Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Kurs praktycznego wykorzystania programu ATP - EMTP (część 8.)

Przepięcia atmosferyczne w sieciach elektroenergetycznych
Przekrój warystora [3]
Przekrój warystora [3]
J. Wiater

W ósmej części kursu zostanie zaprezentowany praktyczny przykład wykorzystania pakietu ATP do obliczania i oceny skuteczności ochrony przed przepięciami powstającymi podczas wyładowań piorunowych w linie średniego napięcia. Specjalna grupa elementów dedykowana do takich zastosowań zostanie dodatkowo szczegółowo opisana.

Oceniając skuteczność ochrony przed przepięciami instalacji elektrycznej oraz zasilanych urządzeń należy przeanalizować wszelkiego rodzaju zagrożenia, jakie mogą wystąpić w danym przypadku. W obiektach posiadających urządzenia piorunochronne największe zagrożenie podczas bezpośredniego wyładowania atmosferycznego w ten obiekt stwarza prąd piorunowy. Od miejsca udaru prąd piorunowy spływa zwodami i przewodami odprowadzającymi do systemu uziomowego oraz do instalacji przewodzących dochodzących do tego obiektu poprzez system uziomowy.

Zakładając, iż wartość szczytowa prądu piorunowego wynosi 200 kA, przyjmuje się następujący jego podział [3]:

  • przewody instalacji elektrycznej – 33 kA,
  • przewodząca instalacja wodno-kanalizacyjna – 33 kA,
  • przewodząca instalacja gazowa – 33 kA,
  • linie telefoniczne – 10 kA.

Przedstawione wyniki otrzymano przy założeniu równomiernego podziału prądu piorunowego pomiędzy system uziomowy obiektu a przewodzące instalacje do niego dochodzące. Część prądu wpływa bezpośrednio od instalacji elektrycznej. Ochrona przed działaniem tego prądu wymaga zastosowania urządzeń do ograniczania przepięć SPD (Surge Protective Devices). W uproszczonych rozważaniach można przyjąć, że zastosowanie ograniczników w instalacji elektrycznej i liniach telefonicznych najczęściej tylko w nieznacznym stopniu ogranicza skok potencjału całego obiektu wywołany przez prąd piorunowy wpływający do systemu uziomowego. Zastosowanie ograniczników klasy I ogranicza różnice napięć pomiędzy poszczególnymi przewodami instalacji, ale każdy z tych przewodów znajduje się na wysokim potencjale względem pozostałych instalacji uziemionych w innym punkcie niż instalacja elektryczna rozpatrywanego obiektu.

warystory

Warystory są napięciowo zależnymi nieliniowymi rezystorami charakteryzującymi się właściwościami podobnymi do dwóch równolegle połączonych i przeciwnie spolaryzowanych diod Zenera. Symetryczne dla napięć o biegunowości dodatniej i ujemnej, gwałtownie narastające charakterystyki przebicia umożliwiają doskonałe tłumienie stanów nieustalonych przez warystor. Ograniczenie napięcia stanu nieustalonego do bezpiecznego poziomu następuje, jeśli poddana działaniu przepięcia impedancja warystora zmniejsza swą wartość o kilka rzędów wielkości, od stanu praktycznie rozwartego obwodu do stanu o wysokiej przewodności. Z tego powodu potencjalnie destrukcyjna energia szkodliwego impulsu jest absorbowana przez warystor, chroniący tym samym czułe miejsca obwodu. Jednym z dwóch powszechnie stosowanych warystorowych materiałów proszkowych jest węglik krzemu SiC. Warystory na bazie SiC są obecnie często stosowane w telekomunikacji, energetyce i automatyce. Ze względu na charakterystyczny dla nich niski współczynnik nieliniowości rzędu 2 - 5 - 10 i łatwość ich zniszczenia po przebiciu, w zabezpieczeniach współczesnych układów elektronicznych stosuje się elementy o lepszych parametrach elektrycznych. Drugim często stosowanym tworzywem warystorowym jest tlenek cynku ZnO. Warystory wykonane z ZnO znacznie przewyższają parametrami elektrycznymi elementy wykonane na bazie SiC.

Warystory charakteryzowane są następującymi parametrami:
UDCM – maksymalne ciągłe napięcie stałe, które może być zastosowane, w [V],
Upkm – szczytowe napięcie powtarzalne (maksymalne napięcie powtarzalne dla wymaganych cykli roboczych i kształtu fali), w [V],
UNOM – napięcie znamionowe, napięcie na warystorze przy konkretnym prądzie stałym (zazwyczaj Inom=1 mA) i określonym czasie pomiaru, w [V],
Uc – napięcie ograniczenia (szczytowe napięcie na warystorze podawane dla określonej szczytowej wartości prądu i kształtu fali), w [V],
Id – prąd warystora zmierzony przy napięciu UDCM, w [A],
Ip – wartość szczytowa prądu w stanie nieustalonym – jego wielkość jest funkcją kształtu impulsu, częstotliwości powtarzania impulsów i ich ogólnej liczby, w [A],
C – pojemność własna warystora, w [pF].

W pakiecie EMTP warystory mogą być modelowane za pomocą elementu o nazwie MOV Type 92 z grupy o nazwie Branch Nonlinear. Stosując uproszczenia dla układów 3-fazowych wykorzystywany może być element o nazwie MOV Type 92 3-ph. Charakteryzowany jest on następującymi parametrami (rys. 4.) [1]:
Vref – napięcie ograniczenia dla pojedynczego warystora stanowiącego stos warystorowy (odpowiednik Uc), w [V],
Vflash – napięcie przeskoku między kolejnymi elementami stosu warystorowego, w przypadku stosowania warystorów monolitycznych parametr ten winien być równy -1, w [V],
Vzero – napięcie, powyżej którego element będzie uwzględniany w EMTP. Jeśli napięcie u(t) nie przekroczy Vzero, wtedy rMOV(t)=∞, w [V],
COL – liczba równoległych kolumn w stosie warystorowym (pojedynczy stos COL=0 lub 1, ewentualnie brak jakiejkolwiek wartości, zaś dla dwóch kolumn COL=2), w [-],
SER – liczba elementów składających się na stos warystorowy, w [-],
ErrLim – dopuszczalny błąd wynikający z aproksymacji brakujących punktów charakterystyki napięciowo-prądowej warystora, w [-].

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

W najnowszym numerze „elektro.info” przeczytacie m.in.: o możliwościach wykorzystania zasilaczy UPS w układach zasilania urządzeń przeciwpożarowych oraz wymaganiach stawianych w procesie certyfikacji... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl