Основные параметры УЗИП

Основные Классы УЗИП

Класс I	Используются при возможности непосредственного удара молний в линию электропередач или в землю в непосредственной близости от места установки.
Класс II	Используются в местах, в которых отсутствует угроза прямого удара молнии в непосредственной близости от места установки. По сравнению с классом 1 имеют меньшую способность к защите от импульсных перенапряжений, рекомендуется устанавливать на вводе электроустановок и вводе в жилые помещения в качестве второго уровня защиты.
Класс III	Защита оборудования от остаточных токов перенапряжения, защита от несеметричных дифференциальных токов, защиты от высокочастотных помех, располагается в конечных распределительных щитах или, что лучше, не посредственно возле электроприборов.

 

Характеристики УЗИП

Un	Номинальное напряжение, это номинальное действующее напряжение сети, для работы в которой предназначено защитное устройство.
Uc	Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение защитного устройства (максимальное длительное рабочее напряжение) — это наибольшее действующее значение напряжения переменного тока, которое может быть длительно (в течение всего срока службы) приложено к выводам защитного устройства.
Iimp	Импульсный ток, этот ток определяется пиковым значением Ipeak испытательного импульса и зарядом Q. Применяется для испытаний УЗИП класса I. Как правило, используется волна с формой 10/350 мкс.
In	Номинальный импульсный разрядный ток, это пиковое значение испытательного импульса тока формы 8/20 мкс, проходящего через защитное устройство. Ток данной величины защитное устройство может выдерживать многократно. Используется для испытания УЗИП класса II. При воздействии данного импульса определяется уровень защиты УЗИП. По этому параметру также производится координация других характеристик УЗИП, а также норм и методов его испытаний.
Imax	Максимальный импульсный разрядный ток, это пиковое значение испытательного импульса тока формы 8/20 мкс, который защитное устройство может пропустить один раз и не выйти из строя. Используется для испытания УЗИП класса II
If	Сопровождающий ток, параметр только для разрядников, это ток самой сети, который может протекает через разрядник после окончания импульса перенапряжения и поддерживается самим источником тока.
Up	Уровень защиты, это максимальное значение падения напряжения на УЗИП при протекании через него импульсного тока разряда. Параметр характеризует способность устройства ограничивать появляющиеся на его клеммах перенапряжения. Обычно определяется при протекании номинального импульсного разрядного тока In.

Считается, что при попадании молнии в систему внешней молниезащиты половина тока молнии уходит в землю, а вторая половина попадает на главную заземляющую шину (ГЗШ). Далее эти 50% тока распределяются равномерно по всем присоединенным к ГЗШ коммуникациям. Отсюда делается вывод, что минимальная мощность УЗИП определяется именно той частью тока молнии, которая попадёт в систему питания. Учитывая, что 99% ударов молний в России имеют амплитуду 100-200 кА, в расчетах можно исходить из этой цифры. Если в объект входит только трёхфазное электропитание, тогда, при наличии УЗИП, по каждому проводу питания пойдёт около 1/4 от тех 50 кА, которые попадут на ГЗШ, т.е. около 12,5 кА. Это как раз та самая минимальная величина I_imp (10/350), допустимая для УЗИП класса I. С учетом неравномерности распределения токов, рекомендуется брать УЗИП с I_imp не менее 20 кА (10/350).

Виды подключения УЗИП

Устройства защиты от импульсных перенапряжений могут иметь три вида подключения:

• Т-образное (параллельное) (рис. 1)
  УЗИП подключается параллельно питающей цепи. Рабочий ток при этом через устройство защиты не идёт, т.е. вы можете его использовать при любой мощности системы электроснабжения. Сечение соединительных проводников должно выбираться в соответствии с рекомендациями производителя УЗИП;
  
• V-образное (рис. 2)
  Импульсный разрядный ток протекает через сам УЗИП. С точки зрения защиты от импульсных перенапряжений — это оптимальная конфигурация;
  
• Последовательное (рис. 3)
  УЗИП ставится в разрыв питающего провода. В этом случае устройство защиты должно иметь номинальный ток нагрузки I_L больше максимального рабочего тока цепи, в которую оно установлено.
  

Принцип работы УЗИП

Опубликовано 05.07.2016

Принцип работы

Внешняя молниезащита

Внешняя молниезащита (External Lightning Protection) предназначена для защиты здания от пожара и разрушения при прямом попадании молнии.

• Молниеприёмник (Lightning Rod) — громоотвод, который перехватывает разряд молнии:
• Пассивный громоотвод (металлический стержень, сетка)
• Активный молниеприёмник во время грозы ионизирует воздух вокруг себя, что увеличивает зону защиты
• Тоководы (спуски) – отводят ток от молниеприёмников к заземлителю
• Заземлитель – заглублённый в почву металлический проводник, по которому ток молнии стекает в землю.

