Что такое УЗИП: классификация и применение

В современном мире никак нельзя обойтись без специальной защиты электрического оборудования. Неисправность может прийти откуда угодно, даже с неба в виде молний. И если это произойдет, то ни один аппарат не сможет выдержать такой нагрузки. Дорогой домашний кинотеатр, стиральная машина, морозильная камера и пр. — все это сгорит, и человек безвозвратно утратит любимую технику. Чтобы уберечь себя от этой беды, достаточно купить простое устройство – УЗИП. Изделие поможет предотвратить любую катастрофу и сохранить жизнь технике.

А чтобы было легче подобрать правильный вариант, редакция сайта «ЯНашла» подготовила для Вас рейтинг лучших устройств защиты от импульсных перенапряжений на 2021 год.

Главное назначение

Молния – увлекательное и красивое природное явление, которое, в некотором роде, поспособствовало открытию огня. Хоть ее можно предсказать, но нельзя точно указать место, куда ударят миллиарды Вольт. Поэтому никто не исключает возможности, что этой точкой окажется загородный дом. Если это произойдет, то есть вероятность выхода из строя всей бытовой техники и возникновение пожара.

Чтобы защитить свою собственность, важно установить внешнюю молниезащиту, которая изготавливается из приемника (размещается над крышей), а также отвода и заземления. Эти элементы позволят обезопасить конструкцию и электроприборы.

Следует помнить, что ток разряда, который проникает небольшим импульсом по конкретному участку электрической цепи, обладает высоким значением. Он вызывает перенапряжение в кабелях, располагающихся рядом, что влечет собой оплавление изоляционного материала и повреждение бытовых устройств.

Именно для предотвращения таких ситуаций были придуманы специальные изделия, которые сводят к нулю все последствия, образованные грозовым разрядом. Молниезащита состоит из сложных приборов, которые изготовлены благодаря модулям УЗИП. Подключение осуществляется к контуру заземления.

Такая система показывает отличные результаты не только в частных домах или производственных участках, кроме этого она устраняет грозовые разряды, которые ударяют:

  • В питающую линию электропередачи;
  • В деревья или строения, которые располагаются рядом с местом разряда;
  • В почву.

Более понятна ситуация, когда молния проникает в линию электропередачи, а вот чем опасен удар в дерево или почву!? Опасность в том, что образовавшееся перенапряжение, которое происходит после разряда способно кратковременным импульсом передаться на домашний кабель. Если нет никаких приборов защиты, то ситуация будет плачевной, так из строя выйдет практически вся техника.

Классы УЗИП

Производители делят приборы на 3 большие категории:

  • Класс 1. Такая модель больше применяется в сетях, где характеристика импульса равняется 10/350 мкс. Другими словами – за 10 микросекунд импульс достигнет своего максимума, а за 350 мкс он упадет до номинального значения. Также следует знать, что изделия этого класса без проблем выдержат ток от 24 до 110 килоампер.
  • Класс 2. Это изделие предполагает использование только варисторов. Для изделия характерны параметры: 8/20 микросекунд и 10-40 кА. Для большей безопасности в электрическую схему впаивается механический предохранитель. Такое решение обусловлено тем, что при условии, когда сопротивление варистора достигнет предельных значений или выше, он разомкнет цепь.
  • Класс 3. Принцип работы этого варианта схож с предыдущим, никаких отличительных характеристик у него нет. Единственное, что важно знать – сила тока равняется 10 кА, выше этого значения эксплуатировать прибор не рекомендуется.

Защитные блоки, которые встраивают в щиток, обладают похожей схемой, поэтому и функционируют подобным образом. Единственный недостаток – небольшой срок работы, что делает их менее востребованными в заводских условиях, так как там важна безопасность. Нередко, чтобы компенсировать небольшой ресурс, некоторые производители намерено добавляют УЗИП 3 класса. Так техника будет в безопасности, несмотря на перенапряжение электрической сети.

Все больше популярности набирают приборы, которые работают с тремя классами сразу. Такие модели обеспечивают большую надежность и эффективность. Такое решение более востребовано по той причине, что изделия первой категории не сработают, если импульс будет коротким. Обратная ситуация возникнет с приборами третьего класса, только в этом случае он не сможет обеспечить защиту при высоких показаниях напряжения, что повлечет негативные последствия. Схема подключения оборудования простая и с этим справится каждый человек, достаточно следовать инструкции.

Рейтинг лучших моделей класса 1

DEHNsecure DSE M 2P 60

image

Двухполюсное устройство, которое предназначено для обеспечения защиты от импульсных перенапряжений в быту или на производстве. Схема подключения изделия – 1+1. Прибор обладает высокой пропускной способностью до 25 кА. Максимальное напряжение равняется 60 В. Кроме того, предусмотрена энергетическая координация с классом 2, что дает возможность бесперебойной работы в различных ситуациях. Присутствует удаленная сигнализация, которая упростит функционирование изделия.

