Що таке імпульсна перенапруга та як від неї захиститися

Що таке імпульсна перенапруга та як від неї захиститися

Що таке імпульсна перенапруга простими словами

Електричне та електронне обладнання розраховане на роботу в певному діапазоні напруги. Але в електромережі можуть виникати дуже короткі різкі стрибки напруги, значно вищі за нормальний робочий рівень.

Такі явища називають імпульсними перенапругами.

Вони можуть тривати лише мікросекунди або мілісекунди, тому людина зазвичай навіть не помічає, що в мережі щось сталося. Для електроніки, автоматики, блоків живлення та іншого чутливого обладнання цього часу, однак, може бути достатньо для пошкодження.

Простий приклад

Уявімо звичайну водопровідну трубу, по якій вода рухається з нормальним тиском.

Якщо раптом у систему на дуже короткий час подати значно більший тиск, слабкі елементи можуть не витримати.

Приблизно так само поводиться імпульсна перенапруга в електромережі: на обладнання короткочасно діє електричне навантаження, на яке воно не розраховане.

Звідки виникають імпульсні перенапруги

Найвідоміша причина — блискавка.

Небезпечним є не тільки прямий удар блискавки в будівлю або лінію електропередачі. Потужний електромагнітний імпульс може виникати й під час близького удару та наводити перенапругу в електричних і сигнальних лініях.

Але блискавка — не єдине джерело.

Імпульсні перенапруги можуть виникати через:

  1. комутаційні процеси в електричних мережах;
  2. увімкнення та вимкнення потужного обладнання;
  3. роботу трансформаторів і електродвигунів;
  4. аварійні процеси в системах електропостачання;
  5. перемикання індуктивних навантажень.

Тобто ризик імпульсних перенапруг існує не лише під час грози.

Що може статися з обладнанням

Наслідок імпульсної перенапруги не завжди виглядає як миттєво згорілий прилад.

Можливі два сценарії.

Миттєве пошкодження

Сильний імпульс може одразу пошкодити електронні компоненти, блок живлення, систему керування або інше обладнання.

Поступове накопичення пошкоджень

Менші імпульси можуть не призводити до негайної відмови.

Але кожна перенапруга створює додаткове навантаження на ізоляцію та електронні компоненти. З часом це може скорочувати ресурс обладнання та підвищувати ризик несправності.

Саме тому іноді складно встановити очевидний зв’язок між перенапругою та поломкою: обладнання може продовжувати працювати після імпульсу, але вже з пошкодженими або деградованими компонентами.

Чому автоматичний вимикач не захищає від імпульсної перенапруги

Автоматичний вимикач і ПЗІП виконують різні функції.

Автоматичний вимикач призначений передусім для захисту електричного кола від перевантаження та короткого замикання.

Імпульсна перенапруга виникає настільки швидко, що для її обмеження потрібен спеціальний пристрій.

Таким пристроєм є ПЗІП — пристрій захисту від імпульсних перенапруг, або SPD (Surge Protective Device).

Як працює ПЗІП

У нормальному режимі ПЗІП практично не впливає на роботу електромережі.

Коли виникає небезпечний імпульс, пристрій швидко реагує та відводить імпульсний струм, одночасно обмежуючи перенапругу, що надходить до обладнання.

Якщо спростити:

нормальна напруга → система працює як звичайно;

виникає імпульс → ПЗІП відводить його та обмежує напругу;

обладнання отримує значно менше електричне навантаження.

Чи достатньо одного ПЗІП

Не завжди.

Захист від імпульсних перенапруг часто будується поетапно. Залежно від об'єкта, системи електропостачання, наявності зовнішнього блискавкозахисту та типу обладнання можуть застосовуватися ПЗІП різних типів.

Наприклад:

ПЗІП типу 1 застосовують там, де необхідно відводити значні імпульсні струми, зокрема пов'язані з блискавкою.

ПЗІП типу 2 обмежують перенапруги в розподільчих мережах та є одним із найбільш поширених рівнів захисту.

ПЗІП типу 3 використовують ближче до чутливого обладнання як додатковий ступінь захисту.

Ефективність системи залежить не лише від самого пристрою, а й від правильного вибору його характеристик, місця встановлення, координації між ступенями захисту та правильного монтажу.

Головне

Імпульсна перенапруга — це не просто «трохи підвищена напруга в розетці».

Це дуже короткий, але потенційно небезпечний електричний імпульс, який може виникнути через блискавку або процеси всередині електромережі.

Оскільки сучасні системи містять дедалі більше чутливої електроніки, захист від таких імпульсів стає важливою частиною комплексного електрозахисту.

Для цього застосовують ПЗІП — пристрої, які обмежують перенапругу та відводять небезпечну імпульсну енергію.

Потрібно підібрати ПЗІП для конкретного об'єкта?

Скористайтеся підбором