Внутренняя молниезащита

Внутренняя молниезащита предназначена для защиты людей и электрооборудования внутри зданий от электромагнитного влияния близлежащего удара молнии (косвенного воздействия), которое передаётся по входящим в здание электрическим сетям, информационным кабелям и трубопроводам.

• Защита от перенапряжений (Surge Protection)
• Заземление (Grounding).

Зоны молниезащиты

• Зона 0A
  Незащищённая зона прямого воздействия молнии вне здания, экранирования импульсных электромагнитных помех от грозовых разрядов нет


• Зона 0B
  Защищённая молниеотводом зона вне здания, экранирования импульсных электромагнитных помех от грозовых разрядов нет


• Зона 1
  Область внутри здания, где возможно частичное влияние разряда молнии


• Зона 2
  Область внутри здания, где возможны незначительные перенапряжения


• Зона 3
  Область внутри здания, где отсутствуют перенапряжения и импульсные помехи

Чтобы поэтапно снизить перенапряжения до безопасного уровня на переходах между зонами устанавливаются соответствующие (по классу) устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

УЗИП в сетях электропитания

• УЗИП класса I (B)
  Грозозащитные разрядники (Lightning Current Arresters) устанавливаются во вводном щитке (на переходе из зоны 0B в зону 1) и служат для защиты от перенапряжений при прямом попадании молнии в молниеотвод здания или ЛЭП.


• УЗИП класса II (C)
  Ограничители перенапряжений (Surge Arresters) устанавливаются в распределительных щитках (на переходе из зоны 1 в зону 2) и служат для защиты от перенапряжений при удалённом разряде молнии и коммутационных перенапряжений в электросетях.


• УЗИП класса III (D)
  Устройства защиты от импульсных перенапряжений (Surge Protection Devices) устанавливаются в непосредственной близости от конечного оборудования (на переходе из зоны 2 в зону 3) и служат для защиты от коммутационных перенапряжений оконечных приборов (сетевые фильтры).

УЗИП в информационных сетях

В информационных сетях УЗИП выбираются как по принципу зонирования, так и по применениям:

• Полевые коммуникационные шины
• Локальные вычислительные системы
• Системы измерения и регулирования (сигнальные кабели PLC)
• Цифровые интерфейсы (RS-232, RS-422, RS-485, TTY)
• Телекоммуникационное оборудование
• ТВ, видео, спутниковые системы, радио.

Искровые разрядники

Искровые разрядники используются для выравнивания потенциалов (Equipotential Bonding) тех элементов конструкции, которые по условиям эксплуатации не могут быть соединены друг с другом.

Примеры:

• Контур заземления силового оборудования и контур заземления IT оборудования
• Металлоконструкции и газовые трубы
• Металлическая кровля (как элемент молниезащиты) и воздушная линия низкого напряжения

При возникновении большой разности потенциалов между этими элементами искровый разрядник срабатывает и на короткое время соединяет эти элементы конструкции («если очень нужно, то можно»).

Импульсные разделительные дроссели

Используются для координации работы УЗИП разных классов:

• УЗИП класса I (разрядников) и УЗИП класса II (варисторов)
• УЗИП класса I и II (варисторов)
• УЗИП класса II и III (варисторов)

так, чтобы сначала срабатывали УЗИП класса I, потом – УЗИП класса II и, наконец, — УЗИП класса III.

Как выбрать

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Тип ввода:

• Воздушный
• Кабельный.

Место установки:

• Наружная установка
• Внутренняя установка.

Подключение УЗИП:

• Режим с общей точкой (Common Mode)
• Между фазой и землёй
• Между нейтралью и землёй
• Дифференциальный режим (Differential Mode)
• Между фазой и нейтралью
• Между фазами.

Число вводов:

• Одновводные
• Двухвводные.

Cпособ защиты:

• Коммутирующие напряжение (разрядники)
• Ограничивающие напряжение (ограничители: варисторы, диодные разрядники)
• Комбинированного типа.

Количество фаз:

• Однофазные
• Трёхфазные.

Система заземления:

Класс УЗИП:

• Класс I
• Класс I + II
• Класс II
• Класс III.

Характеристики:

• Максимальное рабочее напряжение U_c
• Номинальный разрядный ток I_n
• Максимальный разрядный ток I_max (8/20 — для УЗИП классов II и III) или максимальный импульсный ток I_imp (10/350 — для УЗИП класса I).
  Пояснение. Форма волны 8/20: фронт — 8 мкс (время подъёма от 10% до 90% пикового значения), полупериод – 20 мкс.
• Уровень напряжения защиты U _p
• Время срабатывания.

Опции:

• Тепловая защита
• Защитные предохранители.

---

Литература

ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011. Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные. Часть 12. Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и применения.

---

УЗО

Источники бесперебойного питания

принцип работы, классы и разница между ними

Современный человек, стараясь идти в ногу со временем, насыщает свой дом электроприборами самого различного назначения. Но не каждый домовладелец задумывается о том, что в случае возникновения в сети даже очень кратковременного импульсного напряжения в разы превышающего номинальное, весь его дорогостоящий парк электротехники и электроники может выйти из строя. Что примечательно, воздействие перенапряжения на электрические потребители пагубно тем, что пораженная техника, как правило, становится не пригодной для ремонта. Данный форс-мажор пусть не часто, но гарантировано может быть следствием перенапряжения в сетях, вызванного воздействием грозы, аварийным перехлестом фаз или коммутационных процессов. Защитить электрооборудование призваны так называемые устройства защиты от импульсных перенапряжений. Принцип работы УЗИП, классы и разницу между ними мы рассмотрели ниже.

Классификация УЗИП

Аппараты защиты от импульсных напряжений являются широким и обобщенным понятием. В эту категорию устройств входят приборы, которые можно подразделить на классы:

• I класс. Предназначены для защиты от непосредственного воздействия грозового разряда. Данными устройствами в обязательном порядке должны укомплектовываться вводно-распределительные устройства (ВРУ) административных и промышленных зданий и жилых многоквартирных домов.
• II класс. Обеспечивают защиту электрических распределительных сетей от перенапряжений, вызванных коммутационными процессами, а также выполняющие функции второй ступени защиты от воздействия удара молнии. Монтируются и подключаются к сети в распределительных щитах.
• III класс. Применяются, чтобы обезопасить аппаратуру от импульсных перенапряжений, вызванных остаточными бросками напряжений и несимметричным распределением напряжения между фазой и нулевым проводом. Устройства данного класса работают также в режиме фильтров высокочастотных помех. Наиболее актуальны для условий частного дома или квартиры, подключаются и устанавливаются непосредственно у потребителей. Особой популярностью пользуются устройства, которые изготавливаются, как модули, оснащенные быстросъемным креплением для установки на din-рейку, либо имеют конфигурацию электрических штепсельных розеток или сетевых вилок.

Типы устройств

Все устройства, обеспечивающие защиту от импульсных перенапряжений, подразделяются на два типа, которые отличаются по конструкции и принципу действия. Рассмотрим, как работает УЗИП разных видов.

Вентильные и искровые разрядники. Принцип действия разрядников основан на использовании эффекта искровых промежутков. В конструкции разрядников предусмотрен воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы линии электропередач с заземляющим контуром. При номинальной величине напряжения цепь в перемычке разорвана. В случае воздействия грозового разряда в результате перенапряжения в ЛЭП происходит пробой воздушного зазора, цепь между фазой и землей замыкается, импульс высокого напряжения уходит напрямую в землю. Конструкция вентильного разрядника в цепи с искровым промежутком предусматривает резистор, на котором происходит гашение высоковольтного импульса. Разрядники в большинстве случаев находят применение в сетях высокого напряжения.

Ограничители перенапряжения (ОПН). Данные устройства пришли на смену устаревшим и громоздким разрядникам. Для того чтобы понять, как работает ограничитель, надо вспомнить свойства нелинейных резисторов, принцип работы ОПН построен на использовании их вольтамперных характеристик. В качестве нелинейных резисторов в УЗИП используется варистор. Для людей не искушенных в тонкостях электротехники, немного информации, из чего состоит и как он работает. В качестве основного материала для изготовления варисторов служит оксид цинка. В смеси с окислами других металлов создается сборка, состоящая из p-n переходов, обладающая вольтамперными характеристиками. Когда величина напряжения в сети соответствует номинальным параметрам, ток в цепи варистора близок к нулю. В момент возникновения перенапряжения на p-n переходах происходит резкое возрастание тока, что приводит к снижению напряжения до номинальной величины. После нормализации параметров сети варистор возвращается в непроводящий режим и влияние на работу устройства не оказывает.

Компактные размеры ОПН и обширный диапазон разновидностей данных приборов позволили значительно расширить область применения этих устройств, появилась возможность использования УЗИП, как средства защиты от перенапряжений для частного дома или квартиры. Однако ограничители импульсных напряжений, собранные на варисторах, несмотря на все свои преимущества по сравнению с разрядниками, имеют один существенный недостаток – ограничение ресурса работы. Вследствие встроенной в них тепловой защиты, прибор после срабатывания остается некоторое время неработоспособным, по этой причине на корпусе УЗИП предусмотрено быстросъемное устройство, позволяющее произвести быструю замену модуля.

Более подробно о том, что такое УЗИП и какое у него назначение, вы можете узнать из видео:

Как обустроить защиту?

Прежде чем приступить к установке и подключению средств защиты от импульсных перенапряжений, необходимо сделать заземление в доме, иначе все работы по обустройству УЗИП потеряют весь смысл. Классическая схема предусматривает 3 уровня защиты. На вводе устанавливаются разрядники (УЗИП класс I) , обеспечивающие грозозащиту. Следующее защитное устройство класс II, как правило, ОПН подключается в распределительном щите дома. Степень его защиты должна обеспечивать снижение величины перенапряжения до параметров безопасных для бытовых приборов и сети освещения. В непосредственной близости электронных изделий, чувствительных к колебаниям по току и напряжению желательно подключить УЗИП класса III.

При подключении УЗИП необходимо предусмотреть их токовую защиту и защиту от коротких замыканий вводным автоматическим выключателем или плавкими предохранителями. Подробнее о монтаже данных защитных устройств мы расскажем в отдельной статье.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео, в котором подробно рассмотрена классификация устройств защиты от перенапряжений, принцип действия и советы по выбору подходящего аппарата:

Вот мы и рассмотрели принцип работы УЗИП, классы и разницу между ними. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной!

Будет интересно прочитать:

Классы УЗИП (схемы подключения защиты)

Любой владелец дома или квартиры старается наполнить свое жилище современной и дорогостоящей бытовой техникой. Часто хозяева не задумываются о том, что даже кратковременное превышение импульсного напряжения номинальной величины может привести к неотвратимым последствиям для всего парка электроники, переходящей в разряд не подлежащей ремонту. Такой форс-мажор возникает по причине грозы, перехлестывания фаз, различных коммутационных процессов. Для сохранения электрооборудования созданы приборы — устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Читайте также статью ⇒ Подключение УЗИП в щитке.

Принцип действия и назначение

По обеспечиваемому классу защиты, УЗИП разделяются на:

• разрядники контактные;
• полупроводниковые приборы на варисторах.

Приборы для защиты от импульсных перенапряжений — обязательный элемент индивидуального дома и квартиры

Если перенапряжения отсутствуют, прибор функционирует как байпас, в котором ток проходит через шунтовый проводник, подсоединенный к заземлению посредством варистора либо парой электродов, зазор между которыми строго нормируется.

При резком, даже краткосрочном повышении напряжения, ток пропускается по элементам УЗИП и компенсируется резким снижением сопротивления в системе фаза-ноль (происходит короткое замыкание), либо распространяется по контуру заземления. При наступлении стабилизации напряжения происходит снижение пропускной способности разрядника, прибор возвращается к работе в штатном режиме.

УЗИП на непродолжительное время способен замкнуть цепь, не допуская перехода переизбытка напряжения в тепловую энергию. В процессе сработки защиты через прибор пропускаются токи значительных величин — до 100 кА.

Типы УЗИП

Дающие защиту от скачка напряжения приборы разделяются на два вида, отличающиеся конструкцией и принципом действия.

Искровые и вентильные разрядники

Функционирование таких приборов, применяющихся преимущественно в линиях с повышенным напряжением, основывается на применении принципа искровых интервалов.

Особенностью устройства можно назвать наличие воздушного промежутка в перемычке, объединяющей контур заземления с фазой линии передачи электроэнергии. При нормальном значении напряжения в перемычке цепь находится в разомкнутом состоянии. При разряде молнии в ЛЭП наблюдается перенапряжение, возникает нарушение воздушного интервала, замыкание цепи в системе земля-фаза. Импульс перенапряжения направляется в почву.

В приборах вентильного типа в цепи с искровым интервалом дополнительно установлен резистор, посредством которого выполняется погашение высоковольтного импульса.

ОПН

Ограничители перенапряжения в последнее время вытесняют массивные и постепенно устаревающие разрядники.

Принцип функционирования ОПН основывается на задействовании вольтамперных свойств нелинейных резисторов, в роли которых в устройствах применяется варистор.

Для производства этих элементов используется оксид цинка. При смешении с оксидами иных металлов образуется уникальная система, которую составляют несколько р-n переходов с вольтамперными характеристиками. При соответствии напряжения в сети рабочим показателям ток в варисторной цепи равен нулю. При образовании перенапряжения ток на переходах внезапно возрастает, ведя к понижению напряжения до безопасного значения. После возвращения к норме характеристик сети, варистор вновь переходит в непроводящее состояние и не влияет на нормальное функционирование прибора.

Основные достоинства ОПН следующие:

• компактные размеры;
• огромный ассортимент;
• высокие технические характеристики.

Благодаря своим преимуществам ограничители перенапряжения широко используются для защиты квартир и частных домов. Несмотря на большое количество достоинств, ОПН обладают и одним существенным недостатком — ограниченностью ресурса службы.

