Будуємо разом!

Імпульсна перенапруга виникає внаслідок техногенних і природних катаклізмів:

• прямий або ємнісний, гальванічний або індуктивний удар блискавки;
• електромагнітна індукція в металевих магістралях довжиною в кілька кілометрів;
• електростатичний заряд і комутаційні події в високовольтних електричних мережах.

Прямий удар блискавки

Грозовий розряд має високі амплітуди струму, які можуть досягати показників понад 400 кА. Середні показники в країнах Східної Європи становлять 30-50 кА.

При попаданні блискавки на об’єкт за частки секунди потенціал захисних заземлених провідників електроустановки і її корпусу збільшується. Таким чином, вирівнюючий високий електричний струм від заземленого обладнання починає проходити в електромережу і енергосистеми. При цьому на довгих ділянках лінії, які не підключені до потенційної системи компенсації, наводиться висока напруга.

Удар блискавки в телекомунікаційній мережі та низьковольтних лініях

При дистанційному ударі блискавки по такій мережі імпульс напруги з високою амплітудою поширюється зі швидкістю світла і може пошкодити електронне обладнання. Тому комп’ютери, телефонні станції, контрольно-вимірювальні прилади, факси, нормативне обладнання можуть бути пошкоджені ще до першого виявленого удару блискавки.

Удар блискавки в лінії високої і надвисокої напруги

При попаданні блискавки в високо- і надвисокострумові мережі трансформатори частково знижують імпульсну енергію в низьковольтних електричних мережах, але перенапруга все одно потрапляє на ці лінії іншими способами:

• через ємнісне з’єднання між обмотками;
• через індуктивний зв’язок між низьковольтними вихідними лініями і високовольтними лініями живлення;
• через пряме перетворення між обмотками;
• за допомогою гальванічного зв’язку;
• через загальне заземлення ліній низької і високої напруги.

Непрямий удар блискавки

Навіть якщо удар блискавки не відбувається по об’єкту, обладнанню або лінії, імпульсна напруга може виникнути в електричній мережі за допомогою гальванічного зв’язку із заземленням, або через індуктивний і ємнісний зв’язок гальванічно розділених ліній. Імпульсна перенапруга може відбуватися на відстані декількох кілометрів.

Категорія «хмара-хмара»

Якщо між хмарами проходить грозовий розряд, то на поверхні виникає дзеркальний розряд, що викликає напругу в лініях передачі даних і силових кабелях. Наслідки проходить хвилі з високою амплітудою схожі з ударом блискавки в телекомунікаційну мережу.

Комутація низьковольтних ліній

Перенапруга мережі перехідного типу може Виникають:

• при короткому замиканні в електричній мережі;
• при приєднанні, виключенні, включенні ємнісних і індуктивних навантажень.

Комутація і комутація в лініях високої і надвисокої напруги

Перенапруга комутаційного типу в мережах високої та надвисокої напруги через паразитні індукційні та ємнісні з’єднання передаються на низьковольтні лінії. Наслідки цього процесу схожі з далекими грозовими розрядами.

Електростатичний розряд

Такий розряд відбувається за рахунок механічного тертя декількох ізоляційних матеріалів і має локальний характер дії. Його можна уникнути завдяки використанню відповідних матеріалів, іонізації та струмопровідного покриття. Важливо врахувати, що індукція і зв’язки в будівлі ослаблені стінами. Якщо в залізобетонних стінах арматура не з’єднана належним чином, то цей вплив посилюється.

Скрізь, де теле- і радіоприймачі ловлять сигнал на кімнатної антени, може статися індуктивна перенапруга від віддаленого удару блискавки.

Нерідко причиною перенапруги є промислова активність. В першу чергу це стосується перехідних процесів, пов’язаних з відключенням і включенням великих навантажень:

• трансформатори;
• великі мотори;
• індукційні нагрівачі.

Згідно з підтвердженими даними, кавомолка також може завдати шкоди в таких випадках.

Джерелом перенапруги в інформаційних лініях може бути перехідне загасання, яке виникає при з’єднанні таких ліній з проводами живлення. Особливо якщо електрична мережа характеризується постійною комутацією споживачів енергії.

При прямому ударі блискавки амплітуда перенапруги може доходити до мегавольт, при непрямому – до сотень кіловольт. При перемиканні ліній високої і надвисокої напруги показники низької напруги на виході з трансформатора показували амплітуду близько 15 кіловольт.

При комутації в мережах з низькою напругою амплітуда перенапруги становить від десятків до тисяч вольт. Це відбувається не тільки при використанні потужних споживачів, а й невеликих пристроїв:

• ксерокси;
• пилососи;
• лампи;
• Фризери.

Перенапруга при електростатичному розряді досягає декількох десятків тисяч вольт, але її енергетичний потенціал не значний.

Однією з найважливіших характеристик перенапруги є час.

Наслідки імпульсної перенапруги залежать від енергії і амплітуди.

Знищення:

1.Якщо амплітуда перевищує нормативні показники, то можуть виникнути іскрові розряди і поломки, які можуть викликати помітні зміни на макрорівні деталей або всього обладнання.

2.Причина такого наслідками можуть бути менші перенапруги, коли відбуваються поломки N-P переходів і випаровування металізованих покриттів інтегральних мікросхем. Якщо пошкодження не помітно на мікрорівні, воно проявляється у вигляді перешкод на платі.

3.При різкому збільшенні імпульсу в транзисторах і тиристорах з різким включенням можуть виникати поломки. Наслідки таких процесів катастрофічні.

Несправної:

• різке порушення роботи тиристорів;
• помилка в програмному забезпеченні для обробки даних;
• знищення інформації в банку даних;
• Помилка в міграції даних.

Швидкий знос – перенапруга призводить до зниження терміну служби основних елементів обладнання.

Позбутися від імпульсних перенапруг неможливо, але запобігти поломки можна за допомогою ультразвукових приладів.