Электрическая энергия, являющаяся неотъемлемым элементом современного мира, также влечёт за собой неисправности систем и оборудования. В результате анализа 7,750 неисправностей электрических систем было установлено, что наиболее распространённой причиной повреждений являются переходные перенапряжения с долей 28%.

Переходные перенапряжения — это очень кратковременное повышение напряжения сети, после которого напряжение сети быстро стремится вернуться к основной синусоидальной форме. Эти кратковременные повышения напряжения могут возникать по атмосферным причинам, из-за коммутации или вследствие прерывания токов повреждения.

Перенапряжения, возникающие в результате атмосферных явлений

Сила природы, молния, ежегодно вызывает более 24.000 пожаров по всему миру и причиняет материальный ущерб на сумму 407 миллионов долларов**.

Падение молниевых токов, несущих очень высокую энергию, на землю является прямым воздействием молнии; пока часть молниевого тока рассеивается в земле, другая часть поступает в сеть. Эти высокоэнергетические молниевые импульсы неизбежно вызывают материальный ущерб в электрической системе, а также могут создавать риск пожара из-за сильнейшего перегрева материалов.

Косвенное воздействие молниевого тока — это более часто наблюдаемое явление; оно возникает в результате повышения напряжения в линиях электропередачи вследствие электромагнитной индукции, вызванной молниевым импульсом.

Согласно таблице кумулятивного распределения тока молнии, приведённой в стандарте IEC 62305-1, 50% молниевых импульсов имеют ток 35kA, а 5% — ток свыше 100kA.

Перенапряжения, возникающие из-за коммутации

Электромагнитная индукция — это возникновение разности потенциалов (напряжения) на проводнике, подвергшемся воздействию изменяющегося поля. Её открытие было сделано в 1831 году Майклом Фарадеем. При включении и выключении электрической нагрузки большой мощности возникают резкие изменения тока. В результате резкого изменения тока, согласно закону Фарадея, в близлежащих проводниках возникает индуцирование напряжения. В повседневной жизни мы обычно наблюдаем это в виде повышения напряжения при включении и отключении индуктивных нагрузок, двигателей и трансформаторов, что приводит к резким изменениям тока. По сравнению с перенапряжениями, возникающими вследствие атмосферных явлений, перенапряжения, связанные с коммутацией, наблюдаются гораздо чаще — с долей 60-80%, — однако они создают импульсы с меньшей энергией.*

Устройства защиты от перенапряжений — разрядники

С распространением IoT и электронных устройств тенденция к уменьшению их размеров приводит и к увеличению использования транзисторов. Это означает, что устройства будут становиться более чувствительными к повышению напряжения. Защита систем от импульсных перенапряжений обеспечивается только при правильном выполнении заземления, уравнивания потенциалов и использовании разрядников.

Разрядники — это элементы, защищающие электрическую установку и подключённые к ней устройства от вызванных молнией импульсов напряжения и от внезапных импульсов, возникающих внутри электрической установки. Разрядники подключаются параллельно к системе и при нормальных условиях обладают высоким внутренним сопротивлением, не допускающим протекания тока через них. При резком повышении напряжения находящиеся внутри них элементы схемы переходят в проводящее состояние и отводят избыточные токи в землю.

Почему следует использовать разрядники Sigma?

Благодаря разрядникам Sigma, производимым в соответствии со стандартами TS EN и европейскими стандартами, электрическая установка и подключённое к ней оборудование надёжно защищаются. Разрядники Sigma AG, за исключением Class I Type 1 B, поставляются с сигнальным контактом неисправности для всех остальных разрядников. Благодаря этому при возникновении импульсного напряжения при необходимости подаётся предупреждающий сигнал. Картриджи разрядников Class II, Class I+II, Class III легко заменяются, что позволяет снизить затраты на обслуживание. Разрядники Sigma обеспечивают комплексную защиту благодаря широкому выбору продукции, предотвращая все возможные риски.

Источник*: https://www.nemasurge.org/history/

Источник**: https://earthdata.nasa.gov/learn/articles/iss-lis-provisional-data