O para-raios ou o supressor de picos não lineares é o principal aparelho (dispositivo de comutação) para proteger o ramo da linha de energia contra picos de tensão repentinos. Ele substituiu os resistores da válvula. Os padrões de produção e instalação são introduzidos pelo GOST R 52725-2007. Em diferentes fontes, para designar um limitador, é usado o conceito de uma centelha sem centelha ou a abreviação UZPN.
A necessidade de proteção contra surtos
Sobretensão de impulso - um aumento acentuado na diferença de potencial na rede, excedendo o limite máximo da tensão operacional. Salto curto - até 1 nanossegundo (1 • 10-9 seg.), portanto, os USMs convencionais podem não ter tempo para trabalhar e deixar o pulso passar para a rede interna da fonte de alimentação. A amplitude pode exceder as 10 vezes nominais.
Origem:
- atmosférica (tempestade) - causada por raios com uma força de corrente média de 200 kA no condutor de raios da casa ou em objetos próximos a ela (a corrente entra no solo, mas EMF aparece na fiação da casa);
- comutação - mau funcionamento ou substituição de equipamentos / seções de comutação do circuito, o lançamento de equipamentos elétricos poderosos, falha do transformador.
Independentemente da natureza da ocorrência, tais avarias representam um risco para todos os dispositivos conectados: ignição do isolamento da fiação (classificada entre 1 e 1,5 kV), danos aos circuitos elétricos dos dispositivos e sua completa inadequação para reparo.
O dispositivo e o princípio de operação de um limitador não linear
A operação do pára-raios é baseada na propriedade específica de um varistor - um semicondutor com uma característica de tensão de corrente não linear. Com uma diferença de potencial regular, a permeabilidade do elemento tende a zero e chega a vários mlA. Um aumento acentuado na tensão abre a condutividade do túnel (> 1000 Am), a resistência praticamente desaparece, o pulso é imediatamente removido do sistema. O material do condutor é o óxido de zinco, às vezes com a adição de óxidos de outros metais (cobalto, bismuto, etc.).
O pára-raios consiste em placas resistivas circulares (o número é orientado para a sobretensão nominal), que são dobradas em uma coluna, colocadas em um tubo de fibra de vidro e costuradas em uma camisa isolante com nervuras. A estanqueidade assegura o preenchimento dos vazios com uma composição orgânica silício viscosa. Nos dois lados, a estrutura é firmemente presa por flanges. Uma característica do dispositivo na implementação de remoção rápida e segura de energia térmica no ambiente é que, durante a recepção de um pulso, a temperatura do varistor atinge 100-150 ° C.
O design dos limitadores modulares modernos é diferente. É uma caixa de plástico com 17,5 mm de largura (OIN-1), que contém um fusível térmico, uma unidade de varistor removível e terminais entalhados. Existem modelos com luzes indicadoras. Eles têm uma montagem em trilho din.
Um cabo de alimentação é fixado em um lado do limitador e aterrado no outro.
Tipos e principais características do pára-raios
Os limitadores de sobretensão são diferenciados pelo material isolante (porcelana e polímero), solução estrutural (coluna única e duas colunas), classes de tensão e proteção. Desde a descriptografia, fica claro o que é um pára-raios em um eletricista. Designações de leitura de acordo com GOST:
OPN - X - 1/2/3/4 XX
A primeira abreviação significa supressor de picos não lineares. No mercado, são possíveis opções para produtos de OPS (rede S) ou SPE (pulso I).
- X - material dos pneus: polímero P, sem letra - porcelana;
- 1 - classe de tensão de rede em kV: 1,5, 4, 6, 10, 36;
- 2 - a maior tensão operacional, kV: 3 - 475;
- 3 - corrente de descarga nominal, kA: 5, 10, 20;
- 4 - corrente de rendimento, A (até 200 - 1 classe de rendimento, 750 - 2, 1100 - 3, 1600 - 4, acima de 1601 - 5);
- XX - letras indicam a região climática ou sua combinação (comum: U - moderada, Chl - fria, UHL), o número indica as condições de colocação (1 - ao ar livre, 2 - sob uma cobertura, 3 - dentro de casa, 4 - em espaços com controle climático artificial, 5 - em condições de alta umidade).
A descrição do pára-raios modular indica o número de pólos P1-4.
Classes de proteção e conexão de rede de pára-raios
Para proteção abrangente dos sistemas internos de fornecimento de energia contra a penetração de um poderoso impulso destrutivo, os pára-raios são distribuídos em estágios, dependendo da classe de proteção.
- A classe B aceita os efeitos de um raio direto em uma linha de energia ou equipamento de proteção elétrica residencial. Ele é instalado no quadro de distribuição externo para inserir a linha de energia na estrutura.
- A classe C lida com sobretensões de comutação e sobretensões que passaram pelo primeiro estágio de proteção. O dispositivo é colocado no painel de distribuição principal dentro da cabana ou na garagem anexa, na entrada de um prédio de vários andares, no piso do prédio administrativo.
- A classe D é projetada para extinguir efeitos residuais. Útil antes de aparelhos elétricos. O limitador pode ser integrado à tomada.
O circuito de conexão do pára-raios possui características próprias para uma rede monofásica e trifásica, princípios de aterramento TNC e TNS (combinados ou não, condutor principal e condutor de proteção).
Os dispositivos são instalados paralelamente à rede principal em frente ao gerador auxiliar, medidor e outro equipamento. Para evitar as consequências de um possível curto-circuito no terra, use um disjuntor em frente ao pára-raios.
No circuito de conexão do OIP-1 a uma rede monofásica, uma linha de energia é adequada para um terminal e um cabo de terra é fixado no outro. Ao separar zeros, o principal é conectado à terra separadamente. Uma rede trifásica envolve a proteção de cada fase separadamente (e zero para o TNS).
Segurança e eficácia do equipamento de proteção elétrica
A segurança dos sistemas elétricos em prédios administrativos e prédios de apartamentos é de responsabilidade das concessionárias. Em uma casa particular, o próprio proprietário cuida da segurança.
A instalação de pára-raios deve ser confiada a um profissional, embora a complexidade seja inicialmente invisível. É importante evitar equipamentos baratos de baixa qualidade, que podem se tornar um viveiro de perigos. O uso de equipamentos elétricos deve estar estritamente de acordo com as especificações técnicas.
É racional verificar a manutenção do equipamento no mês de março a abril antes do início da temporada de trovoadas. Existem 2 métodos principais para diagnosticar dispositivos de proteção: a medição sem contato da temperatura de aquecimento com um termovisor é realizada antes de tudo, de acordo com os resultados, a corrente transmitida é controlada adicionalmente por um micro ou miliamperímetro.
O limitador de tensão modular está equipado com uma janela de indicador de saúde: verde indica disposição para executar funções, vermelho indica mau funcionamento. Neste último caso, a substituição operacional da parte do varistor é prescrita. Assim, esse tipo de equipamento elétrico é mais fácil de usar em casa.
Prendedor - equipamento elétrico que protege contra picos de energia de curto prazo de grande amplitude. Não é capaz de lidar com uma sobretensão estável ou uma queda na diferença de potencial; portanto, é usado em combinação com o USM e o RCD.
