Релейная защита: назначение, виды, устройство

Что такое релейная защита и для чего она нужна?

  • Для чего она нужна?
  • Основные требования к защитным устройствам
  • Классификация реле
  • Конструкция РЗА

Для чего она нужна?

Первым делом расскажем о том, зачем нужно использовать РЗА. Дело в том, что существует такая опасность, как возникновение тока КЗ в цепи. В результате КЗ очень быстро разрушаются токопроводящие части, изоляторы и само оборудование, что влечет за собой не только возникновение аварии, но и несчастного случая на производстве.

Помимо короткого замыкания может возникнуть перенапряжение, утечка тока, выделение газа при разложении масла внутри трансформатора и т.д. Для того чтобы своевременно обнаружить опасность и предотвратить ее, используются специальные реле, которые сигнализируют (если сбой в работе оборудования не представляет угрозы) либо мгновенно отключают питание на неисправном участке. В этом и заключается основное назначение релейной защиты и автоматики.

Основные требования к защитным устройствам

Итак, по отношению к РЗА предъявляются следующие требования:

  1. Селективность. При возникновении аварийной ситуации должен быть отключен только тот участок, на котором обнаружен ненормальный режим работы. Все остальное электрооборудование должно работать.
  2. Чувствительность. Релейная защита должна реагировать даже на самые минимальные значения аварийных параметров (заданы уставкой срабатывания).
  3. Быстродействие. Не менее важное требование к РЗА, т.к. чем быстрее реле сработает, тем меньше шанс повреждения электрооборудования, а также возникновения опасности.
  4. Надежность. Само собой аппараты должны выполнять свои защитные функции в заданных условиях эксплуатации.

Простыми словами назначение релейной защиты и требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, что устройства должны контролировать работу электрооборудования, своевременно реагировать на изменения рабочего режима, мгновенно отключать поврежденный участок сети и сигнализировать персонал об аварии.

Классификация реле

При рассмотрении данной темы нельзя не остановиться на видах релейной защиты. Классификация реле представлена следующим образом:

  • Способ подключения: первичные (включаются в цепь оборудования напрямую) и вторичные (подключение осуществляется через трансформаторы).
  • Вариант исполнения: электромеханические (система подвижных контактов расцепляет схему) и электронные (отключение происходит с помощью электроники).
  • Назначение: измерительные (осуществляют замер напряжения, силы тока, температуры и других параметров) и логические (передают команды другим устройствам, осуществляют выдержку времени и т.д.).
  • Способ воздействия: релейная защита прямого воздействия (связана механически с отключающим аппаратом) и косвенного воздействия (осуществляют управление цепью электромагнита, который отключает питание).

Что касается самих видов РЗА, их множество. Сразу же рассмотрим, какие бывают разновидности реле и для чего они используются.

  1. Максимальная токовая защита (МТЗ), срабатывает если ток достигает заданной производителем уставки.
  2. Направленная максимальная токовая защита, помимо уставки осуществляется контроль направления мощности.
  3. Газовая защита (ГЗ), используется для того, чтобы отключать питание трансформатора в результате выделения газа.
  4. Дифференциальная, область применения – защита сборных шин, трансформаторов, а также генераторов за счет сравнения значений токов на входе и выходе. Если разница больше заданной уставки, релейная защита срабатывает.
  5. Дистанционная (ДЗ), отключает питание, если обнаружит уменьшение сопротивления в цепи, что происходит в том случае, если возникает ток КЗ.
  6. Дистанционная защита с высокочастотной блокировкой, используется для отключения ВЛ при обнаружении короткого замыкания.
  7. Дистанционная с блокировкой по оптическому каналу, более надежный вариант исполнения предыдущего вида защиты, т.к. влияние электрических помех на оптический канал не такое значительное .
  8. Логическая защита шин (ЛЗШ), также используется для выявления КЗ, только в этом случае на шинах и фидерах (питающих линиях, отходящих от шин подстанции).
  9. Дуговая. Назначение – защита комплектных распределительных устройств (КРУ) и комплектных трансформаторных подстанций (КТП) от возгорания. Принцип работы основан на срабатывании оптических датчиков в результате повышения освещенности, а также датчиков давления при повышении давления.
  10. Дифференциально-фазная (ДФЗ). Применяются для контроля фаз на двух концах питающей линии. Если ток превышает уставку, реле срабатывает.

Отдельно хотелось бы также рассмотреть виды электроавтоматики, назначение которой в отличие от релейной защиты наоборот включать питание обратно. Итак, в современных РЗА используют автоматику следующего вида:

  1. Автоматический ввод резерва (АВР). Такую автоматику часто используют при подключении генератора к сети, как резервного источника электроснабжения.
  2. Автоматическое повторное включение (АПВ). Область применения – ЛЭП напряжением 1 кВ и выше, а также сборные шины подстанций, электродвигатели и трансформаторы.
  3. Автоматическая частотная разгрузка, которая отключает сторонние приборы при понижении частоты в сети.

Помимо этого существуют следующие виды автоматики:

Вот мы и рассмотрели назначение и области применения релейной защиты. Последнее, о чем хотелось бы рассказать – из чего состоит РЗА.

Конструкция РЗА

Устройство релейной защиты представляет собой схему из следующих частей:

  1. Пусковые органы – реле напряжения, тока, мощности. Предназначены для контроля режима работы электрооборудования, а также обнаружения нарушений в цепи.
  2. Измерительные органы – могут также находиться в пусковых органах (реле тока, напряжения). Основное назначение – запуск других устройств, подача сигнала в результате обнаружения ненормального режима работы, а также мгновенное отключение приборов или с задержкой по времени.
  3. Логическая часть. Представлена таймерами, а также промежуточными и указательными реле.
  4. Исполнительная часть. Отвечает непосредственно за отключение или же включение коммутационных аппаратов.
  5. Передающая часть. Может быть использована в дифференциально-фазной защите.

Напоследок рекомендуем вам просмотреть полезное видео по теме:

Это и все, что мы хотели рассказать вам о назначении релейной защиты и требованиях, предъявляемых к ней. Надеемся, теперь вы знаете, что такое РЗА, какая у нее область применения и из чего она состоит.

Будет полезно прочитать:

Релейная защита

Принципы построения релейной защиты

Назначение РЗ и основные требования к защитным функциям

В электрической части энергосистем могут возникать повреждения и ненормальные режимы работы электрооборудования электростанций и подстанций линий электропередачи и электроустановок потребителей электроэнергии. Повреждения вызывают появление значительных аварийных токов и сопровождаются глубоким понижением напряжения на шинах электростанций и подстанций. Ток повреждения выделяет большое количество теплоты, которые вызывает сильное разрушение в месте повреждения и опасное нагревание проводов неповрежденных ЛЭП и оборудования, по которым этот ток проходит. Понижение напряжения нарушает нормальную работу потребителей электроэнергии и устойчивость параллельной работы элементов энергосистемы.

Ненормальные режимы обычно приводят к отклонению напряжения, тока и частоты от допустимых значений. При понижении частоты и напряжения создается опасность нарушения нормальной работы потребителей и устойчивости энергосистемы, а повышение напряжения и тока угрожает повреждением оборудования и линий электропередачи. Для уменьшения разрушений в месте повреждения и обеспечения нормальной работы неповрежденной части энергосистемы необходимо возможно быстрее выявлять и отделять место повреждения от неповрежденной части энергосистемы. Опасные последствия ненормальных режимов также можно предотвратить, если своевременно принять меры к их устранению, а при необходимости отключить оборудование, оказавшееся в недопустимом для него режиме.

Выявление и отключение повреждений следует производить очень быстро — в большинстве в течение сотых и десятых долей секунды, что может быть обеспечено только средствами автоматики. В связи с этим возникла необходимость в создании и применении автоматических устройств, защищающих энергосистему и ее элементы от опасных последствий повреждений и ненормальных режимов. Первоначально в качестве подобной защиты применялись плавкие предохранители. Впоследствии были созданы защитные устройства, выполняемые при помощи электрических автоматовреле. Такой способ получил название релейной защиты.

Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль за состоянием всех элементов энергосистемы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить поврежденный участок и отключить его от энергосистемы, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения.

При возникновении ненормальных режимов РЗ также должна выявлять их и в зависимости от характера нарушения либо отключать оборудование, если возникла опасность его повреждения, либо производить автоматические операции, необходимые для восстановления нормального режима, либо осуществлять сигнализацию оперативному персоналу, который должен принимать меры по ликвидации ненормальности.

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.

Структура РЗ и ее основные элементы

Релейную защиту можно рассматривать как управляющую систему, которая в общем случае получает информацию о токах, напряжениях и состоянии коммутационных элементов в отдельных частях энергосистемы. В результате обработки этой информации РЗ вырабатывает управляющие сигналы для выключателей (команды отключения или включения), а также различные сообщения, позволяющие фиксировать или анализировать процессы, протекающие в энергосистеме, и функционирование самой РЗ.

Каждое устройство РЗ, призванное обнаружить повреждение и дать команду на отключение силового выключателя, имеет три структурные части: измерительную (реагирующую), логическую (оперативную) и управляющую (исполнительную).

  • Измерительная часть осуществляет непрерывный контроль за состоянием защищаемого объекта и, реагируя на появление в нем повреждения (или ненормального режима), срабатывает и выдает дискретные сигналы на вход логической части, приводящие ее в действие. В качестве контролируемых величин (входных сигналов) служит в зависимости от вида РЗ ток и/или напряжение защищаемого объекта. Эти величины в установках с рабочим напряжением выше 1000 В подводятся к измерительной части защиты через измерительные трансформаторы тока и напряжения.
  • Логическая часть воспринимает дискретные сигналы измерительной части, производит с помощью логических элементов (реле) по заданной программе логические операции и подает выходной сигнал о срабатывании РЗ на управляющую часть.
  • Управляющая часть служит для усиления сигнала логической части до значения, необходимого для отключения выключателя и приведения в действие других устройств (поскольку сигналы логической части, особенно при выполнении ее на полупроводниковых элементах, обычно имеют недостаточную мощность) и для размножения сигнала логической части.

Кроме того, в качестве структурной части РЗ следует назвать источник питания — специальный источник стабильного напряжения для приведения в действие элементов логической и управляющей частей, подачи команды на отключение выключателей, а также для питания полупроводниковых элементов измерительной и логической частей.

Устройство РЗ состоит из реле, соединенных между собой по определенной схеме. В практике релестроения используются три типа элементных баз:

  • электромеханическая, которая может применяться для реализации всех функциональных частей и органов РЗ в виде электромеханических реле;
  • полупроводниковая, которая может использоваться для реализации всех функциональных частей и органов РЗ в виде полупроводниковых элементов, аналоговых и цифровых микросхем;
  • микропроцессорная, которая может использоваться для реализации измерительной и логической частей РЗ на базе систем, основным элементом которых являются микропроцессоры.
Основные требования к устройствам РЗ. Виды устройств РЗ

Основными показателями релейной защиты, характеризующими ее функции в энергосистеме, являются чувствительность и селективность. Первая — это свойство РЗ реагировать на возможные повреждения на защищаемом участке и достаточно быстро их отключать, с тем чтобы сохранялась работоспособность как отключенных, так и оставшихся в работе элементов сети; вторая — это свойство РЗ формировать команды отключения только поврежденного участка или минимального числа участков электрической сети вблизи места повреждения, с тем чтобы свести к минимуму недоотпуск электроэнергии потребителям.

Реализация этих функций осуществляется устройствами РЗ, которые должны удовлетворять ряду требований по обеспечению их правильного функционирования в реальных режимах работы энергосистемы. В соответствие со стандартом МЭК 50(448)-1995, неправильное функционирование защиты может выражаться в виде отказа защиты в функционировании или в непредусмотренном функционировании (излишнее действие). С точки зрения правильного функционирования к устройствам РЗ предъявляются следующие требования:

  • статическая устойчивость функционирования как способность устройства РЗ сохранять стабильность измерения и обеспечивать точность измерения, характеристики, параметры и настройки, при условии, что эти входные величины являются установившимися; она определяется в основном выполнением требований по точности параметров, характеристик, настроек в заданных диапазонах входных сигналов;
  • динамическая устойчивость функционирования, которая характеризует способность устройства РЗ обеспечивать свои функции с учетом переходных процессов, возникающих при коротком замыкании и коммутациях в энергосистеме и самом устройстве РЗ. Требование динамической устойчивости функционирования учитывается при разработке алгоритмов и конструкции устройств РЗ;
  • устойчивость к влиянию внешней среды, среди видов воздействий которой — электрические, механические и климатические;
  • надежность РЗ, под которой понимается вероятность выполнения ею требуемых функций при заданных условиях в течение заданного промежутка времени. Стандартом МЭК 50(448)-1995 определяются понятия надежности несрабатывания и надежности срабатывания.

Все РЗ делятся на основные и резервные. Основными называются РЗ, обеспечивающие отключение повреждений в пределах защищаемого элемента с требуемыми быстротой и чувствительностью. Резервными называются РЗ, осуществляющие резервирование основной РО в случае ее отказа или вывода из работы и защиту следующего участка в случае отказа его РЗ или выключателя.

По способу обеспечения селективности действия РЗ подразделяются на два вида — с абсолютной селективностью, зона действий которых не выходит за пределы защищаемого объекта, действия выполняются без выдержки времени; и с относительной селективностью, действующие при коротком замыкании как на защищаемом элементе, так и за его пределами, селективность обеспечивается при этом подбором выдержек времени.