Корпус изготовлен из качественного материала, который отличается высокой стойкостью к воздействию различной среды. Устройство работает при температуре от -40 до 80 градусов. Степень защиты – IP20, что подойдет для установки в большинство производственных фабрик. Также отличительной особенностью этого элемента является небольшой вес и размеры, которые позволяют установить его с максимальным комфортом. УЗИП прошло все испытания и обладает соответствующими сертификатами, которые подтверждают это.

Положительный момент – высокая устойчивость к различным вибрациям, которые могут возникать в процессе эксплуатации. Кроме этого, предусмотрена система быстрой фиксации и съема, которая является уникальной для этого модуля. Для большего удобства производитель предусмотрел установку световой индикации, которая позволяет отслеживать рабочее состояние аппарата.

Средняя стоимость – 45 000 рублей.

DEHNsecure DSE M 2P 60

Достоинства:

Недостатки:

Schneider Electric PRD1 Master C1 ОПН-3

image

Хороший продукт топового бренда, который обеспечит защитой дом и производство. Присутствует три полюса. Хорошо функционирует с системой заземления TN-C. Номинальное рабочее напряжение – 230 В. Оборудование без проблем справится с грозовыми разрядами. Состав сигнальных контактов 1 SD. Продается в антрацитовом цвете, корпус изготовлен из PBT. Благодаря неповторимой конструкции прибор легко снимать и фиксировать, при этом шанс того, что он случайно отсоединится минимальный.

Продается по цене 70 000 рублей.

Schneider Electric PRD1 Master C1 ОПН-3

Достоинства:

Недостатки:

OBO Bettermann MCD 50-B 3+1

Комбинированная модель с 4 полюсам, предназначенная для применения в сетях типа TN-S или TT. Устройство полностью готово к применению, человеку необходимо только купить его и установить в распределительном щитке. Корпус выполнен из прочного материала, не воспламениться от высокого выделения тепла. Выпуском этого товара занимается известная немецкая фирма, которая продает только качественную продукцию на протяжении десятков лет. Токоотводная способность – 125 кА на каждый полюс.

Средняя цена – 87 900 рублей.

OBO Bettermann MCD 50-B 3+1

Достоинства:

Недостатки:

ДКС NX1012

Недорогое изделие, предназначенное для размещения в быту или небольших производственных линиях. Изготавливается из качественных материалов, которые способны гарантировать продолжительную работу и безотказность. Главным отличием этого элемента является то, что продукт производится на заказ, что позволяет не беспокоиться о его качестве. Номинальный сброс импульсного тока – 50 кА, что является положительным моментом и позволяет отнести продукт к первой категории. УЗИП обладает небольшими габаритами и займет минимум места в электрическом щитке.

Средняя цена – 8 700 рублей.

ДКС NX1012

Достоинства:

Недостатки:

ABB OVR T1 3N 25-255 TS (ABB 2CTB815101R0600)

Качественная модель, которая производится только под заказ. Подойдет для размещения на предприятии или в доме. Конструктивный размер изделия – 8 модулей, поэтому для установки потребуется больше свободного места в распределительном щитке. Конфигурация системы – TT. Способность гашения остаточного тока с 50 кА. Внешняя оболочка изготавливается из прочного материала, который не повредится механическим путем и не испортится от высокого тепловыделения. Выпуск осуществляется проверенной компанией, которая положительно зарекомендовала себя на рынке уже на протяжении длительного периода.

Средняя стоимость – 65 900 рублей.

Достоинства:

Недостатки:

Рейтинг качественных изделий класса 1+2

3пол.+N 20кА Easy9 Schneider Electric

Отличный вариант известного производителя, который эксплуатируется на многих предприятиях и в домашних секторах. С этим прибором бытовая техника будет находиться в полной безопасности и ей будут не страшны громовые разряды. Изделие предназначено для трехфазной сети питания, где напряжение достигает 400 В, при этом максимальный ток разряда равен 20 кА. Такие технические характеристики положительно сказываются на долговечности оборудования и его надежности. Для более удобной эксплуатации на передней панели предусмотрен световой индикатор, который указывает состояние агрегата. Номинальный сброс импульсного тока равен 10 кА, при этом показатель времени равен (8/20).

Средняя цена – 9 300 рублей.

3пол.+N 20кА Easy9 Schneider Electric

Достоинства:

Недостатки:

ABB OVR T2 4L 80-440s P TS QS

Популярное устройство защиты от импульсного перенапряжения, которое позволит снизить негативное воздействие токового разряда. Конфигурация системы – IT. Чтобы обеспечить высокий уровень безопасности, производитель оснастил продукт специальным предохранителем, который защищает УЗИП от перегрузок. Сигнал на устройстве – оптический. Монтаж осуществляется на DIN-рейку, что является более удобным способом. Кроме того, аппарат не займет много места в щитке – всего 4 модуля. Номинальный сброс равняется 20 килоампер.

Продается по цене 24 600 рублей.

