Что такое перенапряжение в сети и как с ним бороться

Перенапряжение в сети — это серьезная угроза для любого промышленного и бытового оборудования. Это объясняется тем, что из-за неконтролируемости природных явлений, этот эффект исключить просто нет возможности. Поэтому был разработан ряд решений, которые позволяют снизить отрицательное воздействие такого превышения электрического тока.

Что такое перенапряжение и почему оно происходит

Перенапряжение в сетях — это увеличение напряжения свыше указанной нормы, которое ограничивается 5-10% от допустимого и максимального значения. В ГОСТ 13109-97, в котором описываются нормы, соответствующие качеству электричества, написана более подробная информация относительно этого эффекта.

Здесь четко прописано, что такое перенапряжение и как оно классифицируется:

1. Результат временного сильного напряжения. В этом случае увеличение возможно не больше 10%.
2. Импульсное напряжение. Возникает в качестве увеличения амплитуды напряжения, а затем оно снижается к изначальной либо приближенной к этой норме. Причем длительность импульса составляет не больше десяти секунд.

Перенапряжение в любых электрических сетях опасно тем, что оно может как вывести из строя оборудование, так и полностью нарушить его изоляцию. Во втором случае появляется угроза для жизни людей, а также увеличивается возможность появления аварийных случаев. Нарушение изоляции электрических установок зачастую является причиной возникновения пожара. Поэтому во время выбора защитной оболочки нужно соблюдать необходимые нормы и правила безопасности.

Виды и классификация перенапряжений в электросети

С учетом факторов, которые вызвали увеличение уровня этого показателя, различают такие виды перенапряжений:

1. Внешние факторы. Эти перенапряжения возникают вследствие стороннего воздействия на энергетическую систему. В роли их зачастую выступают техногенные и естественные факторы. Как пример природного явления обычно приводят атмосферные действия, в частности разряд молнии.
2. Перенапряжения, которые вызываются внутренними процессами в энергетической системе. К этим явлениям можно отнести аварии, коммутационные нарушения, неожиданный сброс нагрузки и несколько иных причин.

Техногенное

Чаще всего это перенапряжение возникает из-за короткого замыкания между посторонним источником электроэнергии и высоковольтной линией. Классический пример этой неисправности — обрыв контактного электропровода городского транспорта и последующее его попадание на линию, которая производит питание домов. Следствием этого является поломка электрического оборудования, которое подключено к электросети там, где случилась авария. Есть и иные причины, возникающие из-за техногенных аномалий, например, выход из строя оборудования, которое вызвано атомным взрывом.

Грозовое

Причины данного перенапряжения связаны с природными факторами. Они появляются в результате грозовых разрядов молний, которые попадают на ЛЭП станции. В итоге отмечаются значительные колебания тока в электрической линии, причем норма может значительно превышаться. Время продолжительности грозовых импульсов зачастую приближено к 10 миллисекундам. Величина данного перенапряжения настолько велика, что даже несмотря на незначительную продолжительность по времени, подключенное к электросети оборудование может выйти из строя независимо от степени изоляции.

К этой разновидности также можно отнести индуктированное напряжение, которое появляется в случае, когда разряды грозы достигают земли около электрических линий передач. Это начинает вызывать усиленный всплеск магнитных полей, что в конечном итоге приводит к появлению импульсных токов.

Коммутационное

Коммутационные перенапряжения — это переходные процессы, которые вызваны значительными колебаниями в режимах работы энергетической системы. Этого явления можно добиться за счет включения коммутационных приборов, повышения индуктивной мощности в электроустановке и ряда иных причин.

Коммутационное перенапряжение отличается тем, что для него характерно отклонение от свойства частот импульсов. Это по большей части относится к амплитуде подаваемого тока. Данный показатель может варьироваться в киловольтах. На этапы процессов могут влиять как показатели электрической сети, так и скорость подключенного оборудования.

Электростатическое

Появляется из-за скопления электростатического напряжения в сухой атмосферной среды. Это явление производит к появлению серьезного поля электростатики. При этом его разряд кратковременно увеличивает напряжение электрической сети. Определить точно этот эффект просто невозможно.

Квазистационарное

Продолжительность такого сбоя в работе электричества может длиться от пары миллисекунд до суток и больше. Это будет зависеть от причин, которые вызвали повышенное напряжение. Этот вид эффекта бывает:

• параметрическим;
• резонансным;
• феррорезонансным;
• режимным.

Импульсное

Кроме разрядов молний, а также коммутационных процессов повышенного напряжения, бывают случаи, когда электросеть не работает по причине электромагнитных помех, которые относятся к квазистационарным.

Внутренние факторы

В этом случае к появлению перенапряжения можно отнести следующие коммутационные моменты:

• коммутация конденсаторных приборов;
• неожиданное выключение нагрузки во время срабатывания защитного оборудования, к примеру, воздушные приборы отключения могут создавать значительные помехи, тем более в процессе аварийного выключения линий электрических передач;
• перекоммутация электросети;
• отключение мощных электрических машин и силовых трансформаторов может вызвать действие индуктивного напряжения на электролинию.

К квазистационарным причинам можно отнести такие моменты:

• дуговые замыкания в электролиниях с током 7-36 кВ (дуговые напряжения);
• несимметричное короткое замыкание на землю в электросети, у которой изолирована нейтраль;
• неверная фаза трансформаторных будок;
• разгон генераторных приборов в результате внезапного отключения от электрической нагрузки;
• иные неблагоприятные факторы ЭДС в электрической сети.