Кроме того, по принципу действия измерительных органов, определяющих факт возникновения короткого замыкания и место его нахождения, различают группы РЗ, реагирующие на следующие факторы: увеличение тока, уменьшение сопротивления, появление разности токов по концам защищаемого участка, изменение фаз тока относительно напряжения.

Читайте также:  Аквариум в интерьере гостиной + фото

Цифровая релейная защита

Последнее десятилетие характеризуется широким применением в релейной защите цифровой (микропроцессорной) техники. Это обусловлено существенными преимуществами последней по сравнению с электромеханическими и электронными РЗ. В частности, эти преимущества заключаются в следующем:

  • повышении аппаратной надежности, массы и габаритов устройств благодаря существенному уменьшению числа используемых блоков и соединений;
  • существенном повышении удобства обслуживания и возможности сокращения обслуживающего персонала;
  • расширении и улучшении качества защитных функций (чувствительности, селективности, статической и динамической устойчивости функционирования);
  • возможности непосредственной регистрации процессов и событий и анализа возникших в энергосистеме повреждений;
  • принципиально новых возможностей управления защитой и передачи от нее информации на географически удаленные уровни управления;
  • технологичности производства.

Принципы построения и алгоритмы, используемые в цифровой релейной защите (ЦРЗ), во многом отличаются от применяемых в электромеханических и электронных релейных защитах, ввиду существенно различающихся технической основы и способов обработки информации. Входная информация, которую получает ЦРЗ, может в общем случае содержать следующие составляющие: аналоговые сигналы, характеризующие контролируемые величины энергосистемы; входная дискретная информация, в том числе сигналы от коммутационных аппаратов, других устройств РЗ и от обслуживающего персонала; цифровая информация от других устройств РЗ, характеризующая как текущие значения переменного тока, так и логические сигналы, получаемые посредством цифровых коммуникационных интерфейсов; управление настройками и параметрами ЦРЗ, осуществляемое обслуживающим персоналом или системами управления через коммуникационный интерфейс. Выходная информация ЦРЗ может быть представлена следующими пунктами: выходная дискретная информация (логические сигналы к другим защитам и на отключение выключателей); цифровая информация к другим устройствам, характеризующая в общем случае как текущие значения переменного тока, так и логические сигналы, и получаемая посредством цифровых коммуникационных интерфейсов; сообщения различных видов, в том числе логические выходные сигналы и цифровые данные, как то: визуальное наблюдение, запись измеряемых защитой аналоговых величин токов, напряжений, мощности и пр. в нормальном и аварийном режимах; др.

Среди основных структурных элементов ЦЗР можно выделить следующие функциональные блоки:

  • аналоговые входы переменного тока, которые служат для ввода сигналов от измерительных трансформаторов тока и напряжения;
  • элементы для цифровой обработки сигналов (преобразователи и усилители, микропроцессорный блок);
  • дискретные входы, предназначенные для ввода логической информации, которая в дальнейшем используется в программной части для принятия решений;
  • дискретные выходы, служащие для целей управления и сигнализации;
  • функциональная клавиатура управления, которая предназначена для ввода управляющей информации, такой как: изменение настроек и параметров защиты, ввод (вывод из действия) отдельных функций, ввод команд для управления коммутационными элементами присоединения, др.;
  • дисплей — предназначен для чтения сообщений защиты, а также используется как вспомогательное средство при всех операциях, выполняемых с помощью клавиатуры;
  • интерфейс обслуживания — представляет собой обычно последовательный порт на лицевой панели защиты и обеспечивает связь между защитой и компьютером;
  • системный интерфейс, обеспечивающий связь защиты с системой контроля и управления;
  • функциональный интерфейс, который обеспечивает быстрый обмен информацией в общем случае о действиях отдельных функций защиты, сообщениях и состоянии контактов коммутирующих аппаратов с устройством защиты на другом конце защищаемого объекта.

Основные понятия о релейной защите

Основным видом электрической автоматики, направленной на сохранение работоспособности современных энергетических систем и её элементов, является релейная защита. Защищает она электрическое оборудование от опасных последствий ненормальной работы. За счёт релейной защиты происходит полная ликвидация аварийных режимов путём отключения от сети, тем самым также происходит изоляция повреждённого элемента от сети электроснабжения. Она тесно работает с другими видами защит такими как:

  1. АПВ — автоматическое повторное включение;
  2. АВР — автоматическое включение резерва;
  3. АЧР — автоматическая частотная разгрузка.

Данные защиты предусмотрены и чётко регламентированы в правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Представляет собой она электрическую схему, которая состоит из одного или группы реле срабатывающих только при определённых аварийных условиях. При этом все ее сработанные виды должны быть визуально зафиксированы за счёт сигнальных реле, которые называются блинкерами. В состав релейной защиты могут быть включены как одиночные реле, так и целые группы, состоящие из нескольких десятков реле. Это количество зависит от сложности включаемого потребителя и важности схемы электроснабжения. За счёт неё происходит определение аварийного или повреждённого участка цепи, а также характер неисправности.

Назначение релейной защиты

Во время проектирования любой электрической схемы снабжения обязательным является расчет релейной защиты автоматики (РЗА). Если сказать простыми словами, то она служит для того, чтобы при коротком замыкании, или другом ненормальном режиме работы в схеме потребителя, эти перегрузки не повлияли на работы другого оборудования. Если они, конечно, завязаны все в одной энергетической системе.

При возникновении короткого замыкания напряжение в цепи падает, зато ток возрастает до максимального значения. Этот факт может повлечь за собой не только возгорание, но и выход со строя всей питающей сети, если бы в таких аварийных случаях релейная защита вовремя не отключала данный повреждённый участок. Для начинающих упрощённую РЗА в действии можно увидеть в быту при замыкании фазного и нулевого провода. При этом отключается автомат, питающий данную сеть, в котором установлена токовая отсечка. Аварийных ситуаций на подстанции или на производстве может быть больше это и перенапряжение, и выделение газа при неисправности трансформатора и т. д.

Работа и назначение релейной защиты организована на постоянном контроле, а также оценке технических и электрических параметров оборудования и цепи, которую она должна защищать. Зачастую устройства данной релейной автоматики скомпонованы в элементах электрических сетей и объединены в единую систему.

Требования к релейной защите

Главная её задача — это надёжно защищать оборудование и цепи электроснабжения от работы в неисправном, аварийном состоянии. Соответственно к ней существует ряд требований, выполнение которых проверяется регулярно лабораторией или специальными службами. Вот основные требования к релейной защите:

  1. Быстродействие. Способность защиты работать с минимальной выдержкой времени после наступления аварийной ситуации. Правда, одни из них специально разработаны на срабатывание с определённой установленной выдержкой времени это зависит от условий работы электрооборудования и назначения конкретного вида релейной защиты;
  2. Селективность. Это вид избирательности защиты, направленный на отключение только определённых ближайших участков к месту аварии или короткого замыкания;
  3. Чувствительность. Способность защиты направленная на реагирование её только на данные отклонения, на которые она настроена;
  4. Надёжность. Безотказность системы защит и недопущение ложных срабатываний.