ABB OVR T2 4L 80-440s P TS QS

Достоинства:

Недостатки:

РИФ-Э-I+II 275/12,5 с (3+1)

Качественная модель комбинированного типа, предназначенная для размещения в частном доме. Прибор изготовлен из сменного варисторного модуля. Изделие выдерживает токовые нагрузки, которые характерны для первого и второго класса. Поэтому техника будет находиться в безопасности на протяжении всего срока работы этого элемента. Используется для установки в системах заземления TN-S, TT. Номинальный разрядный ток равен 50 кА. Категория защиты – IP 20, что подойдет для большинства систем. Установка осуществляется на рейку. Функционирует при температурах от -40 до 80 градусов.

Продается по средней цене 12 200 рублей.

РИФ-Э-I+II 275/12,5 с (3+1)

Достоинства:

Недостатки:

DEKRAFT ОП101-1PN-080-B-440

Недорогой вариант, предназначенный для обеспечения надежной защиты бытовой техники. Устанавливается на DIN-рейку, при этом не занимает много места всего 4 модуля. Номинальное напряжение равняется 400 В. Продукт предназначен для эксплуатации систем заземления типа IT. Выпускается известным брендом и имеет длительную гарантию, что позволяет не сомневаться в качестве товара. Уровень защитного напряжения – 2.2 кВ.

Продается по цене 4 100 рублей.

DEKRAFT ОП101-1PN-080-B-440

Достоинства:

Недостатки:

Топ лучших УЗИП класс 3 и 2+3

Альбатрос УЗИП 220/1000-АС

Дешевый вариант, предназначенный для уличной эксплуатации. Обладает прочным корпусом, степень защиты – IP65, поэтому дождь, снег и грязь не вызовут поломку. Рекомендуемая температура эксплуатации варьируется: от -40 до 40 градусов. Продукт полностью герметичен и рассчитан на ежедневную эксплуатацию.

Средняя стоимость – 940 рублей.

Альбатрос УЗИП 220/1000-АС

Достоинства:

Недостатки:

OBO Bettermann V10 COMPACT 385

Отличное устройство немецкого производителя, которое устанавливается в DIN-рейку при этом, не занимая много места. Класса оборудования – 2+3. Внутри располагается варистор высокой мощности, присутствует термическая и динамическая защита в виде предохранителя. Степень защищенности – IP20.

Продается по цене 12 900 рублей.

OBO Bettermann V10 COMPACT 385

Достоинства:

Недостатки:

РИФ-Э-III 320/3 (3+1)

Надежный элемент третьего класса, который защитит потребителя от высоких выбросов напряжения. Размещается на рейку и занимает немного места. Чаще всего используется для сетей однофазного питания, есть возможность совместной установки вместе с устройством защитного отключения. Это увеличит эффективность прибора. Выполнен в стандартном пластиковом корпусе.

Продается по цене 2 900 рублей.

РИФ-Э-III 320/3 (3+1)

Достоинства:

Недостатки:

В заключение

Защитить загородный дом от последствий грозового разряда – первая необходимость каждого владельца. Хоть на это придется потратить деньги и время, результат будет оправдан. Если у Вас есть опыт использования УЗИП, описанных в рейтинге, или Вы выбрали более надежные устройства, расскажите нам об этом в комментариях.

х Резкие скачки вольтажа, возникающие при попадании молнии в линию электропередачи или коммутационных сбоях, могут вывести из строя блоки питания и, что ещё хуже, рабочие модули электронных приборов.

Комбинированное устройство защиты серии DS130VG. Тип 1+2+3 предназначено для установки во вводных, распределительных и этажных электрических щитках со средним и низким риском поражения токами молнии.

Предотвратить подобные неприятности помогают устройствами защиты от импульсных перенапряжений.

Установить УЗИП в существующей сети несложно (обычно их монтируют на DIN-рейке, причём в цепи они должны располагаться после автоматических выключателей), однако устройство необходимо соединить с контуром заземления. При срабатывании оно «сбросит» возникший в сети импульс. В УЗИП бывают разной чувствительности и подразделяются на три типа.

УЗИП DLAS-48D3 для защиты телекоммуникационного оборудования и линий данных

Устройства типа 1 выдерживает максимальные импульсы, возникающие при попадании молнии в молниеприёмник или высоковольтные провода рядом с домом, но не полностью «гасит» их; УЗИП 2 более чувствительны, но сильный импульс сожжёт их, и дом будет обесточен, поэтому УЗИП 2 монтируют после УЗИП 1. УЗИП 3 предназначены для отдельных цепей и должны устанавливаться как можно ближе к электроприборам. Таким образом, надёжную защиту и бесперебойную работу электроники обеспечивает лишь «каскадная система», состоящая из УЗИП разных типов.

Вводной электрощит 15 квт 380 В со счётчиком, УЗИП, УЗО и автоматическими выключателями

Важными параметрами для всех УЗИП являются также:

Uc — наибольшее длительно допустимое напряжение. Оно должно быть на 10—20% выше номинального рабочего напряжения в электросети.

Up — уровень защиты. Для устройств первой ступени защиты — не менее 2 кВ, второй — 1,5–1,2 кВ.

tA — время срабатывания. Для устройств типов 1 и 2 оно не должно превышать 100 нс, для типа 3 — 25 нс).

Ограничитель OVR T2 70-275s P TS, тип 2, цена — от 7500 руб.

