電気ネットワークの過電圧サージ保護。 サージ保護装置
家庭用配線内で動作する家庭用電化製品はすべて、電圧 220 または 380 ボルトの高調波正弦波信号によって電力を供給されるようにメーカーによって設計されています。
複雑な電子機器の使用を特殊なブロックで調整 DC.
供給電圧の形状と振幅が変化すると、家庭の消費者の仕事の質に大きな影響を及ぼし、耐用年数が短くなります。
家庭用電化製品の保護には細心の注意を払う必要があります。
- 自分の手で、または電気専門家の協力を得て、高品質の作業を実行します。
- 信頼性の高い動作を保証します。
- 高リスク地域に適用する。
- を使用し、栄養障害の影響を排除します。 緊急事態エネルギーシステムから。
- 建物や居住者に甚大な被害をもたらす雷放電に耐えられるものに注意してください。
- デバイスを使用してホーム ネットワークに対抗します。 衝動保護 SPD の過電圧から保護されます。
家庭内のホームネットワークではどのような電流パルスが発生する可能性がありますか?
機器を流れる電流の性質が設計の基礎となります 電化製品下の写真に示されています。
理想的な正弦波とそれから整流された直流は、公称動作モードを提供します。 次のような衝動によって中断される可能性があります。
- 雷放電。
- 緊急モードでの電気ネットワークの過電圧。
下のグラフに示されている特性は一般的な性質のものです。 それらは誰の中でも変化します 特定のケース。 ただし、雷インパルスの大きさははるかに大きく、時間は 17 倍長い (350/20=17) ことにすぐに注意してください。
雷のパワーは、通常のネットワーク過電圧のインパルスよりもはるかに高く、それに比べて破壊力が増しています。
したがって、雷の後遺症を排除するために、特殊なパルス型保護が使用されます。
それらを 4 つのポイントにまとめてみましょう。
- パルス保護は、以下の場合でも動作可能な状態を維持するように設計されています。 定格電圧ネットワーク。 事故によって過電圧が発生すると、損傷する可能性があるため、自身で保護する必要があります。
正弦波または直流電流の動作用に作成されました。 パルス雷放電下での作業には適していません。
自動装置による SPD の保護は禁止されています。 ヒューズのみが選択されます。 - 安全な動作の条件によれば、追加の取り外し可能なモジュールを必要とせず、一体型設計のファーストクラス SPD ハウジングを使用することをお勧めします。
- パルス比 10/350 ミリ秒で 20 kA を超える雷電流に対応するように設計されたサージ保護デバイスを選択する場合は、避雷器に焦点を当てる必要があります。
- SPD は、火災安全要件を最もよく満たす金属ケースを備えた電気パネルに取り付ける必要があります。
下の図に示す例を使用して見てみましょう。
電気エネルギー家は以下によって供給することができます 架線、装備：
- 自立した 絶縁電線 SIP - VLI;
- 絶縁体の外層のない通常の電線 - 架空線。
架空線の導電要素上に誘電体層が存在すると、雷放電の影響が軽減され、動作中の SPD とその接続図の設計に影響を与えます。
VLI から家に電力を供給する場合、TN-C-S スキームに従って接地システムが作成されます。 SPD は相導体と PEN の間に取り付けられます。 建物から 30 メートルの距離で PEN が PE ワイヤと N ワイヤに分岐する場所には、追加の保護が必要です。
家に取り付けられた外部避雷器の存在、金属通信の供給 エンジニアリングシステム建物の電気的安全性、SPD の選択と接続図に影響します。
可能なスキームとして 4 つのオプションを検討してみましょう。
オプション 1
条項
- 外部雷保護なし。
- 家に組み込まれた金属通信が欠落している。
解決
この状況では、建物に直撃する落雷の可能性は大幅に減少します。
- VLI ワイヤの絶縁。
- 雷保護の欠如と外部金属開放導電部品。
したがって、8/20 μs の電流形状の過電圧パルスから保護するのに十分です。
DS131VGS-230 ブランドの単一ハウジング内に 1+2+3 の複合保護クラスを備えた SPD は、非常に適しています。 さらに、最大 12.5 kA の振幅を持つ 10/350 μs 形式の雷電流パルスを除去する保護機能は、使用される可能性は低いです。
過電圧パルスからの電流範囲は、雷雨の日の期間を考慮して、5÷20 kAの範囲から選択できます。 最大値で止めると楽です。
オプション 2
条項
電力はVLI経由で供給されます。 建物：
- 外部雷保護なし。
- 金属製の水道またはガスのパイプラインが家に組み込まれている。
- TN-C-S接地系統図。
解決
前のケースと比較すると、ここでは最大 100 kA の力でパイプラインを通る落雷が発生する可能性があります。 この配管内の電流は50kAで両端に分岐します。 私たちの家の側では、この部分は 25 kA に分割され、グランド ループと建物に送られます。
PEN 導体は 12.5 kA のシェアを受け取り、同じ強度のインパルスの残りの半分が SPD を介して相導体に浸透し始めます。 したがって、それを抑制する必要があります。
以前と同じ SPD モデルを選択することも可能ですが、10/350 μs の形状と最大 12.5 kA のピークツーピーク値の雷インパルスから保護する機能が絶対に必要です。
オプション 3
条項
電力はVLI経由で供給されます。 建物内:
- 家には金属通信が組み込まれていません。
- TN-C-S接地系統図。
解決
100 kA の雷放電が避雷針に入り、それぞれ 50 kA の 2 つの流れに分割され、接地装置と建物の電気回路に流れます。
PE バスでは、PEN 導体とそれぞれ 25 kA の相導体に再分岐されます。 したがって、10/350 μs の形状と 25 kA の強度を持つパルスが SPD を流れます。 これらのパラメータを使用して保護を選択する必要があります。
オプション 4
条項
電力はVLI経由で供給されます。 建物内:
- 外部雷保護が取り付けられています。
- 家には金属製の給水ラインが組み込まれています。
- TN-C-S接地系統図。
解決