От этих четырёх основных требований напрямую зависит эффективность функционирования релейной защиты любого электрического оборудования и цепей.

Классификация реле

Все применяемые реле в системе могут быть выполнены на основе определённого оборудования. Релейная защита может быть выполнена на следующих типах реле:

Электромеханической конструкции. Принцип их действия основан на притягивании и отпускании подвижной части реле при прохождении, через катушку электромагнита, электрического тока. При этом происходит размыкание или замыкание контактов;

  • Полупроводниковые. Они изготавливаются на основе полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, тиристоров) которые выполняют роль электрического ключа в схеме;
  • Цифровые. Основаны на работе микропроцессорной техники, обработка данных происходит не в аналоговом, а в цифровом формате, образуя блок релейной защиты. Существует возможность программирования таких цифровых устройств, что добавляет в работу РЗА автоматизации без участия персонала.

Устройства РЗА можно разделить также и по сложности их применения. К простым относятся:

  1. Максимальная токовая или токовая отсечка. Она применяется даже в обычных автоматических выключателях, применяемых в быту;
  2. От минимального и максимального напряжения. В быту это так называемые устройства барьеры.
  3. Дифференциальная, которая основана на сравнении токов, проходящих по каждой из фаз;
  4. Газовая. Это одна из разновидностей защит трансформаторов от выхода из нормального рабочего режима работы;
  5. Замыкание на землю. Срабатывает при пробивании изоляции или касании токопроводящих частей к земле.

Сложные виды РЗА включают в свой состав:

  1. Устройства контроля изоляции как цепей постоянного таки переменного тока;
  2. Системы отбора напряжения;
  3. Различные системы контроля температур, давления и других параметров оборудования;
  4. Контроль и наблюдение за сопротивлением изоляции цепей аккумуляторных батарей и т. д.

Чтобы добиться надёжности и правильной работы электрических аппаратов входящих в данную защиту, нужно чтобы все элементы были выполнены из качественных комплектующих таких как реле, трансформаторов тока и т. д. В настоящее время релейная защита это очень популярная и востребованная часть электроэнергетики.

Релейная защита и автоматика

Релейная защита — комплекс автоматических устройств, предназначенных для быстрого (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы. Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем. Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить повреждённый участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания).

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.

Содержание

Требования к релейной защите

Быстродействие

Быстродействие — это свойство релейной защиты, характеризующее скорость выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов. Показателем быстродействия является время срабатывания защиты — это интервал времени от момента возникновения повреждения до момента отделения от сети повреждённого элемента.

Селективность (избирательность)

Селективность — свойство релейной защиты, характеризующее способность выявлять поврежденный элемент электроэнергетической системы и отключать этот элемент только ближайшими к нему выключателями. Это позволяет локализовать повреждённый участок и не прерывать нормальную работу других участков сети.

Чувствительность

Чувствительность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты выявлять повреждения в конце установленной для неё зоны действия в минимальном режиме работы энергосистемы. Другими словами — это способность чувствовать те виды повреждений и ненормальных режимов, на которые она рассчитана, в любых состояниях работы защищаемой электрической системы. Показателем чувствительности выступает коэффициент чувствительности, который для максимальных защит (реагирующих на возрастание контролируемой величины) определяется как отношение минимально возможного значения сигнала, соответствующего отслеживаемому повреждению, к установленному на защите параметру срабатывания (уставке).

Надёжность

Надежность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты действовать правильно и безотказно во всех режимах контролируемого объекта при всех видах повреждений и ненормальных режимов для действия при которых данная защита предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима, при которых действие данной защиты не предусмотрено. Иными словами, надежность — это свойство релейной защиты, характеризующее ее способность выполнять свои функции в условиях эксплуатации, ремонта, хранения и транспортировки. Основные показатели надёжности — время безотказной работы и интенсивность отказов (количество отказов за единицу времени).

Резервирование следующего участка

Резервирование следующего участка — важное требование. Если защита по принципу своего действия не работает за пределами основной зоны, ставят специальную резервную защиту.

Основные органы релейной защиты

Пусковые органы

Пусковые органы непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого участка цепи и реагируют на возникновение коротких замыканий и нарушения нормального режима работы. Выполняются обычно с помощью реле тока, напряжения, мощности и др.

Измерительные органы

Измерительные органы определяют место и характер повреждения и принимают решения о необходимости действия защиты. Измерительные органы также выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и др. Функции пускового и измерительного органа могут быть объединены в одном органе.

Логическая часть

Логическая часть — это схема, которая запускается пусковыми органами и, анализируя действия измерительных органов, производит предусмотренные действия (отключение выключателей, запуск других устройств, подача сигналов и пр.). Логическая часть состоит, в основном, из элементов времени (таймеров), логических элементов, промежуточных и указательных реле, дискретных входов и аналоговых выходов микропроцессорных устройств защиты.

Пример логической части релейной защиты

Катушка реле тока K1 (контакты А1 и А2) включена последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока ТА. При коротком замыкании, на участке цепи, в котором установлен трансформатор тока, возрастает сила тока, и пропорционально ей возрастает сила тока во вторичной цепи трансформатора тока. При достижении силой тока значения установки реле K1, оно сработает и замкнёт рабочие контакты (11 и 12). Цепь между шинами +EC и -EC замкнётся, и запитает сигнальную лампу HLW.

Данная схема приведена как простой пример. В эксплуатации используются более сложные логические схемы.

Основные механизмы релейной защиты

Токовая защита

Токовая защита – это разновидность релейной защиты, которая реагирует на превышение тока на защищаемом участке сети по отношению к току срабатывания, или уставке. В зависимости от того, каким образом обеспечивается селективность действия с последующей (от источника питания) защитой, различают максимальную токовую защиту (МТЗ) и токовую отсечку (ТО). В радиальных (разомкнутых) сетях на ВЛ класса напряжения 6-10 кВ и выше наиболее распространённым вариантом организации защит от трёхфазных и междуфазных коротких замыканий является применение двухступенчатой защиты, включающей МТЗ и ТО. Для реализации МТЗ в ряде случаев применяются реле с зависимой от времени защитной характеристикой, а для ТО – всегда с независимой. При этом защита может выполняться на двух отдельных реле, или на одном реле, совмещающем обе ступени (например, РТ-80 и РТ-90), а также на базе цифровых многоступенчатых реле (SPAC и др.).

Читайте также:  Рейтинг лучших соковыжималок для цитрусовых

Максимальная токовая защита (МТЗ) – селективность действия обеспечивается за счёт задержки по времени срабатывания. Выбор тока срабатывания МТЗ осуществляется таким образом, чтобы его значение превышало максимальный рабочий ток в месте установки защиты на величину, которая зависит от коэффициентов надёжности и возврата реле, а также от коэффициента самозапуска (обычно не менее, чем в 1,2 – 2,0 раза). Это исключает возможность ложного действия защиты в нормальном режиме работы сети. При протекании тока КЗ срабатывание реле, как было отмечено ранее, происходит с определённой задержкой. Уставка по времени срабатывания предыдущей (от источника питания) защиты должна быть больше, чем уставка последующей, на величину так называемой ступени селективности Δt (порядка 0,2 – 1,0 с – в зависимости от типа реле, на базе которых выполнены защиты). Таким образом, в радиальных секционированных сетях при коротком замыкании в конце линии первой должна сработать ближайшая к месту возникновения КЗ защита, а в случае её отказа (через промежуток времени, равный ступени селективности) – предыдущая защита. Очевидно, что недостатком МТЗ является “накопление” задержек по времени, т.е. увеличение времени срабатывания защиты при переходе от конца линии к источнику. Следует учитывать, что токи короткого замыкания тем выше, чем ближе место возникновения КЗ к источнику питания. Таким образом, в радиальных секционированных сетях время отключения повреждённой линии посредством сигнала МТЗ при наиболее тяжёлых КЗ вблизи питающих шин может оказаться неприемлемым с точки зрения термической стойкости оборудования. Считается нормальным, если максимальная уставка по времени срабатывания не превышает 2,0 – 2,5 с. Коэффициент чувствительности МТЗ определяется как отношение тока междуфазного КЗ в конце защищаемой зоны к фактическому току срабатывания защиты, и в соответствии с требованиями ПУЭ (см. п.3.2.1. – 4.1.) должен составлять не менее 1,5 (для зоны дальнего резервирования в пределах действия последующей защиты – около 1,2).

Токовая отсечка (ТО) – селективность действия обеспечивается за счёт отстройки от максимального тока КЗ в конце защищаемой зоны. ТО представляет собой быстродействующую защиту, которая срабатывает без задержки по времени, и отключает наиболее тяжёлые короткие замыкания вблизи питающих шин. Величина тока срабатывания отсечки должна приблизительно в 1,1 – 1,2 раза превышать расчётный ток трёхфазного КЗ в конце зоны действия ТО (т.е. в месте установки последующей защиты); указанная кратность определяется коэффициентом надёжности применяемых реле. Коэффициент чувствительности ТО, исходя из п.3.2.26. ПУЭ, может быть рассчитан как отношение тока трёхфазного КЗ в месте установки защиты к фактическому току срабатывания отсечки, и должен составлять не менее 1,2. Иначе говоря, зона действия токовой отсечки должна покрывать около 20% от длины линии. Недостатком токовой отсечки является ограниченность зоны действия, поэтому она применяется только совместно с МТЗ в качестве второй ступени; при этом ТО обладает абсолютной селективностью, т.к. величина тока КЗ вне защищаемой зоны всегда меньше тока срабатывания отсечки.

Реле токовой защиты с высоковольтной изоляцией – специальные реле тока с высоковольтной изоляцией (от 5 до 100 кВ) между входом (катушкой управления) и выходом (герконом). В некоторых конструкциях катушка отсутствует и источником управляющего сигнала служит высоковольтная токоведущая шина. Эти реле тока, получившие название “геркотронов” или “высоковольтных изолирующих интерфейсов”, предназначены для защиты от перегрузок по току мощных высоковольтных источников питания, рентгеновской аппаратуры, мощных лазеров, радаров, радиопередающих устройств, электрофизической аппаратуры. Они выполнены в виде компактных модулей, включаемых напрямую в разрыв токовой цепи, находящейся под высоким потенциалом, а их выходной контакт – напрямую в низковольтную цепь. Впервые эти устройства были разработаны и внедрены В. И. Гуревичем. Они защищены многочисленными авторскими свидетельствами на изобретения и патентами. Их описания можно найти в книгах В. И. Гуревича (см. ниже).

Что такое релейная защита и для чего она нужна?

Содержание:

  • Для чего она нужна?
  • Основные требования к защитным устройствам
  • Классификация реле
  • Конструкция РЗА

Для чего она нужна?

Первым делом расскажем о том, зачем нужно использовать РЗА. Дело в том, что существует такая опасность, как возникновение тока КЗ в цепи. В результате КЗ очень быстро разрушаются токопроводящие части, изоляторы и само оборудование, что влечет за собой не только возникновение аварии, но и несчастного случая на производстве.

Помимо короткого замыкания может возникнуть перенапряжение, утечка тока, выделение газа при разложении масла внутри трансформатора и т.д. Для того чтобы своевременно обнаружить опасность и предотвратить ее, используются специальные реле, которые сигнализируют (если сбой в работе оборудования не представляет угрозы) либо мгновенно отключают питание на неисправном участке. В этом и заключается основное назначение релейной защиты и автоматики.

Основные требования к защитным устройствам

Итак, по отношению к РЗА предъявляются следующие требования:

  • Селективность. При возникновении аварийной ситуации должен быть отключен только тот участок, на котором обнаружен ненормальный режим работы. Все остальное электрооборудование должно работать.
  • Чувствительность. Релейная защита должна реагировать даже на самые минимальные значения аварийных параметров (заданы уставкой срабатывания).
  • Быстродействие. Не менее важное требование к РЗА, т.к. чем быстрее реле сработает, тем меньше шанс повреждения электрооборудования, а также возникновения опасности.
  • Надежность. Само собой аппараты должны выполнять свои защитные функции в заданных условиях эксплуатации.

    Простыми словами назначение релейной защиты и требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, что устройства должны контролировать работу электрооборудования, своевременно реагировать на изменения рабочего режима, мгновенно отключать поврежденный участок сети и сигнализировать персонал об аварии.

    При рассмотрении данной темы нельзя не остановиться на видах релейной защиты. Классификация реле представлена следующим образом:

    • Способ подключения: первичные (включаются в цепь оборудования напрямую) и вторичные (подключение осуществляется через трансформаторы).
    • Вариант исполнения: электромеханические (система подвижных контактов расцепляет схему) и электронные (отключение происходит с помощью электроники).
    • Назначение: измерительные (осуществляют замер напряжения, силы тока, температуры и других параметров) и логические (передают команды другим устройствам, осуществляют выдержку времени и т.д.).
    • Способ воздействия: релейная защита прямого воздействия (связана механически с отключающим аппаратом) и косвенного воздействия (осуществляют управление цепью электромагнита, который отключает питание).

    Что касается самих видов РЗА, их множество. Сразу же рассмотрим, какие бывают разновидности реле и для чего они используются.