Из-за встроенной в конструкцию защиты от перегрева, устройство после срабатывания на некоторое время переходит в неработоспособное состояние. По такой причине на корпусе ОПН имеется быстросъемное приспособление, облегчающее оперативную замену модуля. Читайте также статью ⇒ Защита от повышенного напряжения в сети.

Классификация устройств

УЗИП разделяются на три класса, имеющих различное значение и область применения.

1 класс

Устройства 1 класса используются для сохранения электроприборов от резкого повышения напряжений, возникающих из-за прямого попадания в сеть электропередачи либо молниезащиты грозового разряда. Такие приборы, как правило, ставятся внутри ВРЩ либо в главном распределительном щитке. Характеризуется 1 класс УЗИП самым опасным значением волны импульсного электротока — 10/350 мкс.

УЗИП 1 класса марки CITEL защищают сеть от опасных напряжений при непосредственном попадании молнии

2 класс

УЗИП второго класса, монтирующиеся после устройств класса 1, используются как:

• защита от поражения молнией;
• защиты от повышения напряжений и помех.

В конструкцию приборов входят корпус в качестве основания, а также сменные модули, оснащенные подающими сигналы о работе УЗИП индикаторами. Зеленый показывает, что прибор работает в штатном режиме, оранжевый сигнализирует о том, что пора выполнить замену модулей.

В некоторых моделях УЗИП 2 класса дополнительно установлен электрический контакт, осуществляющий передачу данных о работоспособности прибора дистанционно, что повышает удобство обслуживания.

2 класс УЗИП характеризуется импульсным током с характеристикой волны 8/20 мкс.

3 класс

УЗИП 3 класса используются для обеспечения защиты отдельно расположенных жилых построек, устанавливается в непосредственной близости от электрооборудования. Применяются как последний рубеж, защищающий бытовую электротехнику от перенапряжений, носящих остаточный характер.

В качестве устройств такого класса производятся специальные электророзетки и вилки.

Совет №1: Одновременное применение всех трех классов позволяет обеспечить надежную трехступенчатую защиту от перенапряжений в сети.

Обзор производителей и моделей

Изготовлением защитных устройств занимается множество производителей. В таблице представлены наиболее распространенные в нашей стране модели с указанием ориентировочной стоимости и технических характеристик.

Модель	Производитель	Основные характеристики	Ориентировочная стоимость
TESSLA D40	Тесла-электрик	Мощность 8,8 кВА Номинальный ток 40 А Диапазон 50 – 400 В	1100
VC-115	Novatek-Electro	Мощность 3,5 кВА Номинальный ток 16 А Диапазон 170 – 260 В	950
VC-122	Novatek-Electro	Номинальный ток 16 А Частота сети 47-65 Гц Диапазон 120 – 350 В	1450
ZUBR D40	DS Electronics	Номинальный ток 40 А Количество фаз 1 Диапазон 120 – 280 В	1900
РН-101М	Novatek-Electro	Мощность 3,5 кВА Частота сети 47-65 Гц Диапазон 160 – 280 В	2200

Данная модель представляет собой однополюсной прибор с контактными блоками, предназначенными сетей с переменным током. Подключение осуществляется к трансформаторам с высоковольтным реле. Из-за наличия выпрямителя РН-101М редко применяются для защиты жилых домов.

УЗИП марки РН-101М для сетей с переменным током используется для защиты жилых домов

Внутри прибора установлены модулятор и контакты, пластины которых располагаются в горизонтальной плоскости. Для подсоединения устанавливается линейный трансивер. Большинство устройств оснащаются тетродами, для функционирования которых используются преобразователи.

Выходное напряжение устройства — 200В, усредненный показатель внутреннего сопротивления — 22 Ом.

Устройства марки D40 с контактными блоками монтируются в щитках с операционным трансивером, при этом подсоединение модулятора выполняется посредством компаратора. Иногда дополнительно устанавливается демпфер, выполняющий функцию стабилизатора. Возможно подключение модулятора без обкладки.

Устройство D40 предназначено для монтажа в щитах с трансивером операционного типа

В щитке осуществляется подсоединение контактов с трансивером. Для установки моделей D40 требуется наличие импульсного конденсатора с проводимостью около 6 мк. Показатель общего сопротивления устройства равно в среднем 12 Ом.

Линейка VC-115 отличается возможностью подключения без обкладки, ставится в щитах РР20.

Подключение модулятора выполняется двумя способами:

• через динистор;
• посредством демпфера (требуется наличие выпрямителя).

Усредненная выходная проводимость — порядка 4 мк, сопротивление цепи — 40 Ом.