避雷針が通過した後の 100 kA の雷放電は、それぞれ 50 kA の 2 つの流れに分かれて、接地ループと入力デバイスの電気回路に流れ込みます。 2 番目の流れも均等に分割されます。25 kA が給水パイプに広がり、次の 25 もまた、SPD を介して PEN 導体と位相導体にそれぞれ 12.5 kA に分割されます。 2番目のオプションと同じデザインでお選びいただけます。
VLI を搭載した場合の SPD の選択の特徴
分析された 4 つの例では、SIP を備えた VLI が建物の電源供給の基盤として採用されています。 これらにはゼロブレークがあるため、相電圧の代わりに 380 の線形電圧が現れる可能性は低いです。 したがって、SPD の選択は最大ネットワーク電圧によって制限される可能性があります。
SPD に関して検討された 4 つのオプションの作業負荷を考慮すると、後者を屋内の金属キャビネットに設置することは十分に許容できます。 建物の寸法が小さいことを考慮すると、位相と PEN 導体の電位の間に 1 つの SPD デバイスを設置することが許容されます。
オプション 5
状態
電気は露出した電線を備えた架空送電線を通って建物に流入します。
解決
このような状況では架線に落雷する可能性が高く、住宅ではTT接地方式の回路を採用しています。
接地に対する相線だけでなく、中性線からも貫通パルスに対する保護を作成する必要があります。 ほとんどの場合、後者が推奨されますが、地域の状況によっては適用できない場合があります。
架空線の開放線に接続する場合、家庭の電気的安全性は分岐の設計によって影響を受けます。 その実装は可能です:
- ケーブル;
- VLI のような自立型絶縁 SIP ワイヤ。
- 絶縁のないオープンワイヤー。
エア分岐では、断面積 16 mm 平方の個別に絶縁された SIP ワイヤによって相導体および中性導体に対してギャップが形成されるため、リスクが小さくなります。 それらでは、直撃雷はほとんど不可能ですが、入力部の碍子近くの切断領域に落ちる可能性があります。 このとき、雷の放電力の 50% がフェーズに現れます。
このケースは除外する必要があります。
- 入力デバイス内の SIP プラント。
- シールドの PE バスを接地装置に接続し、建物の外側からこの場所に落雷が起こる可能性を防ぎます。
これらの条件が包括的に満たされていない場合、50 kA 10/350 μs SPD を設置する必要があり、これが完了すると、100 kA の力で欠相導体に流れ込む雷電流は次の 2 つの流れに分割されます。この 50 kA は建物に向かって入力極に送られます。 彼がラインの最後の人になると、放流全体が家に入り、架空線がさらに敷設されると、それは私たちの建物に分かれて他の建物に行きます。
雷の放電強度に基づいて SPD を選択する場合、これらの条件が決定的になります。
オープンワイヤのある架空送電線では、ゼロ断線が発生する可能性が高く、220 ボルトではなく、最大 0.4 kV の電圧に対応する SPD を選択する必要があります。
SPD を取り付けるときは、さまざまな接地システムの接続図とその機能の技術仕様に記載されているメーカーの工場推奨事項を考慮する必要があります。 そうしないと、保護を使用すると、良いことよりも害が生じる可能性があります。
SPDの保護におけるヒューズの役割
雷雨は通常、強風とともに発生し、落雷中または落雷前に架空線の PEN 導体が破損する可能性があります。 相電流は動作ゼロを通って流れます。
欠相線に沿って雷放電が発生すると、SPD が動作し、雷雨パルスと PEN 断線に伴う電流がヒューズ、避雷器、PE バス、グランド ループのチェーンを流れます。
これらすべての要素には特定の特徴があります 電気抵抗、流れる電流の量が減少します。 オームの法則を使用して計算し、それに伴う電流の値を決定し、SPD の特性と比較することができます。 より大きな値で動作できる場合は、ヒューズを使用する必要はありません。
Elektromir 社は、どの家庭にも SPD を設置する必要がある理由をビデオで説明しています。
(10 票、平均: 5 点中 5 点)電圧サージは家庭用電気システムでよく発生します。 ネットワークパラメータの定期的な障害は、家電製品の急速な障害につながります。 そしてこれはすでに人体に対する直接的な脅威です。
過電圧とは、電圧が動作限界を超えた電気ネットワークの状態です。 電気ネットワーク 0.38 kV の許容範囲: 単相の場合は 0.198..0.242、三相の場合は 0.342..0.418。 それらの。 消費者への入力時点での偏差は 5 ～ 10% の範囲です。
原因
ネットワーク内の過電圧の原因:
- 雷が落ちます。 同時に、ワイヤには数万ボルトのパルス電圧の電流が流れます。
- 供給変電所で機器を保守する際のオペレーターのミス。 これは、変電所の電圧調整に一貫性がないことが原因で発生します。
- 配電盤内の配線が正しく接続されていない。 位相がゼロに接続されると発生します。
- ニュートラルでの違反。 導体が断線したり、燃えたりしたときに発生します。 これは過電圧の最も一般的な原因です。 家庭用ネットワーク。 断線が発生すると位相不均衡が生じず、電圧サージが発生します。
電化製品の危険性
家庭用電化製品は、動作値の 3 倍（最大 1000 V）を超える電力サージの存在に備えて設計されています。 緊急事態が発生した場合、サージの値が最大許容基準を超える可能性があります。 この場合、ケーブルの過熱が発生し、絶縁被覆が破壊され、その結果、スパークや火災が発生します。 短絡は、電気ネットワークの負荷のない部分でも発生する可能性があります。
サージ保護
SPD（サージ保護デバイス）などの安全対策が施されています。
次の 2 つのタイプがあります。
- 満杯。 マンションのエントランスや各家電製品の前などに設置できます。
- 部分的。 この場合、機器は配電盤室のみに設置されます。
最新の SPD 安全対策
サージ保護の種類:
- リレー。 電力網が重要なパラメータに達したときに家電製品を緊急シャットダウンし、電圧が正常化した後に自動的にスイッチをオンにします。
これらは、ネットワーク全体を保護するためだけでなく、各電気機器を個別に保護するためにも使用されます。
- 電圧安定器 – 。
- 最新のモデルマイクロプロセッサベースで、ディスプレイと多機能インターフェイスを備えています。 RCDとDPN（過電圧センサー）の併用。 最後のデバイスがネットワーク パラメータを監視し、RCD が緊急シャットダウンを実行します。