  • Максимальная токовая защита (МТЗ), срабатывает если ток достигает заданной производителем уставки.
  • Направленная максимальная токовая защита, помимо уставки осуществляется контроль направления мощности.
  • Газовая защита (ГЗ), используется для того, чтобы отключать питание трансформатора в результате выделения газа.
  • Дифференциальная, область применения – защита сборных шин, трансформаторов, а также генераторов за счет сравнения значений токов на входе и выходе. Если разница больше заданной уставки, релейная защита срабатывает.
  • Дистанционная (ДЗ), отключает питание, если обнаружит уменьшение сопротивления в цепи, что происходит в том случае, если возникает ток КЗ.
  • Дистанционная защита с высокочастотной блокировкой, используется для отключения ВЛ при обнаружении короткого замыкания.
  • Дистанционная с блокировкой по оптическому каналу, более надежный вариант исполнения предыдущего вида защиты, т.к. влияние электрических помех на оптический канал не такое значительное .
  • Логическая защита шин (ЛЗШ), также используется для выявления КЗ, только в этом случае на шинах и фидерах (питающих линиях, отходящих от шин подстанции).
  • Дуговая. Назначение – защита комплектных распределительных устройств (КРУ) и комплектных трансформаторных подстанций (КТП) от возгорания. Принцип работы основан на срабатывании оптических датчиков в результате повышения освещенности, а также датчиков давления при повышении давления.
  • Дифференциально-фазная (ДФЗ). Применяются для контроля фаз на двух концах питающей линии. Если ток превышает уставку, реле срабатывает.

    Отдельно хотелось бы также рассмотреть виды электроавтоматики, назначение которой в отличие от релейной защиты наоборот включать питание обратно. Итак, в современных РЗА используют автоматику следующего вида:

  • Автоматический ввод резерва (АВР). Такую автоматику часто используют при подключении генератора к сети, как резервного источника электроснабжения.
  • Автоматическое повторное включение (АПВ). Область применения – ЛЭП напряжением 1 кВ и выше, а также сборные шины подстанций, электродвигатели и трансформаторы.
  • Автоматическая частотная разгрузка, которая отключает сторонние приборы при понижении частоты в сети.

    Помимо этого существуют следующие виды автоматики:

    Вот мы и рассмотрели назначение и области применения релейной защиты. Последнее, о чем хотелось бы рассказать – из чего состоит РЗА.

    Устройство релейной защиты представляет собой схему из следующих частей:

  • Пусковые органы – реле напряжения, тока, мощности. Предназначены для контроля режима работы электрооборудования, а также обнаружения нарушений в цепи.
  • Измерительные органы – могут также находиться в пусковых органах (реле тока, напряжения). Основное назначение – запуск других устройств, подача сигнала в результате обнаружения ненормального режима работы, а также мгновенное отключение приборов или с задержкой по времени.
  • Логическая часть. Представлена таймерами, а также промежуточными и указательными реле.
  • Исполнительная часть. Отвечает непосредственно за отключение или же включение коммутационных аппаратов.
  • Передающая часть. Может быть использована в дифференциально-фазной защите.

    Напоследок рекомендуем вам просмотреть полезное видео по теме:

    РЗА в энергетике для новичков

    Это и все, что мы хотели рассказать вам о назначении релейной защиты и требованиях, предъявляемых к ней. Надеемся, теперь вы знаете, что такое РЗА, какая у нее область применения и из чего она состоит.

    Крыша: виды, особенности, нюансы выбора

    Зачастую, говоря о выборе крыши, имеют в виду только кровельное покрытие, а говоря о кровле, подразумевают крышу в целом. И хотя такая подмена понятий вполне допустима, все же исходные значения у терминов разные. И если выбор типа кровли пусть и нежелателен, но допустим уже в процессе строительства, то сама крыша, как один из важнейших конструктивных элементов дома, должна тщательно просчитываться и проектироваться. В данном материале рассмотрим основные типы крыш, составляющие конструкции и особенности выбора.

    Содержание

    • Крыша – это…
    • Основные типы крыш
    • Устройство крыш
    • На что обратить внимание при выборе крыши

    Что такое крыша

    Крыша – верхний элемент в конструкции дома, выполняющий основную защитно-декоративную функцию. Она не только защищает дом от всех внешних влияний и предотвращает отток тепла, но и обеспечивает привлекательность здания за счет формы, габаритов и кровельного покрытия. Крышу еще называют пятым фасадом, подразумевая именно ее эстетические параметры, в идеале, соответствующие выбранному архитектурному стилю. Иногда именно крыша «вытягивает» скучную типовую коробку, например, за счет высоты, непропорциональных скатов или удлиненных свесов.

    Что касается разницы между крышей и кровлей, то конструктивно, крыша, это сложная, сборная система из различных элементов.

    А кровля – именно финишное покрытие крыши с защитно-декоративными функциями. И, как уже говорилось, в обиходе эти понятия взаимозаменяемые. Но если крыша без кровли под временным покрытием (баннеры, рубероид, пленки и др.) при необходимости простоять может, то полноценная кровля отдельно от крыши невозможна в принципе.

    Большинство кровельных материалов универсально и подходит практически под все виды крыш, варьироваться будет только сложность работ и количество отходов, то есть – цена вопроса. Однако есть и покрытия, требующие особого конструктива, закладываемого в проект, поэтому в любом случае, оптимальный вариант, когда и тип кровли определяется сразу, на этапе проектирования, особенно, если речь о больших домах и сложных крышах.

    На практике же и дома до сих пор сплошь и рядом строят без проекта, «из головы», что уж говорить о крышах, но при таком подходе увеличивается риск получить недострой разной степени готовности. Тем более что при нынешнем обилии специализированных графических редакторов и онлайн-калькуляторов, даже не самый продвинутый пользователь в состоянии выполнить хотя бы примитивный эскиз и просчитать нагрузки, было бы желание.

    Основные типы крыш

    Все крыши условно можно поделить на два основных типа:

    • плоские;
    • скатные.

    Плоские крыши

    Многослойные горизонтальные конструкции практически без уклона, 1-2⁰ (до 4⁰) необходимые для отвода осадков визуально практически незаметны. Подразделяются на эксплуатируемые и неэксплуатируемые, актуальны для домов в современном и минималистском стиле. При кажущейся простоте конструкции, сложность реализации обусловлена повышенными требованиями к гидроизоляции.

    Читайте также:  Светильники для кухни над рабочей поверхностью: основные требования, виды и размещение

    Скатные крыши

    Внутри категории подразделяются на несколько разновидностей, отличающихся количеством и геометрической формой скатов и уровнем сложности реализации.

    • Односкатная крыша – в исходном варианте самый упрощенный подвид, представленный одной наклонной плоскостью, опираемой на несущие стены, расположенные на разном уровне по высоте. Угол наклона ската варьируется в диапазоне от 10 до 60⁰, оптимальным считается уклон односкатной крыши в 30-35⁰. Для повышения декоративности односкатной крыши конструкцию усложняют, несколько закругляя, изгибая плоскость или комбинируя направленность.