Стоимость УЗИП известных брендов стартует от 7 тыс. руб., и система внутренней молниезащиты средней надёжности с учётом монтажа обойдётся в 14–30 тыс. руб. При сложностях с её проектированием лучше обратиться непосредственно в офис производителя, захватив с собой схему электропроводки дома.

Компактное УЗИП DUT250VG (тип 1+2+3) для трёхфазной сети — от 33 тыс. руб.

  • Материал подготовил: Владимир Григорьев

Поделиться ссылкой

Классификация и применение УЗИП

Броски напряжения в линии электропередачи могут быть вызваны различными причинами. Например, грозы, перехлесты проводов, паразитные токи при включении и отключении реактивной нагрузки, аварии и ремонтные работы и т.д.

Для защиты домашней электрики и электроники существует специальный класс приборов. Устройства такого типа называют двояко: устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) или ограничитель импульсных перенапряжений (ОПС).

Как защищаться?

Для надежной защиты домашней электропроводки необходимо построить многоуровневую (по крайней мере, трехступенчатую) систему защиты из УЗИП разных классов. Их применение регламентирует ГОСТ Р 51992-2002 (МЭК 61643-1-98). Согласно этому ГОСТУ существуют три класса таких устройств.

УЗИП класса I(B)

Предназначены для защиты от прямых ударов молнии в систему молниезащиты здания или воздушную линию электропередач. Устанавливаются на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или главном распределительном щите (ГРЩ). Нормируются импульсным током I imp с формой волны 10/350 мкс. Номинальный разрядный ток 30-60 кА.

УЗИП класса II(C)

Такие устройства защиты от импульсных перенапряжений предназначены для защиты токораспределительной сети объекта от коммутационных помех или как вторая ступень защиты при ударе молнии. Устанавливаются в распределительные щиты. Нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс Номинальный разрядный ток 20-40 кА.

УЗИП класса III(D)

Такие устройства защиты от имупльсных перенапряжений предназначены для защиты потребителей от остаточных бросков напряжений, защиты от дифференциальных (несимметричных) перенапряжений (например, между фазой и нулевым рабочим проводником в системе TN-S), фильтрации высокочастотных помех.

Устройство УЗИП

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) построены на базе разрядников или варисторов и часто имеют индикаторные устройства, сигнализирующие о выходе УЗИП из строя. Недостатком УЗИП на базе варисторов является то, что сработав один раз им необходимо остыть, чтобы снова прийти в рабочее состояние. Это ухудшает защиту при многократном ударе молний.

Варистор — полупроводниковый нелинейный резистор, принцип действия которого основан на уменьшении сопротивления при увеличении приложенного напряжения. Смотрите – принцип действия и применение варисторов.

Обычно УЗИП на базе варисторов изготавливаются с креплением на DIN рейку. Сгоревший варистор можно заменить простым извлечением модуля из корпуса УЗИП и установкой нового.

Практика применения УЗИП

Для надежной защиты объекта от воздействия перенапряжений, в первую очередь необходимо создать эффективную систему заземления и уравнивания потенциалов. При этом нужно перейти на системы заземления TN-S или TN-CS с разделёнными нулевым и защитным проводниками.

Следующим шагом должна стать установка защитных устройств. При установке УЗИП необходимо, чтобы расстояние между соседними ступенями защиты было не менее 10 метров по кабелю электропитания. Выполнение этого требования очень важно для правильной последовательности срабатывания защитных устройств.

Если для подключения применяется воздушная линия, во входном щите на столбе лучше использовать УЗИП на основе разрядников и плавкие вставки. В главном щите здания ставятся варисторные УЗИП класса I или II, а в щитках на этажах ставятся УЗИП III класса. Если необходимо дополнительно защитить оборудование, то в розетки включаются УЗИП в виде вставок и удлинителей.

Выводы

В заключении следует сказать, что все перечисленные меры, конечно, снижают вероятность поражения РЭА и людей повышенным напряжением, но не являются панацеей. Поэтому в случае грозы лучше отключать наиболее ответственные узлы, если это конечно возможно.

Любые бытовые электроприборы, работающие в домашней проводке, создаются изготовителями для питания от гармоничного сигнала синусоиды с напряжением 220 или 380 вольт.

Сложная электронная техника использует выпрямленный специальными блоками постоянный ток.

Когда форма и амплитуда питающего напряжения изменяется, то она сильно влияет на качество работы бытовых потребителей, снижая их ресурс.

Внутри бытовой сети часто случаются нарушения технических нормативов поступающей в дом электроэнергии. Этот вопрос подробно раскрыт в статье, посвященной электрической безопасности частного дома и дачи.

Защите бытовой домашней техники необходимо уделять серьезное внимание:

  • выполнить качественную систему заземления здания своими руками или привлечением электротехнических специалистов по одной из нормативных схем;
  • обеспечить надежную работу системы уравнивания потенциалов;
  • применить в помещениях повышенной опасности дополнительную систему уравнивания потенциалов;
  • использовать реле контроля напряжения, исключающее воздействие нарушений питания от аварийных ситуаций из энергосистемы;
  • позаботиться о внешней молниезащите дома, способной противостоять грозовым разрядам, приносящим огромной вред зданию и жильцам;
  • противодействовать проникновению последействий молний в электросхему бытовой сети, используя устройства с импульсной защитой от перенапряжений УЗИП.

