Вы можете открыть актуальную версию документа прямо сейчас.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение Е
(справочное)
Скачки напряжения, вызванные молнией в различных точках крепления компонентов
Е.1 Краткий обзор
При установлении параметров проводников устройств защиты от импульсных перенапряжений и соответствующего оборудования должны быть определены воздействия скачков напряжения в различных точках размещения этих компонентов. Скачки напряжения могут возникнуть в результате тока молнии и под воздействием индукции в петлях. Воздействие скачков напряжения должно быть ниже уровня защиты компонентов (определенного при испытаниях по мере необходимости).
Е.2 Скачки напряжения при ударе молнии в здание (сооружение) (источник повреждения S1)
Е.2.1 Скачки напряжения в открытых токопроводящих частях и линиях коммуникаций, подведенных к зданию (сооружению)
При уходе в землю ток молнии делится между наземной системой заземления, открытыми токопроводящими частями и линиями коммуникаций непосредственно или через устройства защиты от импульсных перенапряжений, связанных со зданием (сооружением).
Так, =
(E.1)
является частью тока молнии, соответствующего каждой внешней проводящей части или коммуникации. Коэффициент зависит от:
- количества параллельных путей тока молнии;
- условного импеданса заземления для подземных частей или их надземного сопротивления, если надземные части соединены с подземными;
- условного импеданса системы заземления.
Для подземных инженерных сетей ;
(Е.2)
для воздушных инженерных сетей ,
(E.3)
где Z - условный импеданс системы заземления;
- условный импеданс внешних частей или коммуникаций (таблица Е.1), проходящих под землей;
- сопротивление заземления для надземных установок, соединенных воздушными коммуникациями с землей. Если сопротивление заземления в точках заземления неизвестно, то может быть использовано значение
, приведенное в таблице Е.1 (где удельное сопротивление соответствует точке заземления).
Примечание 1 - В вышеупомянутой формуле предполагается, что значение одинаково во всех точках заземления. Если это не так, следует использовать более сложные выражения;
- общее количество внешних частей или коммуникаций, проходящих под землей;
- общее количество внешних частей или коммуникаций, проходящих над землей;
I - ток молнии, соответствующий рассматриваемому классу LPS.
Если в первом приближении половина тока молнии протекает в системе заземления и =
, значение
может быть вычислено для внешних токопроводящих частей или коммуникаций:
.
(Е.4)
Если входящие коммуникации (например, электрический и телекоммуникационные линии) не экранированы или не размещены в металлическом трубопроводе, каждый из проводников коммуникаций несет равную долю тока молнии
,
(Е.5)
где - общее количество проводников.
Для экранированных коммуникаций, соединенные в точке ввода, значения тока для каждого из
проводников экранированных коммуникаций следующее:
,
(Е.6)
где - омическое сопротивление на единицу длины экрана;
- омическое сопротивление на единицу длины внутреннего проводника.
Примечание 2 - При использовании этой формулы можно недооценить роль экрана в отклонении тока молнии из-за взаимной индуктивности между сердечником и экраном.
Таблица Е.1 - Значения условного импеданса заземления Z и в соответствии с удельным сопротивлением грунта
|
Ом |
Условный импеданс заземления, соответствующий классу LPS(b), Z, Ом |
||
I |
II |
III - IV |
||
|
8 |
4 |
4 |
4 |
200 |
11 |
6 |
6 |
6 |
500 |
16 |
10 |
10 |
10 |
1000 |
22 |
10 |
15 |
20 |
2000 |
28 |
10 |
15 |
40 |
3000 |
35 |
10 |
15 |
60 |
Примечание 1 - Значения, приведенные в данной таблице, соответствуют условному импедансу заземления подземных проводников при условии импульса (10/350 мкс).
(а) Значения, связанные с внешними частями длиной более 100 м. Для внешних частей с длиной менее 100 м, с высоким удельным сопротивлением земли (> 500 (b) Система заземления должна соответствовать требованиям пункта 5.4 МЭК 62305-3. |
Е.2.2 Факторы, влияющие на перераспределение тока молнии в линиях электропередачи
При вычислениях следует учитывать несколько факторов, влияющих на амплитуду и форму скачков напряжения:
- длина кабеля влияет на характеристики распределения и форму скачка тока в соответствии с соотношением L/R;
- различный импеданс нулевых и фазовых проводников влияет на распределение тока между проводниками.
