Внешняя и внутренняя грозозащиты
Грозозащита – это совокупность мероприятий, направленных на обеспечение необходимого уровня защищенности техники, сооружений, человека и т.п. от разрушительного действия молний.
Грозозащита делится на внутреннюю и внешнюю. Основная идея внешней грозозащиты заключается в улавливании и перенаправлении грозового заряда. Для этого необходимы три элемента:
- Молниеприемник, который состоит из стержня (алюминиевый, стальной или медный). Он задействуется в момент в тот момент, когда максимально заряженный лидер грозы приближается к поверхности земли. Данный элемент перенаправляет лидера в новый канал, тем самым отводя удар от защищаемого объекта.
- Токоотвод, который позволяет менять направление движения заряда и перенаправить его к заземлителю.
- Заземлитель, который обеспечивает прохождение заряда в землю, тем самым гася его.
Пример схемы внешней грозозащиты изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Внешняя грозозащита. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: 1 - молниеприемник; 2 - токоотвод; 3 - заземлитель.
Основная функция внутренней грозозащиты заключается в нейтрализации вторичного воздействия удара грозы. Данное воздействие проявляется в виде избыточного потенциала, опасного для оборудования и людей, которые находятся внутри защищаемого объекта. Для этого применяются устройства защиты от импульсных перенапряжений, которые делятся на три класса. Первым классом устройств обеспечивается от удара грозы полной мощности, они нейтрализуют его, оставаясь при этом неповрежденными. Они устанавливаются на объектах, обеспеченных внешней грозозащитой, или в непосредственной близости от других объектов, с которыми имеют общую систему заземления. Устройства второго класса рассчитаны на нейтрализацию избыточного потенциала, который остался после срабатывания устройств защиты от импульсных перенапряжений первого класса и перенапряжений в сети, причинами которых являются короткое замыкание, включение/отключение мощного оборудования и т.п. Данные устройства также применяются с целью обеспечения безопасности оборудования, которые не снабжены системой внешней грозозащиты в случае отсутствия угрозы прямого грозового удара. Устройства третьего класса используются для защиты электроники, которая чувствительна к перепадам напряжения. Они нейтрализуют остаточный потенциал, с которым не справились устройства первого и второго класса, а также напряжение, возникшее из-за большой протяженности питающего кабеля.
Помехозащитные устройства: оптроны, фильтры, разрядники, кремниевые лавинные диоды
Самыми распространенными помехозащитными устройствами, использующимися в системах электроснабжения, являются:
- Фильтры.
- Разрядники.
- Ограничители перенапряжений (варисторы).
- Кремниевые лавинные диоды.
- Искровые разрядники.
- Гибридные разрядные сети.
- Оптроны.
- Разделительные трансформаторы.
- Электромагнитные экраны.
Оптрон – это электронный прибор, который состоит из излучателя света и фотоприемника, связанных оптическим каналом.
Основное назначение оптронов - гальваническая развязка, то есть передача сигнала без передачи напряжения, для бесконтактного управления и защиты. В электрических системах фильтры используются для уменьшения амплитуды напряжений и токов одной или нескольких частот (параллельные фильтры). Если существует необходимость предотвращения проникновения токов определенной частоты в узлы преобразовательной станции или части энергетической системы применяется последовательный фильтр, который состоит из параллельно включенных конденсатора и катушки индуктивности. Катушка индуктивности и конденсатор создают большое сопротивление для протекания электрического тока на выбранной частоте. В современных электрических системах широко распространены широкополосные фильтры, обладающие рядом преимуществ: небольшая чувствительность к температурам, малое сопротивление широкому спектру гармоник, удобство использования, отсутствие необходимости разбивки, относительно маленькое отклонение частоты и т.п.
Разрядники применяются для защиты от перенапряжений посредством ограничения переходных перенапряжений, причинами которых являются молнии, отключения индуктивных потребителей, разрядки статического электричества и т.п. Они представляют собой нелинейные резисторы, которые в пределах рабочего напряжения обладают высоким коэффициентом.
У кремниевых лавинных диодов при превышении напряжения пробоя р-n переход не разрушается, а пропускает большой электрический ток в обратном направлении. Они предназначены для защиты от перенапряжений в электронных схемах. Данные диоды представляют собой однополярные конструктивные элементы. Посредством встречного последовательного включения двух диодов получается симметричная характеристика. Выбор лавинных диодов осуществляется на основании данных и характеристик, которые предоставляются изготовителем.
