ГОСТ Р 55630—2013
6 Коммутационные перенапряжения
6.1 Основные положения
Обычно. любое срабатывание выключателя, повреждение, прерывание, и т.п. в электрической уста
новке сопровождается переходным процессом, при котором могут произойти перенапряжения. Внезапное
изменение в системе может инициировать затухающие колебания с высокими частотами (резонансные
частоты сети), пока система снова не стабилизируется в новом устойчивом состоянии. Величина коммута
ционных перенапряжений зависит от многих параметров, таких как тип цепи, вид коммутации (включение,
отключение, повторное включение), характера нагрузки, и типа выключателя или предохранителя. В этом
пункте явление описывается в принципе, с использованием элементарных примеров, чтобы представить
общую картину.
На рисунке 13 приведена элементарная цепь RLC при подключении нагрузки и на рисунке 14 приве
ден типичный переходной процесс, связанный с этим подключением. Напряжение, наложенное на напря
жение промышленной частоты системы электроснабжения, приведено вэтом примере в пределах прибли
зительно одного периода. Максимальное напряжение главным образом определяется моментом включе
ния контакта относительно напряжения питания. Самый высокий уровень перенапряжения возникает, когда
контакт закрывается при максимуме напряжения (не путать с переходным током, который будет самым
большим при включении при 0 В.).
В большинстве случаев, максимальное перенапряжение находится в пределахдвойного амплитуд
ного значения напряжения питания, но более высокие значения могут быть, особенно при коммутации
индуктивных нагрузок (двигатели, преобразователи) или емкостных нагрузок. Кроме того, отключение токов
короткого замыкания, может вызвать значительные перенапряжения. Если отключение происходит, при
относительно высоком значении энергии накопленной в индуктивности, то колебания могут произойти на
стороне нагрузки вводного выключателя или предохранителя.
Рисунок 13 — Генерация перенапряжения
при коммутации цепи RLC
Частота колебаний во время коммутационных операций определяется характеристиками системы, и
иногда могут возникнуть резонансные явления. В таких случаях, могут произойти очень большие перенап
ряжения. Вероятность резонанса системы на частоте сети обычно низка. Однако если характерная частота
коммутируемой части системы близка к одной или более резонансным частотам остальной части системы,
то может возникнуть состояние переходного резонанса.
Грозовые перенапряжения, описанные в разделе 5. главным образом основаны на теоретических
вычислениях и понятии вероятностных перенапряжений (без учета естественного ограничения напряже
ния) что и было представлено в предыдущем разделе. Вместо этого данные получаются на основании
проведенных измерений и регистрации переходных процессов, происходящих в существующих системах
или влабораторных экспериментах.
Следующие положения относительно коммутационных перенапряжений вбольшой степени основа
ны на измерениях в реальных низковольтных системах. Поэтому, напряжения, о которых сообщают, огра
ничиваются взаимодействием системы и присоединенного аппарата. Кроме того, устройства защиты от
перенапряжений (УЗИП) в системе (и встроенные УЗИП) ограничивают измеренные напряжения. Этот
факт должен быть учтен при рассмотрении числовых значений, приведенных в этом разделе и в
приложе нии В.
Типичная форма коммутационных импульсов определяется реакцией низковольтной установки. Эта
ситуация приводит в большинстве случаев к затухающей волне, как показано на рисунке 14. На рисунке 15
приведен пример измеренного коммутационного перенапряжения, записанного в реальной системе, кото
рый демонстрирует подобные характеристики, но с более высокой частотой, чем показано на рисунке 14.
20