Примечание - Например, если нулевой (N) проводник имеет множественное заземление, более низкий импеданс N по сравнению с импедансом фазовых проводников ,
, и
, это может привести к тому, что через проводник N будет идти 50% тока, а оставшиеся 50% распределятся между тремя другими проводниками (по 17% в каждом). Если N,
,
и
имеют одинаковый импеданс, то через каждый проводник пройдет приблизительно по 25% тока;
- на распределение тока влияет импеданс трансформатора [это воздействие незначительно, если трансформатор защищен устройством защиты от импульсных перенапряжений (шунтирующий импеданс)];
- соотношение между полным сопротивлением заземления трансформатора и элементами нагрузки может воздействовать на распределение тока (чем ниже импеданс трансформатора, тем выше скачки тока в системе низкого напряжения);
- параллельное подключение потребителей снижает эффективность импеданса системы низкого напряжения, что может частично повысить в ней ток молнии.
Е.3 Скачки напряжения в линиях коммуникаций, подведенных к зданию (сооружению)
Е.3.1 Скачки напряжения, вызванные ударом молнии в линии коммуникаций (источник повреждения S3)
При анализе удара молнии в коммуникации необходимо учитывать воздействие тока молнии непосредственно на коммуникации и на их изоляцию.
Выбор значения может быть основан на использовании значений, приведенных в таблице Е.2 и Е.3 для низковольтных систем, и в таблице Е.3 для телекоммуникационных систем, где рекомендуемые значения
соответствуют уровню защиты от молнии (LPL).
Таблица Е.2 - Ожидаемый ток перегрузки в низковольтных системах, вызванных скачком напряжения при ударе молнии
LPL |
Низковольтная система |
|||
Удар молнии в линии электропередачи или вблизи от них |
Удар молнии вблизи здания (сооружения)(c) |
Удар молнии, в здание (сооружение)(c) |
||
Источник повреждения S3 (прямой удар молнии в линию электропередачи)(a) |
Источник повреждения S4 (удар молнии вблизи линии электропередачи)(b) |
Источник повреждения S2 (наведенный ток) |
Источник повреждения S1 (наведенный ток) |
|
Скачок тока 10/350 мкс, кА |
Скачок тока 8/20 мкс, кА |
Скачок тока(d) 8/20 мкс, кА |
Скачок тока(d) 8/20 мкс, кА |
|
III - IV |
5 |
2,5 |
0,1 |
5 |
II |
7,5 |
3,75 |
0,15 |
7,5 |
I |
10 |
5 |
0,2 |
10 |
Примечания - Все значения соответствуют одной линии коммуникаций.
(а) Значения относятся к случаю удара молнии в последний столб линии электропередачи вблизи многожильного провода (три фазы и ноль) коммуникаций. (b) Значения соответствуют воздушным линиям коммуникаций. Для подземных коммуникаций значение следует разделить на два. (с) Форма петли и расстояние от источника индукции влияют на значения ожидаемого тока перегрузки. Значения в таблице Е.2 относятся к короткому замыканию в контуре неэкранированной петли различной формы в больших зданиях (зона петли около 50 (d) Индуктивность и сопротивление петли влияют на скачок наведенного тока. Если сопротивление петли незначительно, скачок тока должен быть принят в размере 10/350 мкс. Это случай, когда устройство защиты от импульсных перенапряжений коммутирующего типа установлено в индуцируемом контуре. |
Таблица Е.3 - Ожидаемый ток перегрузки в телекоммуникационных системах, вызванный скачками при ударе молнии
LPL |
Телекоммуникационные системы |
|||
Удар молнии в телекоммуникационные линии или вблизи от них |
Удар молнии вблизи здания (сооружения)(c) |
Удар молнии, в здание (сооружение)(c) |
||
Источник повреждения S3 (прямой удар молнии в телекоммуникационные линии)(a) |
Источник повреждения S4 (удар молнии вблизи телекоммуникационных линий)(b) |
Источник повреждения S2 (индукционный ток) |
Источник повреждения S1 (индукционный ток) |
|
Скачок тока 10/350 мкс, кА |
Скачок тока 8/20 мкс, кА |
Скачок тока(d) 8/20 мкс, кА |
Скачок тока(d) 8/20 мкс, кА |
|
III - IV |
1 |
0,015 |
0,1 |
5 |
II |
1,5 |
0,025 |
0,15 |
7,5 |
I |
2 |
0,035 |
0,2 |
10 |
Примечания - Все значения соответствуют одной линии коммуникаций.
(a) Значения относятся к неэкранированным линиям коммуникаций с большим количеством двужильных проводников. Для неэкранированного провода применимые значения могут быть в 5 раз выше. (b) Значения соответствуют воздушным неэкранированным линиям коммуникаций. Для подземных коммуникаций значения следует разделить на два. (с) Форма петли и расстояние от источника индукции влияют на значения ожидаемого тока перегрузки. Значения в таблице Е.3 относятся к короткому замыканию в контуре неэкранированной петли различной формы маршрутом в больших зданиях (зона петли порядка 50 |
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.