    • Двускатная (щипцовая) крыша – одна из самых распространенных конструкций, состоит из двух наклонных плоскостей, разделенных коньком (ребром). В этом типе конструкции появляются фронтоны – боковые части стен в виде треугольников, формируемые из основных стеновых материалов или отличных от них. В зависимости от архитектурного замысла, скаты могут быть как одинаковыми, образовывая в поперечнике равнобедренный треугольник, так и с разными углами наклона и длиной свеса. Минимально допустимый угол наклона скатов – 20⁰, оптимальный – 40-60⁰.

    Остальные подвиды, за исключением нестандартных конструкций, являются производным двускатной крыши.

    Четырехскатные (вальмовые или шатровые) крыши образуются из двухскатных крыш. Их фронтоны срезаются наклонными плоскостями на всю высоту. Треугольные скаты шатровых крыш называются вальмами. Полувальмовые крыши отличаются от четырехскатных тем, что наклонными плоскостями у них срезаются лишь часть фронтонов. Четырехщипцовые крыши образуются от соединения четырех двускатных плоскостей.

    Если под крышей запланирован не чердак, а жилое помещение, сезонное или круглогодичного проживания (отапливаемое), строится крыша мансардного типа. Она может быть как упрощенной двускатной, так и вальмовой, и полувальмовой, ее особенностью является не форма скатов, а наличие теплоизоляции в кровельном пироге. Зачастую при нехватке жилой площади в мансарду преобразуют холодный чердак или выполняют капитальную реконструкцию, надстраивая мансардную крышу с большей квадратурой.

    К оригинальным же крышам можно отнести круглые (купольные, конические) – они возводятся преимущественно на домах круглой формы, а так же над башенками, на домах с «замковой» архитектурой. От обычных, скатных, они отличаются не только формой, но особым строением стропильной системы.

    Устройство крыш

    Крыша – многослойная сборная конструкция, даже если речь об односкатном типе. За редким исключением, когда основанием плоской эксплуатируемой крыши является железобетонная плита перекрытия, состоит из следующих базовых элементов.

    • Мауэрлат – необходим для жесткой фиксации крыши к основанию и равномерного распределения точечных нагрузок от элементов конструкции на стены. Представляет собой силовую раму, располагаемую по верхнему контуру несущих стен. В деревянных и брусовых домах в качестве мауэрлата выступает верхний венец, в каркасных, верхняя обвязка, в остальных – антисептированный деревянный брус, сечением 100х150 мм, 150х150 мм. Также допустимо применение в качестве мауэрлата сдвоенной доски (50×150 мм).
    • Стропильная система – несущий силовой каркас, определяющий форму крыши, сформированный из наклонных балок (лаг), вертикальных стоек и подкосов. Собирается как из отдельных деталей по месту, так и из готовых стропильных ферм, заводского изготовления или самодельных. В частных домах стропильная система преимущественно деревянная, исключение составляют металлические каркасные конструкции (ЛСТК). Важнейшим параметром стропильной системы является расстояние между стропилами (шаг).

    Шаг установки стропил зависит от сечения используемой доски (бруса) и длины стропильного элемента, так же расчетной величины нагрузок для данного региона. Данные, представленные в таблице, не заменяют полноценного расчета несущей способности стропильной системы, их можно рассматривать как рекомендательные для достаточно простых кровель. В таблице даны значения, соответствующие возможным максимальным нагрузкам на стропильную конструкцию для среднеевропейской зоны. Также данные таблицы подготовлены с учетом ассортимента пиломатериалов, которые выпускают российские предприятия, согласно ГОСТ 24454-80 (Необработанная древесина).

    Плоская крыша

    Плоская крыша — самая простая конструкция, используемая до последнего времени, в основном, для вспомогательных построек. Появление новых, более надежных, качественных кровельных или утепляющих материалов вызвало новый всплеск интереса к плоским кровлям.

    Использование плоских крыш в нашей стране затруднено ввиду сложных климатических условий, но в какой-то мере использование такого типа кровли возможно и уже используется.

    Конструкция имеет массу возможностей, в отличии от других видов крыш, поэтому стоит ее рассмотреть подробнее.

    Плоская крыша – плюсы и минусы

    Плоская крыша — поверхность, расположенная почти горизонтально (небольшой уклон необходим для обеспечения стока дождевой или талой воды).

    Такое расположение кровли имеет свои плюсы:

    • Поверхность имеет наименьшую возможную площадь, что позволяет экономить кровельные и утепляющие материалы;
    • Ветровая нагрузка мала и при расчетах не учитывается;
    • Горизонтальное расположение плоскости кровли позволяет использовать ее как площадку для различных нужд без возможности доступа посторонних;
    • Работы по обслуживанию, ремонту или очистке кровли гораздо проще и безопаснее, чем на скатных крышах.

    При этом, плоские кровли имеют минусы в таких позициях:

    • Максимальная снеговая нагрузка;
    • Сложный состав кровельного пирога и, как следствие, отсутствие возможности контроля состояния утеплителя;
    • Не имеется чердака, что создает некоторые ограничения в пользовании домом;
    • Протечки, если они случаются, действуют сразу на потолок жилого помещения, минуя промежуточный этап — чердак;
    • Не все кровельные материалы могут быть использованы.

    Наличие таких минусов требует принятия определенных мер как при строительстве, так и во время эксплуатации жилья. Так, необходим сложный состав утепляющего пирога, обеспечивающий отсутствие промерзания или протечек.

    Тем более, если на крыше размещены различные технические устройства — тарелки спутниковой связи или телевидения, солнечные батареи и т.д.

    Фото одноэтажных и двухэтажных каркасных домов с плоской крышей:

    Двухэтажный прямоугольный дом из сип панелей

    Стильный и красивый одноэтажный коттедж

    Дачный дом по деревянным балкам из бруса

    Типы и конструкции

    Плоские крыши прежде всего следует разделить по способу использования:

    • Эксплуатируемая крыша;
    • Неэксплуатируемая крыша.

    Различие между ними очевидно — эксплуатируемая крыша используется как площадка для различных мероприятий, размещения оборудования, оранжерея, сквер, бассейн и т.д. Неэксплуатируемая кровля — защита от климатических проявлений.

    Эксплуатируемые крыши, в свою очередь, имеют разный состав кровельного пирога:

    • Традиционная кровля. Устроена обычным способом с гидроизоляцией над утеплителем;
    • Инверсная кровля. Гидроизоляционный слой усилен и находится под слоем утеплителя, который сам по себе не реагирует на воду и служит как утеплителем, так и дополнительной отсечкой для воды. Такие кровли используются для обустройства газонов или оранжерей — т.н. зеленой кровли.

    Состав кровельного пирога — наиболее важный параметр, во многом определяющий качество и эффективность службы крыши и всей постройки в целом.

    Появление протечек и разрушение материалов стен или других элементов дома — серьезная проблема плоских крыш, решение которой целиком зависит от качества материалов и уровня подготовки строителей.