Серия предназначена для понижающих трансформаторов, может устанавливаться в щитках типа РС. Особенностью моделей можно назвать использование высоковольтного модулятора, в щитках РС19 подключающегося посредством обкладки.

В устройствах используются проходные фильтры и магнитный расширитель. Конструкцией предусмотрено наличие демпфера.

Показатель выходной проводимости равен 2 мк.

Серия УЗИП от «Тесла-электрик» походит для резисторных трансформаторов. Подключение к оборудованию модулятора выполняется через демпфер. Фильтры устанавливаются преимущественно проходные. Модели обладают трем парами контактов, транзисторы применяются без пластин.

Показатель сопротивления — не более 55 Ом, усредненный параметр проводимости равен 3 мк.

УЗИП TESSLA D40 имеет три пары контактов и транзисторы без пластин

Схемы подключения устройств

Для обеспечения защиты от перенапряжений токопроводящие элементы электроустановок подключаются к контуру заземления через устройства, вольтамперные характеристики которых — нелинейного типа.

Схемы подключения УЗИП к сетям различных типов для защиты от перенапряжений

Электроустановки до 1 кВ требуют наличия заземляющего элемента РЕ с определенным сопротивлением. Такие установки не рассчитаны для высоких значений импульсных напряжений и токов, не могут использоваться для проведения токов утечки и продолжительного повышения напряжения.

Большинство производителей настоятельно советуют выполнять защиту УЗИП посредством плавких вставок, что объясняется оперативным включением предохранителей в зонах импульсных токов. Такие рекомендации обусловлены также и нередкими повреждениями контактов автоматов при разрывании токов.

Совет №2: Для устройства трехступенчатой защиты приборы УЗИП необходимо разместить друг от друга на определенном расстоянии в соответствии с протяжением провода.

Между приборами 1 и 2 класса должен соблюдаться интервал от 15 м, позволяющий обеим ступеням работать селективно и с высокой степенью надежности гасить сетевые возмущения.

Между 2 и 3 классом расстояние должно составлять порядка 5 м. Если отнести устройства на указанные интервалы невозможно, то следует применить согласующий дроссель, обладающий активно-индуктивным сопротивлением, идентичным сопротивлению проводов.

Чем можно заменить УЗИП?

Вместо УЗИП можно использовать грозо- и молниезащитные системы, перехватывающие разряд и отводящие ток в контур заземления.

Поможет также и активный молниеприемник, устанавливающийся на мачте и перед грозовым ударом ионизирующий окружающий воздух. При этом проводимость воздуха увеличивается.

Оцените качество статьи:

Выбор УЗИП для частного дома

Современные частные дома имеют многочисленное количество дорогостоящих электрических приборов. В тоже время на все приборы есть риск опасного влияния импульсных перенапряжений. Эти воздействия возникают как от удара молнии, так и от внутренних коммутационных воздействий в электрической сети. Во всех случаях на электрическом оборудовании происходит резкое многократное увеличение напряжения, которое выводит из строя электроприборы.

Одним из эффективных мер защиты от опасных влияний резко повышающегося напряжения является установка Устройств Защиты от Импульсных Перенапряжений и Помех (УЗИП).

Защитные элементы УЗИП устанавливаются между питающими проводами и заземлением, а также между линиями телекоммуникации и заземлением. Во время возникающего перенапряжения защитные элементы резко снижают свое сопротивление и отводят импульсы перенапряжения на заземлитель, благодаря чему значительно снижается влияющее импульсное перенапряжение.

Компания EZETEK представляет широкую линейку защитных устройств от опасных импульсных перенапряжений. Все эти устройства классифицируются:

• В зависимости от используемых защитных элементов;
• В зависимости от класса испытаний и места установки. 

Порядок выбора УЗИП:

• Определение опасных влияний и необходимых классов УЗИП;
• Определение конструкции УЗИП в зависимости от системы заземления;
• Определение уровней надежности защиты УЗИП.

Для электрического оборудования особенно опасными являются удары молнии в молниезащиту частного дома, а также в воздушную линию электропередачи, по которой осуществляется электропитание объекта. В этих случаях в системе электропитания возникают наиболее мощные перенапряжения. Перенапряжения характеризуются длительностью, равной времени протекания токов молнии. При наличии воздушной линии электропередачи или молниезащиты у объекта устанавливаются в главный вводной щит УЗИП для защиты электрооборудования в системах электроснабжения I, либо I+II класса. Примерами таких устройств являются УЗИП:

EZ 2B 12,5/275 – УЗИП для однофазного вводного щита;ET B 75/275 (3+0) – УЗИП для трехфазного вводного щита.

При наличии кабельной вставки от ближайшего столба воздушной линии электропередачи до непосредственно частного дома также устанавливается УЗИП I+II класса.