対象となるデバイス:
- 家庭用電気ネットワークの電圧の対称性を監視する。
- 荷重の非対称性を防ぐ。
- 三相ネットワークの正しい相順序。
自動制御を備えたシステムで使用されます。
輸入機器は電気ネットワークの品質に対して非常に厳しいものです。 適切な電気制御手段が欠如していると、電気機器の急速な磨耗や完全な故障が発生します。 位相制御リレーは、電源ネットワークのパラメータを安定させるようにも設計されています。
利点:
- マイクロプロセッサベースで動作します。
- 測定値の精度と信頼性が高い。
- デザインのシンプルさ。
動作原理はパラメータの自己復帰現象に基づいています。 電圧を印加するとデバイスが制御を行います。 障害が発生すると緊急シャットダウンが発生します。
設置場所:
- コンセントの直前にある個別の機器または電気設備のグループを保護するため。
- 入力分配装置の DIN レール上の一般的な住宅保護用。
複数のフェーズが同時に故障した場合でも、デバイスは時間遅延なく動作します。
自動バックアップ電源入力装置
リレー動作の理由:
- 位相の不均衡。
- 相線の接続の不一致。
- 相ケーブルの断線。
スタビライザーの種類
鉄共振、トライアック、リレースタビライザー電気デバイス、およびサーボドライブスタビライザーがあります。
フェロレゾナント
トランスとコンデンサのシステムでは、鉄共振効果が使用されます。 選択した負荷範囲でパラメータの安定化を行います。 家庭用電源システムへの実装が難しく、コストが高いため、あまり一般的ではないタイプです。
利点:
- 動作精度。
- 長い耐用年数。
- パフォーマンス;
- 動作の信頼性。
欠点:
- かさばる。
- 正弦波歪み。
- 負荷範囲が小さい。
- アイドルモードおよび過負荷では動作不可能。
トライアック
動作原理は、信号がリレータイプによってトリガーされることです。 トライアックにより回路が切断されています。
利点:
- 信号を受信すると、スタビライザーは迅速に切り替えることができます。
- 騒音はありません。
- スムーズな調整。
欠陥:
- 高すぎる。
- ステップ調整。
リレー
低電力電気機器を保護するために使用されます。 このデバイスには、電源リレーと単巻変圧器が含まれています。 外部ネットワークのパラメータが変化すると、リレー要素がトリガーされ、単巻変圧器の巻線が切り替わります。
利点:
- パフォーマンス。
欠陥:
- ステップ調整。
- 応答精度が低い。
- 正弦波歪み。
サーボ駆動
可変抵抗器回路に従って配置されています。 電気ネットワークのパラメータが変化すると、電気ドライブが単巻変圧器巻線の可動接点を必要な位置に移動します。
利点:
- ネットワークパラメータの違反に対する電化製品の感度が高い。
- 正弦波歪みはありません。
- スムーズなコントロール。
欠陥:
- 信頼性が低い。
- 電子機器の反応が遅い。
自動電圧安定化装置
220 V ネットワークで動作
設置は電気安全要件に従って無負荷で行われます。 回路への接続はメーターの直後に行われます。 相線の接続が切れています。
デバイスには 3 つの接点があります。
- ゼロ。 ニュートラルは切れ目なく接続されています。
- "入り口"。 から出ているワイヤー 入力機.
- "出口"。 消費者に向かう導線に接続します。
4 ピン接続の場合も回路は同様です。 主機からの相導線と中性線は、遮断器によって安定器に接続されています。
- 検査は少なくとも年に 1 回実施する必要があります。
- デバイスは動作中に音を出しません。 外来ノイズは動作が不安定であることを示します。
インストール後、負荷をかけずにテスト実行が実行されます。 ネットワークが切断されている場合、インストールはエラーで実行されました。
ポータブル安定装置があります。 これらは、電気製品を接続するためのプラグといくつかのソケットが付いているボックスです。 電源と負荷の間のアダプターです。
380 V ネットワークでの作業
380 V ネットワークでのスタビライザーの動作:
- スタビライザーは、相間の電流の均一な分布を監視する必要があります。
- 応用 三相デバイス 380 ボルトのネットワークで電気モーターを使用する場合に必要です。
- 原則として、すべての消費者は 220V であるため、単相安定器を 3 個セットで使用することをお勧めします。 のいずれかであれば、 3つのデバイス三相の場合と異なり、電力の供給が止まることはありません。 故障したフェーズの交換コストは 3 分の 1 になります。
安定化装置を選択するときは、機器のコスト、耐用年数、速度、インターフェースの利便性、調整装置、家庭用ネットワークの負荷特性を考慮する必要があります。
保護装置の設置場所
デバイスは特別に装備された部屋、つまり配電盤に設置されます。 そうでない場合、設置場所は玄関、物置、ユーティリティルームなどになります。 部屋の主な条件は、高品質の換気を確保することです。
凹んだ棚や隙間にスタビライザーを設置する場合は、隣接する表面の過熱を防ぐために壁から10 cm後退する必要があります。 また、プラスチックパネルや合成カーテンなどの可燃物を近くに置かないでください。
安定化装置の選択
安定剤の選択:
- ネットワークの種類別。 の上 住宅三相電源の場合、三相負荷用のキットが少なくとも 1 つ取り付けられます。
単相はネットワークから電力供給される消費者向けに設置されます
- 力によって。 デバイスの特性は、消費者に割り当てられる負荷よりも 1 段階高くなければなりません。 このような場合、保護されたすべての電気設備の負荷を考慮する必要があります。
計算では、(有効成分と試薬) を考慮した合計電力が使用されます。
- 開始電流値。 選択する際に考慮されること 保護装置冷蔵庫、ポンプ、その他、つまり回路に非同期モーターが含まれているものなどです。 これらのデバイスの場合、スタビライザーは最大 25% のマージンを持って選択されます。
電気照明装置を保護するために、少なくとも 3% の精度を持つ安定器が使用されます。 この値からランプのちらつきを検出できます。
質問に答える価値があります。安定器は各家庭に 1 つあるのが良いですか、それとも電化製品ごとに複数あるのが良いですか?
