ГОСТ Р МЭК 61643-12— 2011
Частоту колебаний во время коммутационных операций определяют характеристики системы, иногда
может возникнуть явление резонанса. В таких случаях возможно очень высокое перенапряжение. Вероятность
резонанса с гармониками промышленной частоты системы обычно мала. Однако, если собственная частота
отключаемой части системы близка к одной или более резонансным частотам остальной части системы, состоя
ние временного резонанса возможно.
С.2.1 Общие положения
Типичная форма коммутационных импульсов определяется реакцией низковольтной электроустановки.
В большинстве случаев — это круговая волна. Обычная частота — несколько сотен килогерц в микросекунду.
Максимальная скорость нарастания — несколько киловольт в микросекунду. Длительность импульсов находится в
широком диапазоне времени. Если исключить коммутационные перенапряжения, вызванные срабатыванием
плавких предохранителей, типичной длительностью (временем полупериода) является от 1 до 50 мкс. Статисти
ческий анализ показывает, что вероятность возникновения импульсов большей длительности (более 100 мкс)
мала.
С.2.2 Коммутации автоматических выключателей и переключателей
Автоматические выключатели и переключатели широко применяются в каждой электроустановке как
для защиты электрооборудования отключением его при перегрузке и коротком замыкании, так и для
управления работой электрооборудования включением и отключением его. Частота возникновения перенап
ряжений при коммутациях зависит от области применения, т. е. чаще в промышленном применении и реже в
быту.
Коммутируемые токи при омических нагрузках находятся в диапазоне номинального тока электрооборудо
вания. Однако коммутируемые токи в оборудовании с отключаемым источником питания намного выше номи
нального тока. Например, в телевизоре мощностью 100 Вт номинальный ток равен 0.4 А. в то время как ток
включения — около 20 А. что в 50 раз больше.
В механическом коммутационном устройстве при ручной или электромагнитной операции расцепления при
каждой коммутации образуется электрическая дуга. Высокочастотное колебание, генерированное внезапным
изменением напряжения, взаимодействует с индуктивностями и емкостями в окружающей среде выключателя.
Это колебание накладывается на напряжение мелщу фазными проводниками и между фазным проводником и
землей, и полное напряжение оказывает воздействие на изоляцию электрооборудования относительно откры тых
токоведущих частей и других цепей. В отличие от переходных перенапряжений, передающихся через обще
ственную распределительную сеть к установкам потребителя, коммутационные переходные процессы, генериру
емые в пределах установки потребителя автоматическими выключателями и переключателями, воздействуют на
электрооборудование без значительного ослабления, поскольку амплитуды этих переходных процессов относи
тельно высоки.
С.2.2.1 Коммутации автоматических выключателей и переключателей в сооружениях потребителей
Обычно более высокие амплитуды генерируются при отключении, чем при включении оборудования. При
отключении коммутационный импульс со стороны нагрузки имеет более высокую амплитуду и мощность, чем со
стороны питания. Однако эго главным образом проблема конструкции данного вида оборудования, в частности
изоляции. Перенапряжения также будет испытывать оборудование, подключенное параллельно. Перенапряже
ние со стороны питания болев важно для всей системы и для конкретного оборудования, чем перенапряжение
со стороны нагрузки.
С.2.2.2 Коммутации автоматических выключателей и переключателей в системе питания (низко
вольтной и высоковольтной)
Переходные перенапряжения, воздействующие на электрооборудование, могут наблюдаться в любой сис
теме питания. В подземных системах питания почти все переходные процессы генерируются электромеханичес
кими коммутационными устройствами аналогичных источников питания.
В высоковольтных и низковольтных электроустановках коммутации индуктивностей, таких как транс
форматоры. реактивные катушки, катушки контакторов и реле, установленных параллельно с источником пита
ния. могут вызвать коммутационные перенапряжения с амплитудами, достигающими нескольких киловольт. То
же самое явление вследствие самоиндукции наблюдается там. где линейные индуктивности, такие как витки
проводов и линейные катушки сопротивления, входящие в систему энергоснабжения, являются частью кабельной
сети.
Со стороны подачи питания коммутационные перенапряжения могут быть вызваны также применением
импульсных систем регулирования, дугой между щетками двигателя и контактными кольцами, внезапным умень
шением нагрузки электрооборудования или трансформаторов и рабочим отключением конденсаторных блоков,
используемых для корректировки коэффициента мощности.
37