Існує безліч джерел, що створюють перехідні процеси і перенапруги в електричних мережах Збурення напруги можуть виникнути в результаті грозового розряду або при роботі вимикачів в передавальних і розподільних лініях електропередачі Включення конденсаторів, використовуваних для корекції коефіцієнта потужності, є однією з головних причин виникнення перехідних процесів Всі лінії електропередачі конструюються з урахуванням так званого основного рівня імпульсної міцності ізоляції (BIL – basic insulations level), що визначає максимальну амплітуду кидка напруги, при якої не пошкоджуються елементи електрообладнання, але самі кидки напруги при цьому можуть потрапити до споживача Стосовно до силовій електроніці повинна прийматися до уваги можливість впливу кидків напруги на лінії електропередачі середньої напруги Цю інформацію можна отримати у представників електромереж Стандартна форма випробувального імпульсу напруги при визначенні основного рівня імпульсної міцності ізоляції виходить при його передньому фронті 12 мкс і спаді в 2 рази за час 50 мкс

Інші джерела перенапруг при перехідних процесах можуть перебувати безпосередньо всередині силового електронного обладнання До них відносяться, наприклад, котушки управління контакторами, на висновках управління якими при виключенні збуджуються кидки напруги Струми, що протікають через діоди і тиристори, при відновленні їх замкненого стану можуть поширюватися в обладнанні Навантаження в вигляді електричної дуги може зажадати екранировки ланцюгів управління У загальному випадку зменшення проблем сприяє надійне заземлення системи

Елементи для захисту від кидків напруги за своїми розмірами простягаються від маленьких дисків в блоці живлення компютера до величезних розрядників в лініях електропередачі на 765 кВ В даний час широко використовуються нелінійні вольт-амперні характеристики металооксидних варисторов (MOV) У них елемент з кераміки на основі оксиду цинку має низькі струми витоку, поки прикладена напруга нижче порога, при перевищенні якого починається швидке зростання струму Робоча напруга залежить від товщини керамічного диска і параметрів технологічного процесу його виготовлення Варистори можна зєднувати послідовно для збільшення робочої напруги і паралельно для збільшення струму

Розрядники класифікуються за їх току при напрузі обмеження Розрядники класу електростанцій (station-class) можуть використовуватися при найбільших токах і застосовуються на лініях електропередачі магістрального і більш низького рівня Розрядники проміжного класу (intermediate-class) мають меншу здатність навантаження і використовуються на підстанціях і у вузлах силової електроніки, безпосередньо повязаних з підстанціями Найменшу здатність навантаження мають розрядники розподільного класу (distributionclass), а застосовуються вони в розподільних фідерах і устаткуванні силової електроніки найменшою потужності Ціна, звичайно, повязана з здатністю навантаження Ще розрядники класифікуються по напрузі обмеження і по максимальному напрузі тривалої роботи (MCOV – Maximum Continuous Operating Voltage) Зазвичай розрядники включають між проводом фази і землею Розрядники часто використовуються для захисту трансформаторів сухого типу, у звязку з тим що їх рівень BIL зазвичай нижче, ніж BIL використовуваних в системі комутаційних пристроїв Наприклад, в устаткуванні, призначеному для роботи при 15 кВ, комутаційні пристрої можуть мати BIL 95 .. L 19 кВ, коли BIL трансформатора становить тільки 60 кВ

Відповідно до існуючих правил конструювання в варисторов, використовуваних для захисту елементів силової електроніки, напруга обмеження повинно бути в 25 рази більше, ніж максимальне середньоквадратичне робоча напруга Вони можуть підключатися як між фазами, так і між фазами і землею в трифазній лінії електропередачі Підключення між фазами краще обмежує кидки напруги при комутації, але не захищає від синфазних перешкод (кидків напруги всіх трьох фаз відносно землі) З іншого боку, підключення варисторов між фазами і землею не так добре захищає від міжфазових кидків напруги Для надійного захисту обладнання від грозових розрядів і кидків напруги при комутації має сенс використовувати обидва способи включення варисторов Необхідно перевіряти вольт-амперні характеристики варисторов, щоб переконатися в їх здатності пропустити достатній струм при максимально можливій напрузі і розсіяти енергію кидка напруги Цей струм залежить від розміру варистора, і практично для будь-яких потреб можна підібрати відповідний варістор Маленькі варистори мають дротові висновки, в той час як великі забезпечені гвинтовими монтажними затискачами

Ще одним приладом з арсеналу засобів захисту є протизавадний конденсатор Кидки напруги з високою крутизною переднього фронту (dv / dt) можуть нерівномірно розподілитися по витків обмотки трансформатора або електродвигуна Цей ефект зявляється через взаємодії ємностей між витками і між витками і землею і проявляється в тому, що на межвиткового ізоляцію незаземленого кінця обмотки прикладається набагато більшу напругу, ніж на межвиткового ізоляцію заземленого кінця Цей ефект докладно описаний в гл 7 Протизавадний конденсатор уповільнює швидкість зміни напруги на обмотці і зменшує цей ефект Для застосування в системах середнього рівня напруги застосовуються конденсатори ємністю 05 .. 10мкФ Деякі заходи необхідно приймати при використанні конденсаторів в ланцюгах з тиристорами через можливість появи «дзвону» при їх перемиканні У цьому випадку можуть знадобитися демпфирующие резистори

Джерело: Сукер К Силова електроніка Керівництво розробника – М: Видавничий дім «Додека-ХХI, 2008 – 252 c: Ил (Серія «Силова електроніка»)