Какие импульсы тока могут возникнуть в бытовой домашней сети

Характер протекания тока по оборудованию принят за основу для проектирования электрических приборов и показан на картинке ниже.

Идеальная синусоида и выпрямленный из нее постоянный ток обеспечивают номинальный режим эксплуатации. Его нарушить может импульс, пришедший от:

  1. разряда молнии;
  2. перенапряжения электросети аварийными режимами.

Приведенные на нижних графиках характеристики носят общий характер. Они меняются в каждом конкретном случае. Однако, следует сразу заметить, что импульс молнии по величине значительно больше, а по времени продолжительнее на 17 крат (350/20=17).

Мощность молнии намного превышает импульс обычного перенапряжения сети, обладает повышенными разрушительными способностями по сравнению с ним.

Поэтому для устранения последействий молнии применяются специализированные защиты импульсного типа.

Практические рекомендации по использованию УЗИП

Сведем их к четырем пунктам:

  1. Импульсные защиты рассчитываются на режим пребывания в готовности к срабатыванию при нахождении под номинальным напряжением сети. При возникновении перенапряжений от аварий они могут повреждаться, сами требуют защиты. Автоматический выключатель создается для эксплуатации синусоидальных или постоянных токов. К работе под импульсном разрядом молнии он не приспособлен. Защита УЗИП автоматами запрещена. Для нее выбирают только предохранители.
  2. По условиям безопасной эксплуатации корпус УЗИП первого класса лучше использовать цельной конструкцией без добавочных модулей съемного типа.
  3. При выборе устройств защит от импульсного перенапряжения, предназначенных для обработки токов молний более 20 кА с соотношениями импульса 10/350 миллисекунд, необходимо ориентироваться на разрядники.
  4. Монтаж УЗИП следует выполнять в электрическом щите с металлическим корпусом, который наиболее отвечает требованиям пожарной безопасности.

Алгоритм выбора УЗИП по току молнии

Разберём его на примере, представленном картинкой ниже.

Электрическая энергия в дом может поступать по воздушной линии, оборудованной:

  1. самонесущими изолированными проводами СИП — ВЛИ;
  2. обыкновенными проводами без внешнего слоя изоляции — ВЛ.

Наличие диэлектрического слоя на токопроводящих элементах воздушной линии уменьшает воздействие разряда молнии, влияет на конструкцию работающего УЗИП и его схему подключения.

При питании дома от ВЛИ создается система заземления по схеме TN-C-S. УЗИП монтируется между фазными проводниками и PEN. Место расщепления PEN на РЕ и N провода при удалении на 30 метров от здания требует дополнительной защиты.

Наличие на доме смонтированной внешней молниезащиты, подвод металлических коммуникаций инженерных систем влияют на электрическую безопасность здания, выбор и схему подключения УЗИП.

Рассмотрим четыре варианта возможных схем.

Вариант 1

Условия

Электричество поступает по ВЛИ. Здание:

  • без внешней молниезащиты;
  • с отсутствующими металлическими коммуникациями, встроенными в дом;
  • схема системы заземления TN-C-S.

Решение

При такой ситуации вероятность образования прямого удара молнии в здание резко снижается:

  • изоляцией проводов ВЛИ;
  • отсутствием молниеприемника защиты и внешних металлических открытых токопроводящих частей.

Поэтому вполне достаточно защититься от импульсов перенапряжения, обладающих формой 8/20 мкс для тока.

Вполне подойдет УЗИП с комбинированным классом защит 1+2+3 в едином корпусе марки DS131VGS-230. Причем, ее защитная функция по устранению импульсов тока молнии формы 10/350 мкс с амплитудой до 12,5 кА вряд ли будет использована.

Размах тока от импульсов перенапряжения можно выбрать из диапазона 5÷20 кА с учетом периода грозовых дней. Проще остановиться на максимальном значении.

Вариант 2

Условия

Электричество поступает по ВЛИ. Здание:

  • без внешней молниезащиты;
  • с металлическими коммуникациями водо- или газопровода, встроенными в дом;
  • схема системы заземления TN-C-S.

Решение

По сравнению с предыдущим случаем здесь возможен грозовой разряд молнии по трубопроводу силой до 100 кА. Этот ток внутри трубы разветвится на оба конца по 50 кА. С нашей стороны дома эта часть разделится по 25 кА на контур заземления и здание.

PEN проводник заберет свою долю в 12,5 кА, а оставшаяся половинка импульса такой же силы сквозь УЗИП станет проникать в фазный провод. Поэтому ее надо будет подавлять.

Вполне можно выбрать ту же модель УЗИП, что и ранее, но ее возможность защиты от импульса молнии с формой 10/350 мкс и размахом до 12,5 кА будет абсолютно необходима.

Вариант 3

Условия

Электричество поступает по ВЛИ. В здании:

  • внешняя молниезащита смонтирована;
  • отсутствуют металлические коммуникации, встроенными в дом;
  • схема системы заземления TN-C-S.

Решение

Грозовой разряд в 100 кА попадает по молниеприемнику, разделяется на два потока по 50 кА в заземляющее устройство и электросхему здания.

На РЕ шине от повторно разветвляется на PEN проводник и фазный провод по 25 кА. Сквозь УЗИП, таким образом, будет протекать импульс с формой 10/350 мкс и силой 25 кА. С такими параметрами и требуется подбирать защиты.

Вариант 4

Условия

Электричество поступает по ВЛИ. У здания:

  • внешняя молниезащита смонтирована;
  • имеются металлические коммуникации водопровода, встроенные в дом;
  • схема системы заземления TN-C-S.

Решение

Разряд молнии в 100 кА после молниеприемника двумя потоками по 50 кА расходится на контур заземления и электрическую схему вводного устройства. Второй поток тоже разделится поровну: 25 кА растекается через трубы водоснабжения, а очередные 25 тоже делятся по 12,5 кА на PEN проводник и фазный провод через УЗИП. Его можно выбрать той же конструкции, как и во втором варианте.

Особенности выбора УЗИП при питании от ВЛИ

В четырех разобранных примерах за основу электроснабжения здания взяты ВЛИ с СИП. У них обрыв нуля, а, следовательно, появление линейного напряжения 380 вместо фазного маловероятно. Посему выбор УЗИП можно ограничивать максимальным напряжением сети.

Учитывая рабочие нагрузки в рассмотренных четырех вариантах для УЗИП, последние вполне допустимо монтировать в металлических шкафах внутри дома. С учетом небольших габаритов здания допустимо устанавливать одно устройство УЗИП между потенциалами фазы и PEN проводника.

Вариант 5

Условие

Электричество в здание поступает по воздушной ЛЭП с оголенными проводами.

Решение

При такой ситуации высока вероятность грозового разряда в провода ВЛ, а у дома используется схема системы заземления ТТ.

Требуется создавать защиту от проникающих импульсов не только от фазных проводов относительно земли, но и от нулевого. Последняя рекомендуется в большинстве случаев, но может не применяться по местным условиям.

При подключении к открытым проводам ВЛ на электрическую безопасность дома влияет конструкция ответвления. Ее выполнение возможно:

  1. кабелем;
  2. самонесущими изолированными проводами СИП, как на ВЛИ;
  3. открытыми проводами без изоляции.

При воздушном ответвлении меньшие риски обеспечивают изолированные по отдельности провода СИП с сечением от 16 мм кв и созданием промежутка относительно фазных и нулевого проводников. В них прямой удар молнии практически нереален, но он может попасть в место разделки около изоляторов на вводе. Тогда на фазе появится 50% от силы грозового разряда.

Этот случай необходимо исключать:

  • заводом СИП внутрь вводного устройства;
  • подключением РЕ шины щитка к заземляющему устройству с блокированием возможности удара молнии в это место с внешней стороны здания.

Без комплексного выполнения этих условий потребуется монтировать УЗИП на 50 кА 10/350 мкс, а при выполнении — ток молнии в открытый фазный провод силой 100 кА разделится на два потока, из которых 50 кА пойдет в сторону здания на столб ввода. Когда он стоит последним на линии, то весь разряд войдет в дом, а если ВЛ проложена дальше, то разделится на наше строение и уйдет к другим.

Эти условия являются определяющими при выборе УЗИП по силе разряда молнии.

На воздушной ЛЭП с открытыми проводами вероятен обрыв нуля, что требует выбора УЗИП на напряжение до 0,4 кВ, а не 220 вольт.

При монтаже УЗИП следует учитывать заводские рекомендации изготовителя, изложенные техническими характеристиками по схемам подключения в разных системах заземления, их особенности. Иначе от применения защиты возможен больший вред, чем польза.

Роль предохранителя в защите УЗИП

Протекание грозы обычно происходит при шквальном ветре, который может оборвать PEN проводник ВЛ во время или перед ударом молнии. Через рабочий ноль потечет фазный ток.

При разряде молнии по открытому проводу фазы у нас отрабатывает УЗИП, через который потечет импульс от грозы и ток, сопровождающий обрыв PEN, по цепочке: предохранитель, разрядник, шину РЕ и контур заземления.

Все эти элементы обладает определённым электрическим сопротивлением, снижающим величину протекающего тока. Его можно просчитать, определить по закону Ома значение сопровождающего тока, сравнить с характеристиками УЗИП. Если они разрешают эксплуатацию при большей величине, то предохранитель можно не использовать.

Для закрепления опубликованного материала рекомендуем к просмотру два видео.

Компания «Электромир» своим видеороликом объясняет, почему в любом доме необходимо устанавливать УЗИП.

Видео «Вебинар об УЗИП» компании «Дни решений» дает рекомендации на вопросы по выбору и оценке работы устройств импульсной защиты.

Задавайте вопросы по изложенной теме в комментариях, делитесь материалом статьи с друзьями в соц сетях.

Полезные товарыРеклама RMNT.RU В /В  Статьи и обзоры В /В  Инженерные системы В /В  Электроснабжение

Если вВ вашем доме установлено множество дорогой бытовой техники, лучше позаботиться об организации комплексной защиты электросети. ВВ этой статье мы расскажем об устройствах защиты от импульсных перенапряжений, зачем они нужны, какие бывают иВ как устанавливаются.

  • Природа импульсных перенапряжений иВ их влияние на технику
  • Как устроен иВ как работает УЗИП
  • В чем различие между классами защиты
  • Есть ли необходимость вВ УЗИП, оценка рисков
  • Установка устройств вВ ГРЩ

image

Природа импульсных перенапряжений иВ их влияние на технику

Многим сВ детства знакома суета сВ отключением от сети бытовых электроприборов при первых признаках надвигающейся грозы. Сегодня электрооборудование городских сетей стало более совершенным, из-за чего многие пренебрегают элементарными устройствами защиты. ВВ то же время проблема не исчезла совсем, бытовая техника, особенно вВ частных домах, все еще находится вВ зоне риска.

Характер возникновения импульсных перенапряжений (ИП) может быть природным иВ техногенным. ВВ первом случае ИП возникают из-за попадания молнии вВ воздушные ЛЭП, причем расстояние между точкой попадания иВ подверженными риску потребителями может составлять до нескольких километров. Возможен также удар вВ радиомачты иВ молниеотводы, подключенные кВ основному заземляющему контуру, вВ этом случае вВ бытовой сети появляется наведенное перенапряжение.

1 — удаленный удар молнии в ЛЭП; 2 — потребители; 3 — контур заземления; 4 — близкий удар молнии в ЛЭП; 5 — прямой удар молнии в громоотвод

Техногенные ИП непредсказуемы, они возникают вВ результате коммутационных перегрузок на трансформаторных иВ распределительных подстанциях. При несимметричном повышении мощности (только на одной фазе) возможен резкий скачок напряжения, предусмотреть такое почти невозможно.

Импульсные напряжения очень коротки по времени (менее 0,006В с), они появляются вВ сети систематически иВ чаще всего проходят незаметно для наблюдателя. Бытовая техника рассчитана выдерживать перенапряжения до 1000В В, такие появляются наиболее часто. При более высоком напряжении гарантирован выход из строя блоков питания, возможен также пробой изоляции вВ проводке дома, что приводит кВ множественным коротким замыканиям иВ пожару.

Как устроен иВ как работает УЗИП

УЗИП, вВ зависимости от класса защиты, может иметь полупроводниковое устройство на варисторах, либо иметь контактный разрядник. ВВ нормальном режиме УЗИП работает вВ режиме байпаса, ток внутри него протекает через проводящий шунт. Шунт соединен сВ защитным заземлением через варистор или двумя электродами со строго нормируемым зазором.

image

При скачке напряжения, даже очень непродолжительном, ток проходит через эти элементы иВ растекается по заземлению или компенсируется резким падением сопротивления вВ петле фаза-ноль (короткое замыкание). После стабилизации напряжения разрядник теряет пропускную способность, иВ устройство снова работает вВ нормальном режиме.

Таким образом, УЗИП на некоторое время замыкает цепь, чтобы переизбыток напряжения мог преобразоваться вВ тепловую энергию. Через устройство при этом проходят значительные токи — от десятков до сотни килоампер.

В чем различие между классами защиты

В зависимости от причин возникновения ИП, различают две характеристики волны повышенного напряжения: 8/20 иВ 10/350В микросекунд. Первая цифра — это время, за которое ИП набирает максимальное значение, вторая — время спада до номинальных значений. Как видно, второй тип перенапряжений более опасный.

Устройства IВ класса предназначены для защиты от ИП сВ характеристикой 10/350В мкс, наиболее часто возникающих при разряде молнии вВ ЛЭП ближе 1500В м кВ потребителю. Устройства способны кратковременно пропустить через себя ток от 25В до 100В кА, практически все приборы IВ класса основаны на разрядниках.

УЗИП IIВ класса ориентированы на компенсацию ИП сВ характеристикой 8/20В мкс, пиковые значения тока вВ них колеблются от 10 до 40В кА.

Класс защитыВ III предназначен для компенсации перенапряжений со значениями тока менее 10В кА при характеристике ИП 8/20В мкс. Устройства класса защитыВ II иВ III основаны на полупроводниковых элементах.

Может показаться, что достаточно установки только устройств классаВ I, как наиболее мощных, но это не так. Проблема вВ том, что чем выше нижний порог пропускного тока, тем менее чувствителен УЗИП. Другими словами: при коротких иВ относительно низких значениях ИП мощный УЗИП может не сработать, аВ более чувствительный не справится сВ токами такой величины.