При отсутствии у частного дома системы молниезащты и при питании объекта от кабельной линии электропередачи на всем протяжении от подстанции существует риск поражения электрооборудования только от наведенного напряжения при ударе молнии. От такого рода воздействий защищает УЗИП II класса, установленное в главном щите дома. Примерами устройств защиты от наведенных перенапряжений являются УЗИП:

EZ C 80/275 (2+0) – УЗИП для однофазного вводного щита;

Конструкция УЗИП зависит от системы заземления частного дома. Могут использоваться УЗИП:

• На основе варисторов;
• На основе варисторов и разрядников.

Далее рассматриваются УЗИП для однофазных систем электроснабжения частного дома номинальным напряжением 220 В и для трехфазных систем 380 В линейного напряжения (220 В фазного напряжения).

 

Наиболее распространены три варианта выполнения систем заземления:

1. Заземление частного дома объединяется с нулевым рабочим проводником в главном щите (система заземления TN-C-S). 

В таком случае устанавливаются УЗИП между фазными проводниками (L1-L3) и совмещенным нулевым рабочим и нулевым защитным проводником (PEN) на основе варисторов.

Примеры устройств на максимальное длительное рабочее напряжение 275 В приведены ниже. Схемы подключения УЗИП приведены на рис 1.

Рисунок 1. Установка УЗИП в системе заземления TN-C-S с разделением нулевого проводника в водном щите – а) однофазная схема; б) трехфазная схема.

2. Заземление частного дома выполнено раздельно с нулевым рабочим проводником (система заземления TT).

При эксплуатации такой системы заземления для частного дома снижаются растекающиеся токи через заземлитель при обрыве (отгорании) рабочего нулевого проводника на питающей подстанции. Но с другой стороны повышаются требования к надежности исполнения системы заземления.

При раздельном выполнении заземления и рабочего нуля (N) устанавливаются УЗИП между фазными проводниками (L1-L3) и нулевым рабочим проводником (N) на основе варисторов, а между нулевым рабочим (N) и нулевым защитным проводником (PE) подключается разрядник.

Примеры устройств на основе варисторов и разрядников на максимальное длительное рабочее напряжение 275 В приведены ниже. Схемы подключения УЗИП приведены на рис 2.

Рисунок 2. Установка УЗИП в системе заземления TT с раздельным выполнением нулевого проводника и заземления – а) однофазная схема; б) трехфазная схема.

 

3. Объединение системы заземления и нулевого рабочего проводника происходит в щите учета перед вводным щитом (система заземления TN-C-S с разделением нулевого проводника в щите учета).

Рисунок 3. Установка УЗИП в системе заземления TN-C-S с разделением нулевого проводника в щите учета – а) однофазная схема; б) трехфазная схема.

В такой системе УЗИП рекомендуется устанавливать во вводном щите частного дома для наиболее эффективной защиты электрического оборудования внутри объекта.

При объединении заземления и рабочего нуля (N) на столбе устанавливаются УЗИП между фазными проводниками (L1-L3) и нулевым защитным проводником (PE) на основе варисторов, и между нулевым рабочим (N) и нулевым защитным проводником (PE) подключается УЗИП на основе варистора.

Примеры устройств на основе варисторов на максимальное длительное рабочее напряжение 275 В приведены ниже.

Для дополнительной защиты оборудования устанавливаются УЗИП III класса в непосредственной близости от защищаемого оборудования. УЗИП защищает от наведенных перенапряжений, а также от остаточных импульсов после срабатывания УЗИП I и II класса. Эффективно защищает УЗИП III класса при длине кабеля менее 10 м до защищаемого оборудования.

Примеры устройств на основе варисторов на максимальное длительное рабочее напряжение 275 В приведены ниже.

Арт. 508184. УЗИП EZ DM 10/275 (2+0) — однофазный УЗИП III класса для установки в распределительный щит;

Арт. 130004. УЗИП ERM ZE MINI 275 – однофазный УЗИП III класса для установки в корпусе розетки.

Выводы:

• УЗИП устанавливается во вводной щит частного дома;
• При наличии воздушной линии электропередачи устанавливается УЗИП I+II класса;
• При наличии молниезащиты устанавливается УЗИП I+II класса;
• При отсутствии молниезащиты и воздушной линии электропередачи достаточно установить УЗИП II класса;
• Для частного дома с напряжением питания 220/380 В устанавливаются УЗИП с максимальным длительным рабочим напряжением 275 В;
• Для установки УЗИП необходимым условием является наличие заземления объекта;
• Количество и тип защитных элементов УЗИП зависят от системы заземления частного дома;
• Для защиты от остаточных импульсных воздействий устанавливается УЗИП III класса непосредственно у оборудования.

УЗИП: особенности выбора и применения

Что такое УЗИП и для чего оно нужно?

