Мълниезащита:

Мълниезащита и защита от импулсни пренапрежения – ЗАЩО?

Мощните информационни системи са гръбнакът на модерното индустриално общество. Повреда или отпадане на тези системи може да има дълготрайни последици и дори да доведе до банкрут на съответно индустриално предприятие или фирма в сферата на услугите.

Причините за настъпване на повреди са разнообразни, като електромагнитните интерференции са една от най-важните. В днешно време, в условията на високо механизирана електромагнитна среда не е препоръчително да се изчаква настъпването на взаимни интерференции между електрическите и електронните устройства и системи и да разходваме много средства за тяхното елиминиране. Необходимо е да се планират и реализират предварителни мерки за защита, които да намалят риска от интерференции, аварии и разрушение на оборудването. По данни на застрахователни компании повече от 25% от всички аварии са предизвикани от импулсни пренапрежения вследствие на електромагнитни интерференции.

Област на приложение на защитите

Изграждането на вътрешна мълниезащита и защита от импулсни пренапрежения е препоръчително в почти всички области на електротехниката и електрониката. С най-висока степен на риск за възникване на аварии вследствие импулсни пренапрежения са комуникационния бранш, модерните бизнес центрове, банките, държавните учреждения, кабелни и телевизионни оператори, бензиностанции и газостанции и др.

Съгласно изискванията на IEC 61643-1: 1998-02, системите за защита от пренапрежения се изграждат на няколко нива:

Първо ниво: обхваща монтирането на мощни арестори в главното разпределително табло или разпределителния трансформаторен пост. Устройствата трябва да отвеждат пренапреженови импулси с мощност, по-голяма от 40 кА, при вълна на импулса 10/350 мкс. и ниво на защита 4kV. Предназначени са да “шунтират” първите и съответно най-мощни пренапреженови импулси
Второ ниво: използват се варисторни арестори, монтирани в локалните ел. табла. Изисквания към варисторните арестори – възможност за отвеждане на импулси с мощност не по-малка от 20кА при вълна на импулса 8/20 мкс. и ниво на защита 2,5kV
Трето ниво/фина защита/: най-често защитата на това ниво се реализира с разклонители или отделни контакти с вградена защита от импулсни пренапрежения, посредством които индивидуално са захранени отделните електронни устройства. Защитите от трето ниво трябва да отвеждат пренапрежителни импулси с мощност 20кА при вълна на импулса 8/20 мкс. и ниво на защита 1,5 kV. Предназначението им е да поемат и не допуснат до устройствата по-маломощните пренапреженови импулси вследствие на мълнии и на самоиндукция, възникваща при сработване на защитите от първо и второ ниво

Причини за появата на импулсни пренапрежения

Причините, които водят до появата на импулсни пренапрежения се разделят на две категории:

Електромагнитен импулс на мълния – пренапрежения, породени от атмосферни влияния/ директно попадение на мълния, електромагнитно поле на мълния/
Комутационни електромагнитни импулси – пренапрежения, породени от комутационни операции/ изключване на къси съединения, технологично обусловено включване на товари/

Появата на импулсни пренапрежения в основното електрозахранване може да доведе до възникване на сериозни повреди в прецизните електронни устройства: компютърни конфигурации, интернет мрежи, видео- и аудиотехника, сателитни и комуникационни апаратури.

Като превантивна мярка за защита на електронните устройства от аварии при поява на импулсни пренапрежения се използват специални устройства.

Съществена компонента в устройствата за защита от импулсни пренапрежения е съпротивлението, зависещо от напрежението/ варистори, стабилизиращи диоди/ и/ или “искрова междина”. Тези устройства служат за защита на други електрически уреди и инсталации от недопустимо високи пренапрежения и / или изравняване на потенциала.

Устройствата за защита от импулсни пренапрежение се разделят на:

Според приложението им:

Уреди за защита от пренапрежения на съоръжения и устройства в енергийната техника – за диапазон на номиналното напрежение до 1000V
В съответствие със стандарт Е DIN VDE 0675, раздел 6: 1989-11 за арестери класове А, B, C и D
В съответствие със стандарт EN 61643-11: 2001 за уреди за защита от пренапрежения Тип 1/ 2/ 3
В съответствие със стандарт IEC 61643-1: 1998-02 за уреди за защита от пренапрежения клас I/ II/ III
Уреди за защита от пренапрежения на системи и устройства в информационната техника: за защита на съвременни електронни системи в телекомуникационните и сигналообработващи мрежи с номинални напрежения до 1000V AC и 1500V DC
В съответствие със стандарт IEC 61643-21: 2000+допълнение: 2001, EN 61643-21: 2001 и DIN VDE 0845 раздел 3-1
Искрова междина за заземителни съоръжения или за изравняване на потенциал

Според разрядната им мощност и ефекта на защита:

Разрядници за защита от мълнии: при интерференции дължащи се на директно или близко попадение на мълния
Разрядници за защита от пренапрежение: при индиректни попадения на мълнии, комутационни пренапрежения, както и електростатични разряди
Комбинирани уреди за защита от пренапрежения: при интерференции дължащи се на директно или близко попадение на мълния за защита на инсталации, оборудване и крайни устройства