Устройства сВ классом защитыВ III рассчитаны на устранение самых низких ИП — всего вВ несколько тысяч вольт. Они полностью аналогичны по характеристикам устройствам защиты, устанавливаемым производителями вВ блоках питания бытовой техники. При дублирующей установке они первыми принимают на себя нагрузку иВ предотвращают срабатывание УЗИП вВ приборах, ресурс которых ограничен 20–30В циклами.

Есть ли необходимость вВ УЗИП, оценка рисков

Полный перечень требований кВ организации защиты от ИП изложен вВ МЭКВ 61643–21, определить обязательность установки можно по стандарту МЭКВ 62305–2, согласно которому устанавливается конкретная оценка степени риска удара молнии иВ вызванных им последствий.

image

В целом при электроснабжении от воздушных ЛЭП установка УЗИП IВ класса почти всегда предпочтительна, если только не был выполнен комплекс мероприятий по снижению влияния гроз на режим электроснабжения: повторное заземление опор, PEN-проводника иВ металлических несущих элементов, устройство громоотвода сВ отдельным контуром заземления, установка систем уравнивания потенциалов.

Более простой способ оценить риск — сопоставить стоимость незащищенной бытовой техники иВ устройств защиты. Даже вВ многоэтажных домах, где перенапряжения имеют весьма низкие значения при характеристике 8/20, риск пробоя изоляции или выхода из строя приборов достаточно велик.

Установка устройств вВ ГРЩ

Большинство УЗИП имеют модульное исполнение иВ могут быть установлены на DIN-рейку 35В мм. Единственное требование — щит для установки УЗИП должен иметь металлический корпус сВ обязательным подключением кВ защитному проводнику.

image

При выборе УЗИП, помимо основных рабочих характеристик, следует учитывать также номинальный рабочий ток вВ режиме байпаса, он должен соответствовать нагрузке вВ вашей электросети. Другой параметр — максимальное напряжение ограничения, оно не должно быть ниже самого высокого значения вВ рамках суточных колебаний.

УЗИП подключаются последовательно кВ питающей однофазной или трехфазной сети, соответственно через двухполюсный иВ четырехполюсный автоматический выключатель. Его установка необходима на случай спаивания электродов разрядника или пробоя варистора, что вызывает постоянное короткое замыкание. На верхние клеммы УЗИП подключают фазы иВ защитный проводник, на нижние — нулевой.

Пример подключения УЗИП: 1 — ввод; 2 — автоматический выключатель; 3 — УЗИП; 4 — шина заземления; 5 — контур заземления; 6 — счетчик электроэнергии; 7 — дифференциальный автомат; 8 — к автоматам потребителей

При установке нескольких защитных устройств сВ разными классами защиты требуется их согласование сВ помощью специальных дросселей, подключенных последовательно сВ УЗИП. Защитные устройства встраиваются вВ цепь по возрастанию класса. Без согласования более чувствительные УЗИП будут принимать основную нагрузку на себя иВ раньше выйдут из строя.

Установки дросселей можно избежать, если протяженность кабельной линии между устройствами превышает 10В метров. По этой причине УЗИП IВ класса монтируют на фасаде еще до счетчика, защищая от перенапряжений учетный узел, аВ второй иВ третий класс устанавливают, соответственно, на ВРУ иВ этажных/групповых щитках.

image Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен

Обсудить

Материалы по теме:

  • image Грозозащита своими руками
  • image Молниезащита своими руками: советы профессионалов
  • image Щитовое оборудование: контакторы, пускатели, УЗИП иВ другая автоматика
  • Защита от грозы и импульсного перенапряжения. ЧастьВ 2
  • Защита от грозы и импульсного перенапряжения. ЧастьВ 1
  • Выдвижные удлинители: особенности иВ преимущества
  • Набор инструментов для домашнего электрика
  • Выбираем сетевой фильтр для защиты от скачков напряжения
  • Как заменить газовую плиту на электрическую

Материалы из сети:

Читайте также

Что лучше для дома: газовая или электрическая плита Основные ошибки при размещении бытовых приборов Эффектные люстры вВ прихожей иВ холле: фотоподборка Выбираем тестер: индикатор напряжения вВ сети Солнечная черепица — инновационный кровельный материал Выдвижные удлинители: особенности иВ преимущества Светильники-болларды для вашего участка Особенности иВ преимущества выдвижных потолочных вентиляторов Серия электроустановочных изделий Blanca от Schneider Electric Выбираем газовый электрогенератор Ночники: особенности иВ критерии выбора Деревянные люстры: яркая фотоподборка

Специальные предложения

Аквопол-Грунт – акриловая грунтовка для бетонного пола от 167В руб Купить
ПВА-Универсальный — поливинилацетатный плиточный клей на водной основе от 69В руб Купить
КС-Клей — универсальный строительный клей на основе жидкого стекла. Тара 18кг от 35В руб Купить
Антистатический грунт от 320 до 365В руб Купить
“Наливной пол-В – водный эпоксидный наливной пол” от 390 до 340В руб Купить
Металл Профиль Снегозадержатель трубчатый дл. 3000 мм (8017) 3В 481В руб Купить
Металл Профиль Планка П-образная 20х20х2000 (PURMAN-20-7024-0.5) 560В руб Купить

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий