Электрический аппарат, который позволяет ограничить перенапряжение в электрической сети или установке имеет название разрядника. Изначально данное устройство осуществляло защиту от возникновения перенапряжения, основываясь на методике искрового промежутка. В настоящее время разрядники используют металл-оксидные варисторы и полупроводниковую основу, обладая тем же названием и назначением.
Зачем нужны разрядники?
Повсеместное использование разрядников обусловлено возможностью уменьшить стоимость электрического оборудования, устройств и коммуникаций электрической сети. Главной причиной высокой стоимости электротехнического оборудования и проведения к нему питания является опасность возникновения коротких замыканий. Даже небольшое короткое замыкание может привести к выходу из строя дорогостоящей аппаратуры или даже пожара.
Короткое замыкание возникает по таким причинам:
- атмосферные разряды;
- скачки напряжения в сети, превышающие номинальное (предусмотренное при прокладке и подключении);
- коммутация электроаппаратуры;
- другие внешние негативные факторы, приводящие к повреждению или уменьшению защитных свойств изоляционного материала.
Использование разрядников позволяет избежать коротких замыканий и повреждения изоляции вследствие изменения напряжения в сети или на одном из его участков. Благодаря разрядникам к электрической изоляции значительно снижаются требования, обеспечивая уменьшение стоимости подключения питания к оборудованию и производство самого оборудования.
Требования, предъявляемые к разрядникам
Качественное функционирование разрядника и обеспечение эффективной защиты достигается за счет соблюдения определенных требований к устройству. К таким требованиям относится:
- Отключение сопровождающего тока должно иметь вид кратковременного действия.
- При установке устройства следует учитывать вольт-секундную характеристику, которая не должна превышать аналогичные параметры оборудования, находящегося под защитой.
- Большое количество срабатываний не должно приводить к быстрым поломкам или износу.
- Остаточное напряжение на устройстве не должно быть опасно для изоляции.
Разрядник для защиты оборудования и электрических сетей постоянного тока
При обеспечении защиты для электрического оборудования постоянного тока использование устройств, имеющих обычные искровые промежутки невозможно. Чтобы погасить дугу устройству потребуется большое количество промежутков из-за чрезвычайного снижения напряжения на одном из них – около 25 В. Защита изоляции при помощи такого устройства также не будет обеспечиваться из-за излишне высокого напряжения при пробое.
Обеспечение защиты оборудования на постоянном токе требует использования разрядников, оборудованных устройством, которое позволит погасить дугу. В качестве примера такого устройства может выступать магнитный разрядник постоянного тока, оснащенный дугогасящей камерой.
Защита электрических сетей и оборудования переменного тока
Кардинальных отличий между назначением разрядника для защиты оборудования постоянного или переменного тока нет. Отличия будут крыться в методике защиты и устройстве защитного оборудования. В частности, для переменного напряжения можно использовать разрядники, которые с минимальными усилиями обеспечивают максимальную эффективность защиты при соблюдении двух условий:
- низком сопротивлении варистора;
- низком сопротивлении короткозамкнутой цепи.
Данное условие легко выполнимо при установке разрядника в цепи переменного тока или обеспечения защиты для источника питания такого тока. Используются устройства в различных отраслях, снижая затраты на производство оборудования и формирование сети электрического питания.
Солнечные батареи и обеспечение безопасности при их установке
Особенности монтажа солнечных батарей требуют обеспечить безопасность сразу в двух направлениях – от попадания молнии и импульсного перенапряжения. Так как участком постоянного тока, который может быть подвержен импульсному перенапряжению, является путь от солнечных панелей к инвертору, то и разрядники будут устанавливаться на данном отрезке.
В первую очередь обеспечивается защита для наиболее дорогостоящего оборудования – инвертора и контроллера. При выборе защитного устройства следует ориентироваться на номинальное напряжение, которое должно быть на 1/5 больше работы системы на холостом ходу (разомкнутой цепи). Установка защитных устройств осуществляется на участке цепи, предшествующем инвертору (при условии выполнения им также функций контроллера) или контроллера.
Если установка не автономна, то потребуется обеспечить защиту при помощи разрядников переменного тока. В частности, защита необходима на участке от инвертора (питающая линия, в зависимости от конструкции) до щита. Разрядник переменного тока устанавливается на выходе инвертора, обеспечивая наибольшую эффективность защиты.