    Каркасный многоквартирный дом с эксплуатируемой крышей

    Двухэтажный неэксплуатируемный дом

    Снеговая нагрузка

    Расчет снеговой нагрузки на кровлю производится исходя из нормативных значений, содержащихся в таблицах СНиП для каждого региона, где указаны данные нагрузок на 1 кв. м. поверхности.

    Умножение площади крыши на удельный размер нагрузки дает величину снегового давления на данную крышу.

    Для некоторых регионов такая величина может оказаться сопоставимой с весом всей крыши — вес 1 кв. м. снежного покрова доходит до 560 кг.

    При таких показателях общая нагрузка может превышать все допустимые значения, что заставляет при проектировании в первую очередь выяснить величину снеговой нагрузки.

    Устройство плоской крыши

    Плоская кровля в частном доме состоит из нескольких слоев различных материалов, в совокупности образующих единую утепляющую и гидроизолирующую систему — кровельный пирог.

    Обычно устройство выглядит таким образом:

    1. Перекрытие;
    2. Уклонообразующий слой (в просторечии — разуклонка), выполненный в виде песчано-гравийной подсыпки с цементной стяжкой или просто стяжка под уклоном;
    3. Пароизоляция;
    4. Утеплитель;
    5. Гидроизоляция;
    6. Наружное покрытие (мягкая кровля или жесткое покрытие для эксплуатируемых крыш).

    Несколько иначе выстроен состав инверсной кровли:

    1. Перекрытие;
    2. Разуклонка;
    3. Мощный слой гидроизоляции;
    4. Утеплитель;
    5. Верхний слой гидроизоляции;
    6. Балластный слой (гравий, щебень или другие сыпучие материалы, сквозь которые легко проходит вода к дренажным канавкам);
    7. Слой подготовки, твердое покрытие (если не используется как зеленая кровля).

    Состав пирога может содержать различные дополнительные слои, усиливающие действие основных, поскольку на рынке постоянно обновляется ассортимент материалов, разработанных для более надежной защиты кровли от протечек и промерзания.

    Инверсионный кровельный пирог

    Уклон плоской кровли

    Уклон плоской крыши создается для организации стока дождевых или талых вод, поэтому величина его обусловлена количеством осадков в регионе.

    Если их немного, то смысла делать большой угол нет, а если район имеет высокие нормы осадков, то угол делается более крутым, может составлять до 12 градусов.

    Минимальное значение — 2 градуса, но в этом случае есть опасность образования луж в неровностях покрытия. Немаловажный фактор — направление наклона крыши.

    Именно в эту сторону будет осуществляться отвод дождевой или талой воды, поэтому желательно оборудовать сток с обратной стороны дома.

    Утепление плоской крыши

    Утепление односкатной крыши — общее название процесса создания кровельного пирога, включающего в себя помимо утепления паро- гидроизоляцию, укладку наружного покрытия и т.д.

    Все эти работы производятся поочередно снизу вверх, каждый этап укладки очередного слоя требует тщательности. Любой просчет или небрежность обязательно создадут очаг протечки или промерзания, ведущие к разрушению материалов.

    Все пленочные материалы укладываются внахлест и склеиваются специальной лентой (или свариваются).

    Утеплитель чаще всего укладывают в несколько слоев (минимум-два), с поперечным расположением слоев относительно друг друга. Материал должен быть достаточно прочным, жестким, не реагирующим на влагу, не теряющим своей формы при длительной эксплуатации.

    Монтаж производится максимально плотно, никаких щелей, пропусков или промежутков не допускается. Возможные пустоты заполняются монтажной пеной.

    Материал утеплителя должен быть качественно изолирован от контактов с водой, поскольку набухание даже в малой степени лавинообразно снижает рабочие качества утеплителя.

    Наружное покрытие может иметь разные виды в зависимости от предназначения крыши. Мягкие кровли служат как первичный изолирующий элемент, принимающий на себя все климатические и погодные воздействия.

    Твердые кровли служат для эксплуатируемых крыш и создают усиленную защиту для кровельного пирога от нагрузок, вызываемых движением людей или работой различных устройств.

    Кроме того, жесткие кровли позволяют облагородить покрытие с эстетической точки зрения, например — покрыть плоскость тротуарной плиткой.

    Элементы плоской кровли

    Плоская кровля, как и любая другая крыша, не является простой глухой плоскостью. Она содержит в своем составе массу элементов, служащих для отведения воды, вывода вентиляционных каналов и т.д. к таким элементам можно отнести:

    • Водосборные воронки, водоотводы. Системы, обеспечивающие сток воды с поверхности крыши;
    • Молниеприемные сетки. Выполняют функции молниеотводов, направляя разряд в землю;
    • Аэраторы (флюгарки). Устройства для вентиляции внутреннего содержимого кровельного пирога;
    • Вентиляционные трубы;
    • Карнизы. Обеспечивают переходы водоотводящих каналов к вертикальным водосточным трубам.

    Для разных типов плоской кровли могут применяться дополнительные элементы, имеющие специальное назначение и применяющиеся для определенных систем или устройств.

    Парапет

    Парапет — ограждающая конструкция в виде невысокой стены по периметру крыши.

    Устройство парапета обязательно для построек, высота которых от земли до карниза составляет 10 и более метров (СНиП), но для обеспечения безопасности можно делать парапет при любой высоте дома.

    Для эксплуатируемых крыш высота парапета согласно требованиям СНиП должна быть не менее 1,2 м. Минимальная высота парапета — 45 см.

    Для снижения нагрузки обычно комбинируют — делают невысокий (45 см) парапет, сверху которого устанавливают ажурную решетку, делающую ограждение высоким, но прозрачным.

    В качестве материала применяется кирпич, железобетон и т.д. Гидроизоляция парапета делается заодно с общей, слой заходит на вертикальную стену и заворачивается поверх. Над гидроизоляцией устанавливается специальный защитный фартук из металла.

    С чего начать проектирование

    Началом всех проектных работ является сбор сведений об условиях эксплуатации плоской крыши — климатическая и погодная обстановка региона, величина снеговой нагрузки, объемы осадков, температурный режим и т.д.

    На основании этих данных можно определить необходимую толщину утепления, угол наклона и характеристики водостоков. Наличие этих данных поможет правильно оборудовать крышу и обеспечить отвод воды.

    Плоская крыша — это дополнительная площадка, которую можно оборудовать под различные нужды. При этом, климатические условия большинства регионов нашей страны не располагают к созданию плоских крыш из-за обилия снега и длительности холодного времени года.

    Тем не менее, при благоприятной обстановке плоская крыша обладает большим потенциалом и может быть полезной и удобной поверхностью для отдыха и размещения оборудования.

    Полезное видео

    В данном видео вы узнаете о достоинствах и недостатках плоских крыш:

  • Оцените статью
    Добавить комментарий