Резонансные напряжения появляются лишь в том случае, если частоты вынужденной электрической сети или некоторого его участка будут близки к совпадению. Если такая ситуация начинает происходить, то «емкостный эффект» может привести к повышенному напряжению.

Когда электролиния начинает работать в режиме «неполной фазы» и при этом к ней же подсоединен трансформатор, у которого заземлена нейтраль, то существует огромная возможность появления резонансного контура. Взаимодействие в этом случае начинает происходить между индуктивностью трансформаторного оборудования и емкостью между фазами, что тоже является причиной повышенных показателей напряжения.

К феррорезонансным разновидностям перенапряжения можно отнести образование колебаний тока в контуре, который отвечает таким требованиям:

• у индуктивной составляющей перенасыщенный магнитный провод;
• находятся приближенные минимальные и максимальные гармоники;
• частота примерно 50 ГГц.

Во время неполнофазного режима функционирования системы явление феррорезонанса вероятно может происходить в контурах, у которых появляется индуктивность между соединенными друг с другом трансформаторами.

Оборудование для защиты от высокого напряжения в электросети

Организация защиты электрических сетей многоэтажных и частных домов от действия внешних негативных причин (природных и техногенных) возложена на организации, которые предоставляют услуги электроснабжения. Громоотвод и иные приспособления должны входить в обязательные устройства станций всех уровней.

Совершенно иначе могут обстоять дела, если жилище является запитанным от линии высоковольтных передач. В этом случае создавать защиту от повышенного напряжения, которое возникает от грозовых молний и иных негативных факторов, необходимо своими руками. Для чего применяются специальные приборы, которые можно условно назвать ограничителями перенапряжений.

Реле для контроля перенапряжения

Это оборудование дает возможность решить проблему, которая связана со значительными перепадами в электросети. Во время отклонения от указанных показателей электроприбор выключает всю технику, которая подключена к сети. Затем, когда подача электроэнергии восстанавливается до своих нормальных показателей, реле заново возобновляет подачу питания.

Этот вариант позволяет выручить только в определенных случаях. Например, если нулевой контакт оборвался во время попадания на линию электрических передач кабеля общественного транспорта (трамвая или троллейбуса). В момент попадания грозы, а также во время атмосферного повышенного напряжения этот прибор является практически бесполезным.

ИБП

Эти устройства, по своей сути, не считаются защитными, но вместе с другими приборами дают возможность не допустить перегорания техники. Однако они не смогут обеспечить абсолютную изоляцию до тех пор, пока полностью не будет восстановлен нормальный ток. Обеспечить электроэнергией полностью дом либо квартиру является нецелесообразным и невыгодным с экономической точки зрения. Вполне хватает подсоединить отдельную сеть электропроводки, например, для компьютера.

На выбор ИБП значительно влияет общее число электроприборов в помещении, а также необходимый уровень электричества. Оборудование условно классифицируется по максимальному показателю напряжения.

Стабилизаторы

Если в доме начинает «скакать» напряжение, то лучше всего установить специально созданные для этого стабилизаторы. Наилучший эффект эти приборы показывают во время «проседания» напряжения на входе.

Также они не могут помочь при незначительных перепадах в электросети, но с большими показателями импульсов. Например, после попадания молнии они не помогут. Специалисты советуют устанавливать их одновременно с реле.

Защита от молний

Атмосферное напряжение и гроза — это одна из основных причин перегорания практически всего оборудования. Не допустить неприятных случаев можно, если поставить у себя дома специальные ограничительные устройства, которые не допускают подачу тока на вход. Тем более рекомендуется устанавливать эти приборы в частном секторе.

Без защиты от попадания молний при неблагоприятных погодных условиях нужно отключить всю бытовую технику от электросети, а также выключить освещение.

Вышеописанные устройства позволят защитить лишь во время высоковольтных перепадов напряжения. В процессе незначительных «скачков» электрического питания они являются совершенно бесполезными.

Что делать в экстремальных случаях и куда жаловаться

Изначально иск с просьбой о жалобе, а также о требованиях к материальной компенсации причиненного ущерба, нужно подавать в учреждающую организацию, с которой составлен договор. Причем в ней надо четко описывать, что случилось и по какой причине виновной считается именно эта компания.

Быстрей всего можно решить проблему, если подать прошение за счет коллективной жалобы, а не индивидуального заявления. Поэтому в многоэтажках есть смысл объединится с соседями и предъявить одно совместное условие. Все требуемые реквизиты компании зачастую прописаны в квитанциях по оплате жилищно-коммунальных услуг.

Сразу же после происшествия нужно вызвать электриков. Специалисты помогут зафиксировать факт нанесения материального ущерба и составить необходимый акт. Вышедшую из строя технику отправить на экспертный анализ, т.к. потребуется обосновать письменным подтверждением доказательство поломки оборудования.

К письменному документу в управляющую компанию надо приложить ксерокопии акта и заключения специалистов. Если руководство фирмы отказывается, то возмещение ущерба можно будет получить через суд.

Также, если в квартире все время отмечаются перепады напряжения, необходимо тщательно изучить район местожительства, обследовать проложенную электропроводку, установить требуемое защитное оборудование. Полностью избежать перепадов тока не получится, но к этому вполне возможно приготовиться.

Видео по теме