低電力システムの場合は、入力に 1 セットを取り付けるのが適しています。 この保護方法は経済的に正当化されます。
多数の電気設備を使用する場合は、重要性と経済的実現可能性を考慮して、各デバイスまたはグループに保護装置を設置することをお勧めします。
UPS は、テレビ、冷蔵庫、コンピュータなどの高価な機器を接続するために使用されます。
電圧リレーの取り付け。 ビデオ
このビデオでは、サージ保護リレーの取り付け方法を説明します。
住宅用建物の電源を設計するときは、ネットワークを過電圧から保護することに特別な注意を払う必要があります。 総合的な対策を講じることで、緊急事態のリスクを最小限に抑えることができます。 電化製品の使用と保守に関する基本的なルールも忘れてはなりません。 これにより、人々の命が守られるだけでなく、損傷した電気機器のその後の修理や交換にかかる費用も節約されます。
すべての現代の家庭用電化製品のデザインには、繊細な機能が含まれています。 電子部品。 その結果、すべての肯定的な品質と高度な技術的特性にもかかわらず、この機器は電圧サージに対して非常に否定的に反応します。 同様のジャンプはすべてに存在します 電気ネットワークそしてそれらを完全に排除することはほぼ不可能です。 したがって、高価な機器を節約するには、サージ保護デバイスが必要です。
電力サージの原因と危険性
電気ネットワークで電圧降下が発生すると、その振幅が短期間変化します。 この後は初期レベルに近いパラメータですぐに復元されます。
このような電流パルスは文字通り数ミリ秒続きます。その発生は次の理由によるものです。
- 雷が放電します。 これらは最大数キロボルトの電圧サージを引き起こしますが、これにはどのデバイスも耐えることができません。 このような変動により、ネットワークの停止や火災が発生することがよくあります。
- 高電力消費者が接続または切断される際のスイッチング プロセスによって発生する過電圧。
- 電気溶接接続時の静電誘導現象、 整流子モーターおよびその他の同様の機器。
過電圧による影響の危険性は図にはっきりと反映されており、落雷とスイッチングインパルスが定格主電源電圧と大幅に異なります。 絶縁層ほとんどのワイヤは大きな差異に耐えるように設計されており、通常は故障は発生しません。 多くの場合、パルスは長く続かず、電源と安定器を通過する電圧は臨界レベルまで上昇する時間がありません。
220 V ネットワークの絶縁層が増加する電圧に耐えられない場合があります。 その結果、故障が発生し、 の出現を伴います。 電子の流れには微小亀裂という自由行程が形成され、その微小な空隙を満たすガスが導体として機能します。 このプロセスには大量の熱の放出が伴い、その影響で導電チャネルがさらに膨張します。 電流が徐々に増加するため、自動保護装置の動作がわずかに遅れ、このわずかな瞬間が民家のすべての電気配線に損傷を与えるのに十分です。
この状態の高電圧および低電圧は特に危険です。 長い間。 これは主に、電流を正常に戻すために排除する必要がある緊急事態が原因で発生します。 他の正規化方法や、この現象を防ぐ特別なデバイスはありません。
電圧不足による長期にわたる過電圧とディップ
一般に、ネットワークにおける長期にわたる過電圧の原因は、中性線の断線です。 この場合、相導体の負荷は不均等に分散され、電位差が最大負荷の導体に移動することになります。
したがって、不均一な 三相電流、接地されていない中性線ケーブルに作用すると、中性線に過剰電圧が集中する原因となります。 このプロセスは、障害が完全に解消されるか、最終的に回線に障害が発生するまで継続されます。
もう 1 つの危険なネットワーク状態は、電圧の低下または不足です。 同様の状況は田舎でも頻繁に起こります。 この現象の本質は、許容値を下回る電圧降下です。 このような沈下は深刻な危険をもたらし、機器に大きな脅威をもたらします。 最近のデバイスの多くには複数の電源が装備されており、電圧が不十分だとそのうちの 1 つが短期間シャットダウンしてしまいます。
その結果、電子機器はディスプレイにエラーを表示し、作業プロセスを完全に停止するという形で即座に反応します。 同様の状況が暖房ボイラーで発生した場合、 冬時間数年経つと、家の暖房は停止されます。 この問題は、そのような低下を修正し、電圧を公称値まで上げるスタビライザーの助けを借りて解決できます。
保護装置の種類と動作原理
電力サージから電気ネットワークを保護できます。 さまざまな方法で。 最も一般的で効果的なものは次のとおりです。
- 雷保護システム。
- 電圧安定器。
- RCD と組み合わせて使用される過電圧センサー。 誤動作が発生した場合、電流漏れが発生し、その影響で保護装置が動作します。
- 過電圧リレー。
コンピュータが接続することで同様の機能が実行されます。 ホームネットワーク。 これらのデバイスはサージ電圧から保護するものではなく、バッテリーのように機能するため、コンピューターを通常どおりにシャットダウンして保存することができます。 必要な情報突然の停電の場合。 このデバイスは電圧を安定させることができません。
電気インパルスは雷によって発生します。 避雷器を併用することで悪影響から保護します。 サージプロテクターとも呼ばれます。 さらに、特定のネットワークの動作特性とは異なるパラメータを使用した電子フローに対して追加のセキュリティを提供する必要があります。 これらの目的のために、RCD および過電圧保護リレーで使用される特別なセンサーが使用されます。 これらのデバイスの目的と動作原理は、スタビライザーの目的と動作原理と同じではありません。
両方のコンポーネントの主な機能は、流れを止めることです。 電流電圧降下がこれらのデバイスの技術仕様で定められた最大値を超えた場合。 ネットワークパラメータが正常化された後、リレーは独立してオンになり、電流供給を再開します。
サージに対する雷保護
雷放電に対する保護システムは、状況に応じてさまざまな方法で配置できます。 技術仕様.
1. 
