что вся энергия, что припасена в обмотках трансформатора, поступает в сеть и может стать причиной поломки и неисправности электрооборудования.

Переходное

Подобное явление возникает в результате напряжений промышленной частоты. Например, из-за повреждения нейтрального проводника (с изолированной нейтралью) или фазы/корпуса электроустановки и других внутренних повреждений.

Электростатическое

Такое явление возникает, как правило, в сухих средах, когда скапливаются электростатические заряды и образуется электростатическое поле. Электростатическое перенапряжение считается непредсказуемым и необычным, поэтому последствия также могут быть разными.

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, что длится несколько наносекунд. Такой вид считается очень опасным для электронных деталей в электрооборудовании и устройствах.

Меры защиты

Электрическая сеть играет важную роль в жизни человека, без нее невозможно сегодняшнее существование. Поэтому и необходимо защищать свое электрооборудование от такого явления, как перенапряжение. Полностью убрать импульсное проявление невозможно, но можно уменьшить его значение до такого показателя, которое не будет вредить оборудованию.

Чтобы защитить электросеть и приборы в домашних условиях необходимо:

• установить защиту от молний – молниеприемник;
• установить УЗИП – специальный механизм защиты, который понижает опасное импульсное напряжение в 6-10 кВ до безопасного;
• подключить систему уравнивания потенциалов.

Более подробно об устройствах защиты от перенапряжения мы рассказывали в соответствующей статье, с которой настоятельно рекомендуем ознакомиться!

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме: