Что такое перенапряжение в электросети?

Информация о компании

АСБЕРГ АС, ООО

Компания «АСберг АС» – это один из крупнейших дистрибьюторов ABB, Schneider Electric, Klemsan, ABL SURSUM, LSIS. Компания сотрудничает с такими значимыми игроками рынка электротехники и промышленной автоматизации, как Rittal, Legrand, Finder, DKC, ОВЕН, MOXA и многими другими, осуществляя прямые поставки их продукции. «АСберг АС» занимается дистрибуцией низковольтного электрооборудования, а также поставкой, проектированием, монтажом и сервисным обслуживанием низковольтных и средневольтных комплектных устройств, оборудования и трансформаторных подстанций.

Принцип работы

Принцип действия ОПН объясняется нелинейным характером вольтамперных характеристик (ВАХ) варисторов. Для их изготовления применяется материал, где находит применение окись цинка в смеси с оксидами других металлов. Благодаря составу данной смеси, колонка, собранная из варисторов является комбинацией параллельных и последовательных включений p-n переходов, что и обуславливает природу вольтамперных характеристик нелинейных резисторов ограничителей.

Когда характеристики напряжения в сети соответствуют номинальным значениям, ограничитель находится в режиме непроводящего состояния. Величина тока в варисторах имеет мизерные значения и объясняется емкостным характером. При появлении в сети импульса напряжения, величина которого может вызвать пробой изоляции электрооборудования, в цепи нелинейных резисторов ОПН, в соответствии с их вольтамперными характеристиками, будет иметь место возникновение значительного импульса тока. В конечном итоге это снижает величину перенапряжения до параметров безопасных для безаварийной эксплуатации оборудования. Когда напряжение в сети нормализуется, ОПН вновь возвращается в непроводящий режим.

Что это такое

Перенапряжение центральной нервной системы – это патологическое состояние. Оно возникает, когда сила интеллектуального напряжения превышает адаптационные возможности головного мозга.

Перенапряжение нервной системы возникает не только при сильной умственной нагрузке. Физическая нагрузка также перенапрягает: за физический труд отвечают не только мышцы, сухожилия и суставы. Во время физической нагрузки за работу мягких тканей отвечают нервы – они передают импульсы. Эти импульсы генерируются головным мозгом.

Во время физического труда задействована лобная доля мозга, двигательная кора, черепно-мозговые нервы, чувствительная область. У них есть свой порог перенапряжения.

Нервное перенапряжение при интеллектуальных задачах у взрослых наступает быстрее: в процесс вовлекаются больше зон и мыслительной активности. Чем больше информации поступает в головной мозг, тем больше ресурсов нужно, чтобы ее обработать, сохранить и сгенерировать ответ. У детей порог выше – их мозг имеет больше адаптационных возможностей, им все любопытно.

Нервное перенапряжение – размытое понятие. Это не болезнь в классическом понимании, как депрессия или шизофрения. Это пограничное состояние. Оно находится на грани между нормой и патологией.

Обычно сильная нагрузка на обрабатывающие системы головного мозга не грозит последствиями. Это функциональное и временное нарушение. При устранении перенапрягающего фактора патологическое состояние уходит самостоятельно.

Общие сведения

Перенапряжением ЦНС называют состояние, при котором умственное напряжение превосходит над адаптационными способностями головного мозга.

Данное состояние может развиваться не только при чрезмерной нагрузке интеллектуального характера, а и при физической. При совершении физической нагрузки задействованы нервы, передающие импульсы, генерируемые мозгом.

1. При совершении физического труда принимает участие лобная доля, чувствительная область головного мозга, двигательная кора, черепно-мозговые нервы, которые также имеют порог перенапряжения.
2. Перенапряжение ЦНС при умственных задачах проявляется гораздо быстрее, так как в этот процесс вовлекаются мыслительная активность и больше зон мозга. Чем больше поступает информации, тем больше ресурсов необходимо задействовать, чтоб ее сохранить, обработать и сгенерировать нужный ответ.

Фармакотерапия спортивно-медицинской патологии[править | править код]

При нерациональной организации занятий спортом под влиянием кратковременной либо длительной чрезмерной тренировочной и соревновательной нагрузки в организме спортсмена могут развиваться предпатологические состояния и патологические изменения. Эти состояния нередко рассматриваются как самостоятельное заболевание. Однако правильнее будет считать острое и хроническое физическое перенапряжение не самостоятельным заболеванием, а этиологическими факторами, вызывающими развитие в организме предпатологических состояний и патологических изменений.

Избирательное поражение тех или иных органов и систем при остром и хроническом физическом перенапряжении, по-видимому, обусловлено комплексом приобретенных и врожденных свойств организма. Можно предположить, что в первую очередь поражаются те органы и системы организма, которые в силу ряда причин являются звеном наименьшего сопротивления либо наиболее высокой интенсивности функционирования.

Состояние, определяемое как острое физическое перенапряжение, развивается у спортсменов в тех случаях, когда тренировочная или соревновательная нагрузка превышает их функциональные возможности.

Хроническое физическое перенапряжение у спортсменов развивается вследствие длительной физической и эмоциональной нагрузки. Оно случается при форсированной тренировке и при тренировке с повышенными нагрузками, если спортсмены применяют их без достаточной предварительной подготовки.

Существенное значение в возникновении острого и хронического физического перенапряжения имеют нарушения режима жизни, работы, отдыха, сна и питания, физическая и психическая травма, интоксикация организма из очагов хронической инфекции, тренировка на фоне какого-либо заболевания или в состоянии реконвалесценции после перенесенного заболевания (чаще всего гриппа, ангины, острого респираторного заболевания). Все эти факторы снижают толерантность организма к физическим и эмоциональным нагрузкам, в связи с чем обычные тренировочные и соревновательные нагрузки могут стать чрезмерными. Аналогичная ситуация может возникнуть при тренировках в среднегорье без предшествующей акклиматизации и в непривычных видах спорта.

Острое и хроническое физическое перенапряжение могут развиться у спортсменов в любом периоде тренировочного цикла: подготовительном, соревновательном, переходном. Однако в начале тренировочного сезона, в подготовительном периоде в связи с недостаточной тренированностью спортсменов, возникают предпосылки для развития острого физическою перенапряжения. Хроническое физическое перенапряжение чаще наблюдается в основном периоде тренировки, когда уровень тренированности спортсменов достаточно высок.

1. Острое физическое перенапряжение может сопровождаться внезапной остановкой кровообращения, отеком легких, отеком головного мозга, острой дистрофией миокарда, кровоизлиянием в сердечную мышцу, развитием инфаркта миокарда, тяжелыми нарушениями ритма сердца, острой почечной и печеночной недостаточностью, синдромом диссеминированного внутрисосудистого свертывания, развитием спонтанного пневмоторакса. Оно требует принятия экстренных мер и является предметом изучения клиники неотложных состояний.

Причины перенапряжений

В зависимости от источника возникновения, можно выделить четыре типа перенапряжений: атмосферные, коммутационные, переходные перенапряжения промышленной частоты и перенапряжения, вызванные электростатическим разрядом.

Атмосферные перенапряжения связаны с грозовыми явлениями. Во время грозы в атмосфере происходит до 30-100 разрядов в секунду, при этом ежегодно земля испытывает около 3 миллиардов ударов молнии

В частности, с повышенным вниманием надо относиться к молниезащите отдельно стоящих на равнине домов. Еще большую опасность создают расположенные поблизости от дома высокие деревья или сооружения (мачты, трубы)

Также к зонам повышенных рисков относят горы, влажные участки возле водоемов, железистые почвы.

Нередко молния напрямую поражает трансформаторы, счетчики электроэнергии и бытовые электроприборы. Она служит причиной возникновения перенапряжений во всех проводящих элементах. Ток молнии вызывает тепловой эффект и расплавление изоляции в точках воздействия и это может стать причиной пожара.

Канал молнии, при прохождении по нему сильного импульсного тока, действует как антенна, вызывая перенапряжения в радиусе нескольких километров. Также во время грозы повышается потенциал земли из-за циркуляции тока молнии в грунте. Таким образом, последствия грозовых явлений не менее опасны, чем прямой удар молнии

Именно поэтому важно обеспечивать не только первичную защиту зданий (молниеотводы), но и продумывать вторичную защиту внутреннего оборудования, в частности питающих и телекоммуникационных сетей. Это касается не только частных домов, но и городских квартир, которые защищены от прямого удара молниеотводами

Коммутационные перенапряжения возникают непосредственно в электрических сетях, поэтому их иногда называют «внутренними». Они представляют собой волны перенапряжения высокой частоты — от нескольких десятков до нескольких сотен кГц. Коммутационные перенапряжения могут быть обусловлены резкими перепадами нагрузки на линиях электропередачи, феррорезонансными явлениями и другими аварийными режимами работы распределительных сетей.

Причины коммутационных перенапряжений также могут быть связаны и с функционированием оборудования на стороне потребителя. К примеру, с отключением устройств защиты (плавких предохранителей, выключателей), отключением или включением аппаратуры управления (реле, контакторов), пуском или остановом мощных двигателей. По большому счету источниками коммутационных перенапряжений могут быть любые устройства, имеющие в своем составе катушку, конденсатор или трансформатор на входе питания, в том числе телевизоры, принтеры, компьютеры, электропечи, фильтры и т.д.

Коммутационные перенапряжения развиваются носят повторяющийся характер и тем самым вызывают преждевременное старение оборудования.

Переходные перенапряжения промышленной частоты характеризуются тем, что имеют такую же частоту, как и сеть (50, 60 или 400 Гц). Они возникают из-за повреждения изоляции между фазой и корпусом или фазой и землей (в сетях с заземленной нейтралью), а также из-за разрыва нейтрального проводника; при этом однофазные устройства получают напряжение 400 В. Другая причина переходных перенапряжений связана с пробоем проводника, например, при падении кабеля высокого напряжения на низковольтную линию. Третья причина — образование дуги при срабатывании защитного искрового разрядника высокого или среднего напряжения, вызывающее повышение потенциала земли.

Перенапряжения из-за электростатического разряда опасны главным образом для высокочувствительных электронных устройств. Они могут возникать в сухой среде, где накапливается сильное электростатическое поле. К примеру, человек, идущий по ковру в изолирующей обуви, становится электрически заряженным до напряжения нескольких киловольт. Когда он прикасается к проводящей конструкции, возникает электрический разряд в несколько ампер с очень коротким временем нарастания (несколько наносекунд).

У детей

Дети также могут испытывать на себе симптомы нервного перенапряжения. У грудничка причинами состояния являются:

• непривычные условия;
• физиологические изменения.

У ребенка постарше возрастает риск развития нервно-психического перенапряжения. Добавляются социальные факторы. К примеру, если ребёнку кажется, что родители хотят его бросить, сверстники не принимают. Нельзя исключать и физиологические факторы: перенапряжение образуется при нехватке сна, еды, воды, различных заболеваниях, доставляющих дискомфорт.

Симптомы нервного перенапряжения

Одним из проявлений стресса выступает нервное перенапряжение. Состояние легко диагностируется по таким симптомам, как:

• непроходящая усталость;
• депрессия;
• ощущение одиночества;
• нарушения сна;
• головная боль;
• смены настроения;
• чувство тревоги и беспокойства;
• проблемы с пищеварением;
• раздражительность;
• температура;
• плаксивость.

Нервный срыв или невроз, и перенапряжение – не одно и то же. Под первым термином подразумевается опасное расстройство, при котором человек не способен нормально жить.

У детей младшего возраста признаки недуга проявляются несколько по-другому:

• они могут начать сосать палец, писаться в штаны;
• часто просят взять их на ручки;
• обгрызают ногти;
• быстро устают;
• плохо или наоборот чрезмерно едят;
• могут начать скрежет зубами;
• запинаются.

Лечение нервного перенапряжения

Избавиться от этого состояния поможет врач психоневролог. Лечение нервного перенапряжения базируется на приеме успокаивающих средств и психологической помощи.

Если лечиться одними препаратами, то по завершению медикаментозного курса, проблема снова станет актуальной

Важно стать психологически более устойчивым.. Рекомендации, как снять нервное напряжение:

Рекомендации, как снять нервное напряжение:

• сеансы у психолога (психотерапия);
• занятия спортом;
• массажные процедуры, плавание, сауны;
• изменение питания.

Группы препаратов от нервного перенапряжения:

• ноотропы;
• антидепрессанты;
• сосудорасширяющим;
• седативные.

Меры предосторожности

Умейте расставлять приоритеты

В первую очередь, выполняйте задачи первой степени важности, затем остальные.
Не взваливайте на себя больше, чем может выдержать ваш организм.
Четко ставьте перед собой цели и идите к их достижению.
Развивайте уверенность в себе.
Находите время на отдых.
Определитесь с хобби, посвящайте ему свое свободное время.
Занимайтесь спортом, ведите здоровый образ жизни.
Выберите пример человека, который успешен во всем, следуйте за его привычками.. https://www.youtube.com/embed/GD1S4obeMJ8

Теперь вы знаете, что собой представляет нервное перенапряжение. Необходимо понимать, что любые волнения, стресс и тревога способны приводить в напряженное состояние вашу нервную систему. Заботьтесь о своем здоровье, как о физическом, так и о психическом, не допускайте подобных проблем. Если с возникшим нервным перенапряжением самостоятельно справиться не удается, не стесняйтесь обращаться к специалисту, который поможет разобраться в причинах, подберет способы избавления от данного состояния.

Характерные проявления

Депрессия может свидетельствовать о наличии нервного перенапряжения

Давайте рассмотрим, что собой представляют признаки нервного перенапряжения. Сразу стоит отметить, что их разделяют на внешние и внутренние.

1. К внешним относят: повышенную усталость, раздражительность, вялость, которыми, по сути, характеризуется начальный этап переутомления ЦНС.
2. Следом за этими проявлениями возникают внутренние симптомы, которые, в свою очередь, могут быть представлены:

• полным равнодушием к тому, что окружает;
• повышенной тревожностью;
• заторможенной мыслительной деятельностью.

Следом может появиться депрессия, которая способна привести к нежелательным последствиям.

В редких случаях перенапряжение у взрослых может приводить к повышенной возбудимости, которую будут сопровождать:

• сильная эйфория;
• появление повышенной разговорчивости;
• активные действия, которые будут безрезультатными.

При этом человек может даже не обращать внимания на появление таких признаков, считать, что чувствует себя вполне нормально. А это может негативно сказаться на его самочувствии, работе и отношениях с людьми.

Основные характеристики перенапряжений

Рис. J5 ниже показывает сводные основные характеристики перенапряжений.

Рис. J5: Основные характеристики перенапряжений

Виды ОПН

Ограничители перенапряжения подразделяются в зависимости от :

• тип изоляции (полимерная, фарфоровая);
• конструктивное исполнение (одноколонковые, многоколонковые);
• величины рабочего напряжения (6-10 кВ; 35кВ;110кВ;220кВ и др.);
• места установки (ОРУ либо ЗРУ).

Фарфоровые ОПН

Представляют собой колонку варисторов,  прижатую к боковой поверхности стеклопластиковой
трубы, расположенной внутри фарфоровой покрышки. Получили большое
распространение среди защитных средств, но, в последнее время мало пользуются
спросом в связи с появлением ОПН с полимерной покрышкой.

К плюсам ограничителей с фарфоровой изоляцией
относят:

• Относительно малое влияние температурных колебаний  на состояние аппарата;
• Большая механическая устойчивость (это связано с тем, что основная механическая нагрузка прикладывается к изоляционному покрытию).

Недостатки ОПН в фарфоровой покрышке:

• Недостаточное обеспечение герметичности узла крепления фланца к фарфоровой изоляционной покрышке и сохранение свойств резиновых уплотнителей в процессе длительной эксплуатации ;
• Высокая взрывоопасность (фарфоровые осколки при взрыве разлетаются в разные стороны с огромной скоростью);
• Масса и габариты (ограничители в полимерной покрышке в 2-3 раза легче ОПН с фарфоровой изоляцией);
• Худшие по сравнению с ОПНп тепловые характеристики.

Полимерные ОПН

ОПН состоит из колонки варисторов, заключенных в высокопрочный полимерный корпус из высокомолекулярного каучука . Пространство между стеклопластиковой трубой и колонкой резисторов заполняется низкомолекулярным каучуком , а сама стеклопластиковая труба имеет расчетное количество отверстий для обеспечения взрывобезопасности конструкции при прохождении токов короткого замыкания. На данный момент полимерные ОПН (ОПНп) превзошли по масштабам использования и производства фарфоровые ОПН.

Преимущества ОПНп:

• Высокая гидрофобность;
• Значительно высокая  взрывобезопасность, чем фарфоровые ОПН ;
• Вандалоустойчивость;
• Малый вес;
• Лучшие чем у ОПН в фарфоровой покрышке электрические и разрядные характеристики;
• Простота монтажа и транспортировки, а также стойкость к ударным и вибрационным воздействиям;
• Способность работать в условиях естественных и промышленных загрязнений и др.

К недостаткам полимерных ограничителей относятся:

• Влияние воздействия сезонных колебаний температуры окружающей среды (внутреннее пространство имеет значительно отличающийся коэффициент теплового расширения от материала покрышки, это может привести к деформации ребер покрышки и снижению электрической прочности внешней изоляции);
• Неправильный расчет механической нагрузки может привести к растрескиванию варисторов ограничителя.

Одноколонковые ОПН

Конструктивно состоят из одной колонки варисторов. Они выпускаются с длиной пути утечки внешней изоляции, которая соответствует таким степеням загрязнения (согласно ГОСТ 9920): II*, III, IV.

Существуют одноколонковые ОПН на все классы напряжения , при этом максимально используется объём корпуса аппарата, что также значительно снижает массу ОПН по сравнению с многоколонковым ОПН и существенно повышает надежность работы.

Многоколонковые ОПН

Представляют собой несколько блоков (модулей), которые образуются из определенного числа колонок соединенных либо последовательно, либо параллельно между собой. Используются при больших классах напряжения сети, ОПН составляют из двух или трех частей (модулей). Такая конструкция существенно повышает надежность работы ОПН при увлажнении и загрязнении поверхности аппарата.

5.1. Основные виды электрических схем

Любая электроэнергетическая система имеет индуктивные (L) и емкостные (C) элементы.

Индуктивные элементы (L): трансформаторы, генераторы, реакторы, синхронные компенсаторы, двигатели.

Емкостные элементы (С): проводники (ЛЭП), емкость ошиновки подстанции, емкость всех изоляционных конструкций, специальные батареи конденсаторов, которые используются для улучшения качества электроэнергии.

а)

б)

Рис. 5.1. а — колебательный контур при несимметричных режимах сети;

б — обобщенная схема коммутаций в электрических сетях:

С_мф – междуфазная емкость. С_мф имеет значения на порядок ниже, чем С – емкость проводов фаз относительно земли.

В колебательном контуре происходят волновые процессы при R » 0; Х_L@ Х_С. Если условие резонанса не выполняются, то резонансных перенапряжений не будет, а если выполняются, резонансные перенапряжения будут больше коммутационных. Условие R»0 выполняется только при отсутствии нагрузки.

Коммутационные перенапряжения в электропередачах можно разделить на следующие группы:

1.Перенапряжения при коммутациях ЛЭП:

а) включение ненагруженной линии;

б) успешное и неуспешное АПВ;

в) одностороннее отключение коротких замыканий;

г) разрыв передачи при выпадении из синхронизма;

д) коммутации включения и отключения, заканчивающиеся неполнофазными режимами.

2. Перенапряжения при отключении малых индуктивных токов (ненагруженных трансформаторов, реакторов), сопровождающиеся явлением «среза» тока.

3. Перенапряжения при отключении ненагруженных линий, сопровождающиеся повторным зажиганием дуги в выключателе.

К коммутационным перенапряжениям можно отнести, перенапряжения, возникающие при дуговых замыканиях на землю и неустойчивом горении дуги в сетях с изолированной и компенсированной нейтралями.

Металлическое однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью приводит к повышению напряжения на неповрежденных фазах до . Такое повышение напряжения является для такой сети допустимым и опасности для нормальной изоляции не представляет. Если же замыкание на землю происходит через неустойчивую (перемежающуюся) дугу, горение которой сопровождается повторными погасаниями и зажиганиями, то на всех фазах сети возможно развитие перенапряжений.

Высокие кратности перенапряжений вызваны появлением в сети избыточных зарядов при гашении неустойчивой дуги, что сопровождается смещением электрической нейтрали системы.

Приведенная классификация внутренних перенапряжений имеет условный характер в том смысле, что в ряде случаев, вполне реальных для электрической системы в переходном процессе, могут возникать перенапряжения, принадлежащие к различным группам. Так, например, вслед за переходным процессом при коммутации возможно появление феррорезонансных перенапряжений.

Для большинства видов перенапряжений можно указать максимально возможную кратность по отношению к рабочему напряжению сети. Однако правильней будет сказать о вероятности появления той или иной кратности перенапряжений. Эта вероятность связана, во-первых, со статистическим характером некоторых процессов, например, гашения дуги выключателе, а во-вторых, с вероятностью тех или иных переходных процессов в системе. Всегда можно найти такое сочетание переходных процессов, которые дадут перенапряжения очень высокой кратности. Однако, если такое сочетание маловероятно, то его можно не принимать в расчет, считая, что в этом случае можно допустить перекрытие внешней изоляции или срабатывание ограничителя перенапряжений с его возможным разрушением. В то же время и в этих маловероятных случаях должна быть исключена возможность повреждения внутренней изоляции машин и аппаратов. Поэтому защита от внутренних перенапряжений должна выбираться на основе риска повреждения с учетом всех технико-экономических показателей.