Компромиссная защита дома от импульсных перенапряжений

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Почему от наведённого не выбьет УЗО?

 

Ха-ха! Идея использовать варистор последовательно с разрядником, действительно неплоха, раз ей даже название придумали: новая ACI технология. Во как!

 

Возможно Вы правы. Однако как сказал великий комбинатор "- Полное спокойствие может дать человеку только страховой полис, - ответил Остап, не замедляя хода. - Так вам скажет любой агент по страхованию жизни..."
А на большой ток, греющий провода - должны сработать Автоматы, до и УЗО, УЗМ могут помочь.

 

Допустим выбило. Пока выбивало, может произойти пробой изоляции. Это может, в случае круглого ВВГ, произойти между L и N. Это может привести к маленькому замыканию между ними, которое может прогрессировать в течение длительного времени и привести к опасному разогреву этого места, а затем и к искрению в любой момент. Ток при этом может быть недостаточным для срабатывания автомата.

При этом автомат и УЗО могут считать, что все ОК. От такого дугового пробоя только УЗМ-51МД может помочь. УЗО с большей вероятностью поможет, если кабель плоский и PE посередине. При этом и эффективная прочность изоляции L-N в 2 раза выше, чем L-PE и N-PE. Я думаю, при таком кабеле и ТТ можно вообще не заморачиваться с УЗИП.
С другой стороны и при треугольном расположении жил в круглом ВВГ все равно при ТТ импульсные перенапряжения L-PE и N-PE теоретически должны быть выше, чем L-N и пробой изоляции должен приводить скорее к утечкам, нежели к замыканию.
К сожалению, на форуме вряд ли есть люди, которые на реальных данных могут подтвердить или опровергнуть эту гипотезу.
У себя уложу круглый, просто потому что несколько лет назад купил аж 200 м. Если не задушу большую жабу.

 

Вы шутите про пожар за время действия срабатывания АВ?) за 10мс?)

 

Не пожар, а повреждение изоляции, которое может привести к пожару через несколько дней или недель, после того, как вы опять включите АВ. Вы слышали о характеристиках B, С?

 

Слышал, а что вам интересует?

 

А тем временем мы приближаемся к оптимальной конструкции нашей глобальной защиты. Схему с последовательным соединением варистора с разрядником и минимально достаточным номиналом плавкого предохранителя можно считать оптимальной. Тем более, что и солидные фирмы во главе с Базеляном идут тем же путем. Только ценники там аховые: ноу-хау никак!

Что у нас остается не проработанным? Мы используем достаточно скромные номиналы предохранителей, варисторов и разрядников. При высоких токах импульса перенапряжения они склонны к взрыву. Промышленные предохранители и УЗИП делают в пластиковых корпусах. А потом они горят бессовестно!

Мы всю нашу конструкцию упакуем в металлическую коробочку:

а ее уже смонтируем внутри нашего металлического щита, закрепив его на стену через лист негорючего материала (ГКЛ, плоский шифер и пр). Нашу коробочку мы протестируем, взорвав поочередно в ней все наши компоненты: предохранители, варистор и разрядник, чтобы убедиться, что коробку не разнесло и возгорания не произошло.

Останется попытаться включить в нашу схему УЗМ-50МД. Полезная штучка, но есть с ее интеграцией в нашу схему трудности.

 

Что касается самой глобальной задачи, то регистраторов и индикаторов грозовой опасности найти можно много. Но самый простой, подробно описанный и, потому, самый интересный для повторения на современной элементной базе этот: http://sio.su/manual_011_21_gen.html

Хотя мы имеем и еще один источник сигналов о приближающейся грозе, который не имеют никакие автономные индикаторы грозовой активности, а именно нашу электропроводку. Но чтобы использовать ее, придется несколько гроз просидеть с подключенным к проводке осциллографом.

 

Правда, кроме взрывозащищенности нашей коробочки есть и еще одно препятствие. И оно непреодолимо: ввод в дом до счетчика включительно. Что делать с этим узким местом, кроме схемы грозового предупреждения с отключением всего дома на время грозы, ума не приложу? Наши киловольтные разрядники с нулевой утечкой защитят проводку от пробивных перенапряжений ценой импульсов в килоамперы через нашу проводку и счетчик. А это на тему хрена с редькой…

 

А решение все-таки есть! И именно компромиссное. Как же нам пройти между Сциллой и Харибдой? Очертим те опасные границы, которые нам крайне нежелательно переходить. Это будет напряжение пробоя изоляции, которое для бытовой электропроводки составляет около 2,5 кВ (если не прав, электрики поправьте). И максимальный ток через наши проводку, счетчик и автомат, которые мы трогать не имеем права. Предельный импульсный ток, который безболезненно выдерживают автоматы массовых серий – это 4,5 кА. Где-то столько можем принять и для счетчика. Проводка выдержит побольше.

А теперь последовательно в нашу цепь термопредохранитель-варистор-разрядник добавим по токоограничительному резистору:

Падение напряжения на варисторе будет около 0,5 кВ, на пробитом разряднике около нуля, на резистор остается около 2 кВ при 4,5 кА. Т. е., по закону Ома, оптимальная величина его сопротивления составит 0,44 Ома. Из ряда номинальных значений выбираем ближайшее значение 0,39 Ом. Можем купить его готовым:

можем сделать из куска нихромовой проволоки, как я изобразил на схеме. Получаем интересное решение. Во-первых, наша схема будет нас защищать ровно в тех пределах, которые ей по силам, не перегружая чрезмерно наше «бутылочное горлышко» в виде нашего хилого хозяйства до счетчика включительно. Будут и другие преимущества, главное из которых, что теперь львиная доля мощности будет рассеиваться на резисторе. Это спасет наши варистор с предохранителем от взрыва. Предохранитель перегорит более цивильным образом. А энергоемкость и устойчивость к перегрузкам нашей схемы защиты целиком будет зависеть от возможностей наших резисторов. Поэтому, нелишним будет установить их на радиаторы. Или, хотя бы, закрепить их на нашем металлическом корпусе через термопасту.

Есть и еще одно преимущество: наш резистор уменьшит добротность колебательного контура из индуктивности и емкости дальнейшей электропроводки, и амплитуда волны вторичного импульса перенапряжения за нашим УЗИП, соответственно, будет меньше.

 

Почему Вы решили, что АВ сработает за 10 мс а не за 30 мин? И что он вообще обязательно сработает?

 

Не хочу огорчать, но автоматы никогда не срабатывают на грозу или импульсное перенапряжение. Слишком короткое. Отключаются только по серьезным вторичным причинам.

 

Выше вы писали, что от перенапряжения произошёл пробой изоляции и между L и N загорелась дуга. Что ограничивает ток этой дуги?

 

Не загорелась дуга, а пошёл ток через изоляцию. Ток ограничивается сопротивлением повреждённого участка изоляции и сначала недостаточен для срабатывания даже теплового расцепитесь АВ, но достаточен для серьёзного тепловыделения на сопротивлении пробитого участка изоляции и его разогрева до сотен градусов. С обугливанием изоляции и превращением в полупроводник.