最初のオプションには、自宅に設置された外部避雷器が含まれます (図 1)。 この場合、落雷の最大の力がシステム自体の要素に直接伝わることになります。 この電流の計算値は約 100 kA になります。 入力内部に設置された複合SPDにより、過負荷時の強力な衝撃から身を守ることが可能 電気パネルそしてスイッチのような働きをします。 このようなデバイスが 1 つあれば、家のすべての機器を保護できます。
別のケースでは、外部避雷設備がなく、電圧が架空線を介して家に供給されます（図2）。 落雷は、SPD を通過する計算された電流 (同じく 100 kA) で送電線サポートに落ちます。 入力パネル、建物の壁、電線の分岐点にある電柱自体に特別な保護装置を設置すると、強力な衝撃から電気機器を保護できます。 使用するとき 配電盤、保護は、以前のバージョンと同じスキームに従って編成されています。
2. 
SPD が電柱に設置されている場合、電柱から建物までの領域に過電圧が繰り返し発生する可能性があるため、3 in 1 を使用することはお勧めできません。 したがって、クラス 1+2 の機器で十分であり、家屋までの距離が 60 メートルを超える場合は、家屋内の主分電盤内にクラス 2 避雷器を追加設置することになります。
そして最後の 3 番目の状況は、家への電力が 380 V ネットワークを含む地下ケーブルを通じて供給されており、外部の避雷設備も存在しない場合です (図 3)。 発生する可能性のある最大値は、誘導パルス過電圧の発生です。 雷電流が部分的にもネットワークに侵入することはありません。 計算されたパルス電流の値は約 40 kA です。 電気機器を保護するには、受電盤にクラス 2 SPD を取り付ければ十分です。
3. 
サージキラー
ネットワークの過電圧保護の問題を検討する場合、この機能は主に電源を担当する組織によって実行されるべきであることに注意する必要があります。 送電線に必要な保護装置を設置するのは彼らです。 しかし、実践が示すように、これは常に行われるわけではなく、消費者自身が過電圧から家を保護するという問題を解決する必要があります。
変電所および架空送電線のネットワークの過電圧に対する保護は、サージアレスタ (非線形サージ アレスタ) を使用して実行されます。 これらのデバイスの主なコンポーネントは非線形特性を持つバリスタです。 その非線形性は、印加電圧の大きさに応じて素子の抵抗が変化することにあります。
電気ネットワークが正常に動作しており、電圧が独自の値を持っている場合 公称値、このときの電圧リミッターは 高抵抗、電流の通過を防ぎます。 落雷中に過電圧パルスが発生すると、バリスタの抵抗が最小値まで急激に減少し、パルスのすべてのエネルギーが避雷器に接続されたグランド ループに入ります。 これにより、安全な電圧レベルが確保され、すべての機器が確実に保護されます。
住宅やアパートの電気ネットワークには、分電盤内であまりスペースをとらないモジュール式サージ抑制器のコンパクトなブロックがあります。 それらは電力線とまったく同じように機能します。 これらのデバイスは接地ループまたは作業接地に接続されており、そこを通じて危険な衝撃が逃げます。
その他の種類の保護装置
ネットワーク サージから保護するための他のオプションもあります。 これらは日常生活で広く使用されており、最も効果的な手段の1つと考えられています。
ネットワークフィルター
シンプルなデザインと手頃な価格が特徴です。 彼のにもかかわらず 低電力、このデバイスは、380 ボルト、さらには 450 ボルトに達するサージ中に機器を保護する能力が非常に優れています。 フィルターは、より高いパルスに耐えることができません。 燃え尽きるだけで、高価な電子機器はそのまま残ります。
このデバイス過電圧保護にはバリスタが装備されており、保護の重要な役割を果たします。 450 V を超えるパルスでバーンアウトするのはこのためです。さらに、フィルターは溶接や電気モーター中に発生する高周波干渉から確実に保護します。 もう 1 つのコンポーネントは、短絡時に作動するヒューズです。
スタビライザー
サージプロテクターとは異なり、これらのデバイスを使用すると、家庭の電圧を正規化し、公称値と一致させることができます。 調整を行うことで、制限値が 110 ～ 250 ボルトに設定され、電圧サージやそれを超える場合に必要な 220 V がデバイスの出力で得られます。 許容限界、スタビライザーは自動的に電源をオフにします。 電圧供給は、ネットワークが通常の動作モードに戻った後にのみ復元されます。
都市郊外や田舎などの特定の状況では、安定器が過電圧に対する最も効果的な保護であり、電圧を確立された基準に均一化できる唯一の選択肢として機能します。
日常生活で使用されるすべての安定化装置は、主に 2 つのタイプに分類されます。 1 つ以上の家庭用電化製品がそれらに接続されている場合、またはアパートまたは建物全体のネットワーク入力に設置されているメインの場合、それらは線形になります。
ネットワークの過電圧に対する保護は非常に重要な対策であり、電気配線の耐用年数を延ばすだけでなく、電力サージ時の動作の安全性も確保します。 電気ネットワークで発生し、適切な保護がなければ、家庭用電化製品が故障し、ひいては火災が発生する可能性があります。 次に、過電圧の主な原因と、この現象の有害な結果から電気配線を保護する装置について見ていきます。
主な原因
220 および 380 ボルトのネットワークでの過電圧は、次の理由で発生することがほとんどです。
- 供給ライン上で。 中性線は、相間で異なる負荷値を持ち、供給ネットワークの相間で電圧の対称性を確保します。 ゼロブレークの場合、各相の電圧は相間の負荷の差に応じて変化します。負荷が低い相では 300 ボルト以上まで急激に増加し、負荷が大きい相では 300 ボルト以上まで急激に低下します。したがって、過電圧保護がないと、家庭用電化製品がほぼ即座に故障する可能性があり、この場合、電化製品は正常に動作しなくなります。 同時に、電動モーター（コンプレッサー）を含む電気製品は故障する可能性が高くなります。
- 配電盤の接続エラー。 家に三相入力があり、単相 220 V の配線を接続するときに、第 2 相の導体がゼロではなく誤って接続された場合、ソケットには 220 V ではなく 380 V が表示されます。
- 送電線に雷雨が侵入したことにより、パルス電圧が発生しました（そのため、雷雨のときもすべての家庭用電化製品の電源を切ることが推奨されています）。
- スイッチング過電圧。 電気ネットワークで緊急事態が発生した場合: 短絡隣接する線路では、電力網の一部の切断（接続）や発電所の事故などによる負荷の急激な変化が観察され、その程度によっては家庭用電気製品の動作に悪影響を与える可能性があります。
過電圧の動作の視覚的な例
ご覧のとおり、単相ネットワークと三相ネットワークは、自然要因を含む多くの要因の影響を受けます。 したがって、事故の被害者にならないように、家の配線を保護することが不可欠です。
サージ保護装置
で 現代世界ネットワークには、自分の手で簡単に接続できるサージ保護用のさまざまなデバイスが多数あります。 不要な電圧サージから保護するために使用されるデバイスを考えてみましょう。
家庭やアパートでの使用に最も役立つものは次のとおりです。
- 。 入力電圧を一定値の電圧に変換（安定化）する装置です。 ネットワーク内で一定の電圧降下がある場合は、スタビライザーを設置することが重要です。 スタビライザーは、そのマニュアルに示されている許容値を超えない電圧でのみ動作することに留意する必要があります。 技術仕様。 電圧サージが許容限度を超えて発生すると、スタビライザーが故障する可能性があります。 したがって、過電圧保護機能を内蔵する必要があり、そのような機能がない場合には、保護用の電圧リレーを設置する必要があります。 それについては、対応する記事で説明しました。
- 。 この保護装置は MV とは異なり、入力電圧を変換しません。 不要な電圧サージが発生した場合に家庭用配線を電気ネットワークから切断するように設計されています (GOST 3699-82)。 最小および最大電圧制限はリレーに設定されており、設定された制限を超えるサージが発生すると、リレーは家庭用電気配線への通電を遮断し、それによって家庭用電化製品を保護します。 pH は、延長コード ( サージプロテクター対応する機能を備えたもの）、および電気プラグの形（たとえば、ZUBR）。 これについては別の記事で説明しました。
- 多機能保護装置（UZM）。 このデバイスは、電圧リレーの代わりに分電盤に設置できます。 UZM はいくつかの機能を実行しますが、そのうちの 1 つは電圧サージから電気ネットワークを保護することです。 これについては別の記事で説明しました。
- 無停電電源装置。 繰り返しますが、私自身の経験からその有効性を確認できます。 電気パネルの電圧リレーが作動したとき、UPS は私のコンピュータを突然のシャットダウンから 10 回以上救ってくれました。 「Bespereboynik」は低コストなので、PC をお持ちの場合は、このタイプのサージ保護オプションを購入することが非常に必要です。 さらに、最新の無停電電源装置のほとんどにはスタビライザが内蔵されており、これは最も大型のコンピュータ機器にとって特に重要です。 家庭用電化製品影響を受けやすい マイナスの影響変化します。 UPS の選択方法については、次の記事を参照してください。
- SPD。 SPD を自宅に設置すると、インパルス電圧 (雷雨時に発生し、機器に損傷を与える可能性があります) から身を守ることができます。 このデバイスは現在非常に人気があり、日常生活と生産現場の両方で広く使用されています。 その仕組みについては別の記事で詳しく説明していますので、ぜひ読んでいただくことをお勧めします。 SPD はモジュラー SPD (SPD) と呼ばれることもあることに注意してください。
- エネルギー供給サービスへのお問い合わせ。 エネルギー供給組織は、電力供給契約に従い、(IEC 60038:2009) に従って電力網の通常の (許容基準内で) 電圧レベルを確保する義務があります。 したがって、常に電圧が過度に低い場合、または逆に電圧が上昇している場合は、供給組織に対応する苦情を連絡する必要があります。 個々の苦情は通常無視されるため、集団的な苦情に対処することが最も効果的です。 このモードでは、どの MV もすぐに故障してしまうため、深刻な電圧低下が発生した場合、問題を解決する唯一の方法は供給機関に連絡することです。 (0 ) 嫌い( 0 )
- エンジニアリングシステム、
- 電気
個人宅でネットワークサージ保護を組織する方法
家の中に高価な電気・電子機器が存在すること、自然災害、 低品質都市ネットワークの電源により、住宅所有者は上記の要因によって起こり得る損害を最小限に抑えるための措置を講じる必要があります。
この記事では、個人宅の電源を組織するときに実行できる実用的な対策について説明します。 さらに、この作業は、新築時と民家の既存の電源システムを近代化するときの両方で実行できます。
自宅の電源を単相から三相回路に変換する際に指定された作業を行いました。 さらに、この作業は完了しただけでなく、都市送電網の代表者からもコメントなしで受け入れられ、装置の正しい機能と過電圧保護の有効性が運用中に実際にテストされました。 都市送電網に接続するための主な条件は、住宅所有者に発行される技術条件（TS）を満たすことであることが知られています。 示されているように 個人的な経験ただし、多少懐疑的ではありますが、これらの仕様が電気機器の安全な動作のためのすべての措置を反映していることを期待することもできます。 下の写真は、市の送電網から私に発行された仕様書です。
注: 写真で赤でマークされた項目は、テクニカル サポートを受ける前に私が独自に実装したものです。 条件。 青でマークされた項目は、都市ネットワーク自体の利益によって決定されます（責任範囲内で発生する可能性のある問題による家の所有者への損害賠償責任から身を守るため）。
したがって、民家用の電力供給計画案を作成する際には、技術仕様には反映されていない電気機器を保護するための追加の措置を講じることが決定されました。 下の写真は、私の居住用建物の電力供給プロジェクトの一部を示しています。
写真からわかるように、住宅内に設置された計量配電キャビネット (ShchR1) には、都市電力網によって発行された技術仕様の要件に従って、サージ保護装置 (SPD-II) が装備されています。
住宅への進入は架空線を介して行われるため、PUE（電気設備規則）の要件を考慮すると、住宅の入り口にサージ抑制器を設置する必要があり、プロジェクトではそれを考慮しました（SPD） -写真のI)、建物のファサードのキャビネット(ShchV1)に設置されています。 家庭内の個々の受電器を保護するために、UPS (無停電電源装置) と電圧安定装置が使用されます。
したがって、過電圧からの住宅の電気機器の保護は、次の 3 つのゾーン (レベル) で実装されます。
- 家の入り口で
- 家の中、制御盤内
- 家庭内での電気製品の個別保護
仕事をする上で重要なことは何ですか
まず最初に、実装に必要な特定の機能に注目する必要があります。 電気設備工事都市の電力ネットワークの代表者から。 たとえば、消費電力の会計の観点からは、電力メーターを信頼して封印するだけで十分です。 しかし、私たち一人ひとりの中に「電力泥棒の可能性」があると考えられているため、機器の設置、市のサポートからメーターまでのエリア内の接続に関連するすべては、「消費者がアクセスできない」、閉じられている必要があります（ボックス、キャビネット）および密封されています。 また、たとえこれらの「要件」が要件に反する場合でも、 技術文書これらの「特定の要件」については、以下で詳しく説明します。
次に、この問題の技術的な側面について説明します。
家に設置されている電気機器を保護するために、次のような機器や装置を使用しました。
1. SPD (サージ保護デバイス) - レベル I として、ロシア (サンクトペテルブルク) 製の非線形サージ抑制器 (OSL) を 3 個 (各相導体に 1 個) 使用しました。 これらのデバイスの工場出荷時の指定は OPNd-0.38 です。 それらは家の正面にあるスチールキャビネット内の密閉されたプラスチックボックスに設置されます。
この機器について注意すべき重要な点は次のとおりです。
- これらのデバイスは、雷雨時に発生するパルス状 (短期) 過電圧、および両方向の短期スイッチング過電圧からのみ保護します。 市内の電力網の事故や故障によって過電圧が長時間続いた場合、これらの機器は住宅を保護できません。
- 専門用語では、アレスタはバリスタ（非直線抵抗器）です。 デバイスは、相線と中性線の間の負荷に並列に接続されます。 電圧サージ（パルス）が発生すると、デバイスの内部抵抗が瞬時に減少し、デバイスを流れる電流が急激に何回も増加してグランドに流れ込みます。 これにより、パルス電圧の振幅が平滑化（低減）される。 上記に関連して、これらのデバイスを設置するときは、接地ループの設計とそれへの避雷器の信頼性の高い接続に特別な注意を払う必要があります。
- ご家庭の電源回路によっては、使用する避雷器の数が異なる場合があります。 たとえば、単相空気入力の場合、2 線式回線を介して都市ネットワークから電力を供給する場合、そのようなデバイスを 1 つ設置するだけで十分です。 三相空気入力の場合、ほとんどの場合、(相の数に応じて) 3 つのデバイスを設置するだけで十分です。 住宅への進入が三相 5 線回路に従って行われる場合、または共通導体を中性の作業導体 (N) 導体と保護導体 (PE) に分割した後に機器が現場に設置される場合、その後、インストールが必要になります 追加のデバイス中性線と保護線の間。
2. レベル II SPD として、ロシア製 UZM-50 M デバイス (多機能保護デバイス) を使用しました。
これらのデバイスの機能のうち、次の点に注目してください。
- 避雷器とは異なり、これらのデバイスはサージ電圧からの保護だけでなく、長期 (緊急) の過電圧やサグ (許容できない電圧降下) からも保護します。
- 構造的には、これらは電圧制御リレーであり、強力なリレーとバリスタによって補完され、1 つのハウジングに収められています。
- のために 単相ネットワーク 1 つのデバイスをインストールする必要があります 三相ネットワーク電源ラインの導体の数に関係なく、3 つのデバイスが必要になります。
3. 3つ目の重要なポイント 正しい取り付けおよび SPD の動作 順次接続（写真では赤い長方形 SPD-1 と SPD-2 で示されています）それらの間の距離（ケーブル長に沿った）は少なくとも 10 メートル必要です。 私の場合は20メートルです。
注: 指定された機器 (過電圧防止装置と超音波装置) は、私の市では販売されていないため購入できないことが判明したため、インターネット経由で注文しました。 この状況は、少なくとも私たちの街では、電気機器の保護の問題にほとんど誰も注意を払っていないという考えを引き起こしました。
実際の業務遂行
この作業の実際の実装はそれほど難しくはありません。下の写真に少し説明を付けて示します。
家の入り口に避雷器-0.38を設置する
写真はプラスチックの箱に避雷器を設置しているところです。 機能の中で、避雷器は構造的に支持構造に取り付けられており、その設計のタイプによりオープンに設置できるため、避雷器用の特別なボックスがないことを考慮する必要があります。 ボックス内に避雷器を設置するなどの対策が必要です。 箱には密封機能がなければなりません。 避雷器をボックスに取り付けるには、メーカーでボックスに取り付けられている標準的な DIN レールの代わりに、厚さ 1 mm の亜鉛メッキ鋼板で作られた自家製の構造が固定されています。
避雷器を設置し、ワイヤーを接続する場合は、刻印ワッシャーの使用が必須です。 技術仕様の要件に従って、導入機は密閉可能なボックスに設置する必要があります。 下の写真に示すように、避雷器用と同様のボックスが使用されました (金属キャビネット内の上部のプラスチックのボックス)。
家のファサードにこのような構造物（金属キャビネット内のプラスチックの箱）が積み重なることは、先に述べたように、まさに都市の電気ネットワークの特定の要件によるものであり、作業コストの顕著な増加を引き起こすだけではありませんしかし、追加の労力、時間、神経も費やします。 私の意見では、SIP ワイヤーを使用して空気侵入中の作業を技術的に正しく実行するには、次のようにする必要があります。都市の送電網のサポートから家のファサードまで SIP ワイヤーを敷設し、それをファサードに固定します。家の部分を少し重ねてカットします。 次に、各 SIP ワイヤに、断面積 10 mm2 の銅線出口を備えたピアシング クランプを取り付けます。このクランプは、入力マシンの端子のキャビネット (またはボックス) に挿入されます。 SIP ワイヤのセクションを密閉キャップで閉じます。 したがって、アルミニウム (SIP ワイヤ) から銅に正しく「切り替え」ました。 この場合、モジュラー入力サーキットブレーカーの端子に銅線 (断面積 10 mm2) を接続するのに問題はありません。 しかし、都市ネットワークの代表者はそのような仕事を受け入れません。
したがって、断面積 16 mm2 の SIP ワイヤを入力サーキット ブレーカーの端子に直接接続する必要があり、入力サーキット ブレーカーはプラスチックのボックスに取り付ける必要があります。 SIP ワイヤをプラスチック製のボックスなどに対して固定する必要がある一方で、ボックスの保護等級 (屋外設置の場合は IP 54 以上) を維持する必要があるため、これを実際に行うのは非常に困難です。
実際には、別のスチール製キャビネットを購入する必要がありました。そこにプラスチック製のボックス自体を取り付け、SIP ワイヤをキャビネットに挿入して固定しました。 下の写真は、キャビネットの設置と家のファサードへの固定に関する最終作業を示しています。 作品はコメントや苦情なしで受け入れられました。
注意が必要なもう 1 つの重要な点は、雷雨時に避雷器が動作する場合、避雷器自体をグランド ループに接続することで電流を地面に迂回させることです。 この場合、電流は 200 ～ 300 A、最大数千アンペアという大きな値に達する可能性があります。 したがって、断面積が少なくとも 10 mm2 の銅導体を使用して、避雷器自体から接地ループまでの最短経路を確保することが重要です。 下の写真は、この接続をどのように行ったかを示しています。 避雷器の信頼性の高い動作を確保するために、デバイスを 2 つのアース ループに接続しました。 銅線それぞれの断面積は10 mm2です。 写真では黄緑色のチューブ（熱収縮チューブ）の中にワイヤーが入っています。
会計および配電キャビネットへの UZM-50M デバイスの設置
デバイスには標準の DIN レール マウントが付いているため、電気設置作業を行うのに問題はありません。 UZM-50Mをキャビネットに取り付ける作業の一部を下の写真に示します。 また、デバイスは密閉可能なプラスチックの箱に設置する必要があります。 箱の上蓋は写真には写っていません。
電気接続図の観点から見ると (この図はデバイスのパスポートやデバイス自体の本体に記載されていますが)、準備ができていない読者は疑問を抱くかもしれません。 接続の特徴を説明するために、下の図はUZM-50Mのパスポートに記載されている接続図に私の説明を加えたものです。
まず、図からわかるように、UZM-50M は単相スイッチングデバイスであり、その動作のためには導体 L と N を上部端子に強制的に接続する必要があります。 これは、両方のケース (a と b) の接続図に示されています。 また、回路aと回路bには違いがあり、メーカーからは何の説明もなく、どのような場合にどのような回路を使用するかは消費者が独自に判断する必要があります。
違いは、上の図 (a) では、負荷が 2 本のワイヤ (L と N) を介してデバイスに接続されていることです。 つまり、装置の緊急動作が発生した場合、回路は相導体 (L) に沿ってと導体 (N) に沿って両方で切断されます。
下の図 (b) では、負荷は 1 つの相導体 (L) のみを介してデバイスに接続され、2 番目のワイヤ (N) はデバイスをバイパスして負荷に直接接続されます。 つまり、装置の緊急動作の場合には、相導体のみが開き、導体 N は常に接続されたままになります。 上記に基づいて、また、導体 N の切断がどのような場合に許可され、どのような場合に切断が許可されないかを知ることにより、次の結論を導き出すことができます。
住宅（マンション）を2線式（TN-C方式）で接続する場合は、N線で接続するため、下図(b)に従ってUZM-50M機器を接続する必要があります。 2 つの機能 (動作導体ゼロと保護導体ゼロ) を備えており、いかなる状況でも引き裂いてはなりません。
家（アパート）の接続が3線式（TN-S）に従って行われている場合、またはデバイスがシステム（TN-C-S）に設置されている場合、共通（PEN）導体を分割した後の領域（ N と PE に接続)、N ワイヤが断線する可能性があります。 この場合、UZM-50M機器は上図(a)に従って接続する必要があります。 メーカーの図によれば、なぜメーターの後にデバイスを接続する必要があるのか（写真では疑問符を付けています）、私にはわかりません。 たとえば、クローゼット内のデバイスをメーターに接続して、クローゼット自体に設置されている機器も含め、家に設置されているすべての機器を保護するようにしました。 さらに、共通の PEN の分離は家のキャビネット (ShchR1) で実行されるため、スキーム a に従って、つまり相導体と中性線の両方が切断された状態で保護装置を接続しました。 下の写真に示すように。
もう 1 つの重要な点: これらのデバイスは多相ネットワークでの使用を目的としていないため、次のことを理解し、考慮する必要があります。
万一に備えて 三相接続家庭でこれらの機器を使用する場合、家に単相受電器しかない場合、これらの機器の使用と操作に問題はありません。 ただし、家の中に三相電気モーターなどの三相消費者がある場合、デバイス (1 つまたは 2 つ) が緊急動作した場合、三相電気受信機 (たとえば、電動モーター）が故障する可能性があります。 したがって、この場合、UZMデバイスの緊急動作の場合に三相需要家を切断するには、追加の技術的対策が必要になります。
個人用保護具の使用
家庭内の個々の受電器 (テレビ、コンピュータなど) を保護するために UPS 電圧安定装置を使用することは、特別な説明を必要としないほどよく知られ、広く普及しているため、ここでは説明しません。
結論
1. 運用経験によれば、激しい雷雨の際、保護装置は比較的短期間に繰り返し動作する可能性があります。 これを考慮すると、激しい雷雨が発生した場合や保護がない場合、家に設置されている電気機器はかなりの確率で損傷する可能性があると言えます。
2. 自宅で同様の作業を実行することが不可能な場合は、雷放電時の保護措置として、少なくとも電化製品をネットワークから切断する必要がありますが、ちなみに、誰もがそうするわけではありません。
電気機器を保護するためのこのオプションは、安価な予算ソリューションですが、非常に機能的で信頼性が高く、実際に実証されています。 同様の輸入機器が使用され、専門家が作業を行うよう招かれた場合、発行価格が大幅に上昇する可能性があり、平均的な所得の家庭にとっても高額になる可能性があります。