Приводится анализ характеристик способов защиты и элементной базы формирования УЗИП, включая их применение в распределительных электросетях. Приведен состав электрооборудования полигона ЭМИ, результаты моделирования ИП и ЗУ. Даны характеристики воздействий на оборудование полигона и примыкающей КЛ 6 кВ, которая питает полигон от ПС распределительной сети. Для изучения курса «Специальные вопросы электрической части электроустановок» и дипломного проектирования электрооборудования с учетом современных технологий исследования и подходов к расчету и моделированию импульсных перенапряжений.
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ГЛАВА РАЗРЯД МОЛНИИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОДЕЛИ И СТАНДАРТЫ 10
1.1 Природа и характеристики РМ 10
1.2 Модели и свойства РМ 15
1.3 Связи РМ и ЭМИ ВЯВ 19
1.4 Стандарт МЭК по молниезащите 22
Выводы 23
Литература 23
Приложение 1.1 25
Приложение 1.2 25
2 ГЛАВА ВЛИЯНИЕ ЭМИ И СШП ИМПУЛЬСОВ НА МИКРОЭЛЕКТРОНИКУ 27
2.1 Чувствительность электронных компонентов РЭА и РЗА 28
2.2 Типовые причины повреждаемости микроэлектроники
при испытаниях на ЭМС и ЭМИ 38
Выводы 42
Литература 42
3 ГЛАВА ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ 44
3.1 Кратковременные перенапряжения промышленной частоты 45
3.2 Ограничители перенапряжения среднего напряжения 46
3.3 Выбор ОПН 48
3.4 Выбор энергоемкости ОПН 50
3.5 Защита от перенапряжений 53
Выводы 61
Литература 62
4 ГЛАВА ЗАЩИТА ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ 63
4.1 Постановка задачи 63
4.2 Требования к изоляции оборудования распределительных сетей 10–35 кВ 64
4.3 Состав защитного устройства и требования к математической модели 65
4.4 Воздействие грозового импульса 70
4.5 Воздействие ЭМИ 72
Выводы 76
Литература 77
5 ГЛАВА КАЧЕСТВЕННАЯ МОДЕЛЬ ПОЛИГОНА С РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭМИ 78
5.1 Структурная схема полигона с распределительной системой 78
5.2 Схема электрическая принципиальная полигона на частоте 50 Гц 80
5.3 Схема замещения для Е1, Е2, допущения, параметры 90
Выводы 92
Литература 93
Приложение 5.1 95
6 ГЛАВА ИМПУЛЬСНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ НА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ 6 КВ, ПИТАЮЩЕМ ПОЛИГОН ЭМИ 99
6.1 Расчетная схема КЛ 6 кВ 99
6.2 Моделирование режимов 101
Выводы 114
Литература 115
7 ГЛАВА ПРЯМОЙ И КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 116
7.1 Общие подходы к выбору способов защитных устройств 116
7.2 Прямые способы защиты от перенапряжений 117
7.3 Защита электрической системы автотранспорта 119
7.4 Моделирование варисторов в программе PSpice 121
7.5 Моделирование варисторов и ОПН в программе ATP-ЕМТР 125
7.6 Комбинированные способы защиты от перенапряжений 127
Выводы 129
Литература 129
8 ГЛАВА КЛЮЧИ НА ОСНОВЕ ДИНИСТОРОВ МАЛОЙ И БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ 131
8.1 Ключи на основе динисторов малой мощности и их применение 131
8.2 Ключи на основе мощных динисторов 133
Выводы 141
Литература 142
9 ГЛАВА ГАЗОВЫЕ И ВАКУУМНЫЕ РАЗРЯДНИКИ ДЛЯ КОММУТАЦИИ И ЗАЩИТЫ ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ 143
9.1 Основные типы разрядников 143
9.2 Газовые разрядники 146
9.3 Газовые управляемые разрядники ГРУ высокого напряжения повышенной мощности 150
9.4 Разрядники вакуумные управляемые (РВУ) 153
Выводы 153
Литература 154
10 ГЛАВА СПЕЦИФИКА УЗИП ДЛЯ НИЗКОВОЛЬТНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙ
ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МОЛНИИ И МОЩНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСА 155
10.1 Общие положения в части РМ 155
10.2 УЗИП для РМ и ЭМИ 157
10.3 Режимы работы УЗИП в условиях применения и эксплуатации 161
10.4 Информационные УЗИП на примере «РИФ-И» 162
10.5 Размещение, установка УЗИП и условия применения 164
Выводы 169
Литература 169
11 ГЛАВА БЫСТРОДЕЙСТВИЕ ДИОДОВ ШОТТКИ И TVS-ДИОДОВ 171
11.1 Специфика диодов Шоттки 171
11.2 Особенности кремниевых диодов Шоттки 174
11.3 Карбидокремниевые диоды Шоттки 175
11.4 Диоды TVS 181
Выводы 186
Литература 186
12 ГЛАВА ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ УСТРОЙСТВ РЗА И РЭА 188
12.1 Применение TVS-диодов и диодных сборок на их базе 188
12.2 Принцип работы TVS-диодов 191
12.3 Сопоставление ТVS-диодов и металл-оксидных варисторов MOV 197
Выводы 202
Литература 202
13 ГЛАВА ПРИМЕНЕНИЕ УЗИП В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСЕТИ 204
13.1 Классификация УЗИП по требованиям молниезащиты 204
13.2 Применение зонной концепции молниезащиты и ЭМИ 205
13.3 Требования к УЗИП 206
Выводы 215
Литература 215
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 217