Компромиссная защита дома от импульсных перенапряжений

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ну-ну Честно говоря, не верится, что Вам удасться пересчитать результаты испытаний на этих импульсах, к ожидаемому поведению на импульсах с реалистичными параметрами. Но, если фейерверк получится, то почему нет?

 

Наверное. Попробуем порассуждать применительно ко взрыву предохранителя. Что провоцирует взрыв? Выделение тепловой энергии с испарением проводника внутри стеклянной колбы. Энергия будет выделяться до тех пор, пока не разорвется токовая цепь. Тока сварочного аппарата с огромной лихвой хватит на быстрое испарение нити предохранителя. Не такой уж нереалистичный эксперимент.

Высоковольтную дугу высокой энергии я в пределах разумного бюджета обеспечить не смогу.

 

@Serge3leo, Вы привели интересные осциллограммы: https://www.forumhouse.ru/posts/23694774/

Там испытывали предохранители 315 и 125А. У нас запросы весьма существенно скромнее. Там импульс напряжения достигал 1,54 кВ. Своей планируемой установкой: https://www.forumhouse.ru/posts/23604877/ я могу выдать импульс энергии 500 Дж напряжением 700-900В. Неужели не хватит, чтобы рвануть мои одноамперные предохранители?

 

Однако из этих графиков следует, что необходимо использовать предохранитель на 200А. Допустим ток КЗ на вводе 300А. Такой предохранитель сработает минут за 10. Что будет за это время со стандартным алюминиевым кабелем 16мм2. Не расплавится ли, как минимум, изоляция?

 

Нашел в продаже цилиндрические предохранители 14х51 номиналом 50А на напряжение 690В с номинальной отключающей способностью 120кА. Судя по графикам, если их соединить последовательно, есть большой шанс, что они не взорвутся, если падение напряжения не превысит 1380В.
А если соединить параллельно, получится предохранитель на 100А, который судя по результатам испытаний не взорвался, к тому же на каждый предохранитель придется только половина импульса тока.

 

Примерно 2/3 интеграла Джоуля (I²t) проходит через ПВ при гашении дуги.

Только за час, примерно. СИП 16мм2 при этом нагреется до 400...500℃ (У СИП максимально допустимая температура нагрева жил при коротком замыкании - 250℃)

Правда не ясно слово "необходимо", если имеется ввиду, что необходимо выдерживать импульс 10/350 силой 20 кА, гарантированно ограничивать его соответствующим УЗИП класса 1 и при этом не отключить электроустановку, то следует последовательно с предохранителем установить литой автомат минимум 50А и отключающей способностью минимум 100 кА (до или после, наверное, лучше до).

Но если просто, что б ПВ сработал и не разрушился, то gG 80..100 габарита 00 должен выдержать.

 

Друзья! Есть вопрос. Лучшим вариантом защиты от грозовых перенапряжений является своевременное отключение устройства от сети. Но импульсы перенапряжений короткие и высокоэнергетические. Поэтому не все так просто. Нашу аппаратуру могут погубить наводки, пришедшие даже по проводу PE. Поэтому в локальном фильтре я предложил размыкать все три линии, включая PE: https://www.forumhouse.ru/posts/23664254/
Можно для настенного варианта даже таким автоматом:

Но есть еще вариант. У меня есть приблизительно такие интересные переключатели:

А на их основе можно соорудить схему Вариант 2:

Какая лучше с точки зрения защиты аппаратуры при ударе молнии? Первая просто разрывает все три цепи. Вторая оставляет линию PE не разорванной, но через резисторы относительно небольшого номинала (они нужны, чтобы мягко разрядить конденсаторы на входе блоков питания защищаемых устройств) закорачивает L и N на ту же линию PE. Получается такая система уравнивания потенциала импульсной помехи. Она, возможно, сможет защитить и при пробое воздушного промежутка выключателя импульсом высокого напряжения. Как считаете? Возможен вариант и без резисторов.

 

Я за вариант 2 без резисторов. Когда-то у себя хотел так сделать. При пробое воздушного промежутка на резисторах будет падение напряжения.

 

При однофазном вводе необходимо выдерживать импульс 10/350 силой 50 кА, гарантированно ограничивать его соответствующим УЗИП класса 1+2 и чтобы ПВ не разрушился. Электроустановку пусть отключает, если хочет.

 

Этот вариант мы в самом начале обсудили. Так и надо было бы делать. Но в моем случае это невыполнимо. Собственно, поэтому и родилась эта тема.

 

50 кА - это ж только при наличии молниеотвода у электроустановки (LPL III-IV). Ожидаемый нагрев СИП 16 мм² от такого импульса - 140..240 ℃. Вероятность такого или большего импульса от молнии попавшей в молниеотвод, а это, на секундочку, только каждая десятая молния, возьмём, для определённости, маленький двухэтажный 6х9 домик в Волоколамском районе Московской области: раз в 1000 лет или 0,5% за пятилетку. Как бы, это угроза, либо для достаточно большого хозяйства, либо для больших параноиков.

Согласно ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010, источник повреждения S3 (прямой удар молнии в линию электропередачи, удар молнии в последний столб линии электропередачи вблизи многожильного провода (три фазы и ноль) коммуникаций) - 5 кА, для однофазного ввода можно принять 10 кА. Вот вероятность этого, для ветки 500 м - раз в 8 лет.

 

Если с заземлением и проводкой PE всё в порядке, то лучше PE не разрывать, ввиду того, что бы у металлических поверхностей вне и внутри электроустановки потенциал уравнивался.

Если с проводкой заземления непорядок, то надо рассчитать шаговые напряжения, нагревы и прочее для всех вариантов (включая ещё вариант разрядника между PE (вне) и PE (внутри) и выбрать наименьшее из зол.

 

Но ведь этот уровень импульсных токов находится в допустимом диапазоне и для моей хилой проводки с автоматами на 4,5кА имп (чуть недотягивают). И для моих варисторов 14D431K и 20D431K, тем более защищаемых предохранителями невысоких номиналов. И становится понятным, на что рассчитывают разработчики «Пилотов». Их схема как раз без напрягов укладывается в этот диапазон.

 

Нет. Как бы 5 кА импульса 10/350 примерно соответствует 30 кА импульса 8/20, а ваш варистор 20D431K держит импульс 8/20 - 7..10 кА. Ну и ввод у Вас какой?

А вот автоматы, да, рассчитаны на 1..5 мс (некоторая доля от полпериода соответствующая времени срабатывания).

Если только эта угроза, без учёта аварийных и коммутационных перенапряжений, то для трёхфазного ввода нужно примерно 2,5..4 мм² Cu или 4..6 мм² Al и 4 (!) шт. ПВ не более gG 80.

 

Четвертая ПВ на случай одновременно отгорания нуля и аварии УЗИП?