Ограничитель перенапряжения в электроустановках напряжением до 1 кВ называют устройством защиты от импульсных перенапряжений – УЗИП. Устройства защиты от импульсных перенапряжений – как раз и призваны защитить электрооборудование от подобных ситуаций. Они служат для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока на землю, снижения амплитуды перенапряжения до уровня, безопасного для электрических установок и оборудования. УЗИП применяются как в гражданском строительстве, так и на промышленных объектах.

Основной российский документ, определяющий, что такое УЗИП, это ГОСТ Р 51992-2002, «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах».

УЗИП призваны обеспечить защиту от ударов молнии в систему молниезащиты здания (объекта) или воздушную линию электропередач (ЛЭП), защитить высокочувствительное оборудование и технику от импульсных перенапряжений и коммутационных бросков питания. Широкое распространение получили УЗИП с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку.

Аппараты защиты от импульсных напряжений включают в себя устройства нескольких категорий.

Конструкция УЗИП постоянно совершенствуется, повышается их надежность, снижаются требования по техническому обслуживанию и контролю.

Как работает УЗИП?

УЗИП устраняет перенапряжения:

·         Несимметричный (синфазный) режим: фаза — земля и нейтраль – земля.

·         Симметричный (дифференциальный) режим: фаза — фаза или фаза – нейтраль.

В несимметричном режиме при превышении напряжением пороговой величины устройство защиты отводит энергию на землю. В симметричном режиме отводимая энергия направляется на другой активный проводник.

Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S. В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП. В нем нет контакта для подключения нулевого проводника.

По принципу действия УЗИП разделяются вентильные и искровые разрядники, нередко применяемые в сетях высокого напряжения, и ограничители перенапряжения с варисторами.

В разрядниках при воздействии грозового разряда в результате перенапряжения пробивает воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы с заземляющим контуром, и импульс высокого напряжения уходит в землю. В вентильных разрядниках гашение высоковольтного импульса в цепи с искровым промежутком происходит на резисторе.

УЗИП на основе газонаполненных разрядников рекомендуется к применению в зданиях с внешней системой молниезащиты или снабжаемых электроэнергией по воздушным линиям.

В варисторных устройствах варистор подключается параллельно с защищаемым оборудованием. При отсутствии импульсных напряжений, ток, проходящий через варистор очень мал (близок к нулю), но как только возникает перенапряжение, сопротивление варистора резко падает, и он пропускает его, рассеивая поглощенную энергию. Это приводит к снижению напряжения до номинала, и варистор возвращается в непроводящий режим.

УЗИП имеет встроенную тепловую защиту, которая обеспечивает защиту от выгорания в конце срока службы. Но со временем, после нескольких срабатываний, варисторное устройство защиты от перенапряжений становится проводящим. Индикатор информирует о завершении срока службы. Некоторые УЗИП предусматривают дистанционную индикацию.

Как выбрать УЗИП?

При проектировании защиты от перенапряжений в сетях до 1 кВ, как правило, предусматривают три уровня защиты, каждая из которых рассчитана на определенный уровень импульсных токов и форму фронта волны. На вводе устанавливаются разрядники (УЗИП класса I), обеспечивающие молниезащиту. Следующее защитное устройство класса II подключается в распределительном щите дома. Оно должно снижать перенапряжения до уровня, безопасного для бытовых приборов и электросети. В непосредственной близости от оборудования, чувствительного к броскам в сети, можно подключить УЗИП класса III. Предпочтительнее использовать УЗИП одного вендора.

Для координации работы ступеней защиты устройства должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга — более 10 метров по питающему кабелю. При меньших дистанциях требуется включение дросселя, возмещающего недостающие активно-индуктивные сопротивления проводов. Также рекомендуется защищать УЗИП с помощью плавких вставок.

При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты.

Классы УЗИП не являются унифицированными и зависят от конкретной страны. Каждая строительная организация может ссылаться на один из трех классов испытаний. Европейский стандарт EN 61643-11 включает определенные требования по стандарту МЭК 61643-1. На основе МЭК 61643 создан российский ГОСТ Р 51992.

Оценка значимости защищаемого оборудования.

Необходимость защиты, экономические преимущества устройств защиты и соответствующие устройства защиты должны определяться с учетом факторов риска: соответствующие нормы прописаны в МЭК 62305-2. Критерии проектирования, монтажа и техобслуживания учитываются для трех отдельных групп. Первая группа включает меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и вреда здоровью людей (МЭК 62305-3), вторая группа — меры защиты для минимизации отказов электрических и электронных систем (МЭК 62305-4), третья группа — для минимизации рисков ущерба имуществу и отказов инженерных систем (МЭК 62305-5).

Оценка риска воздействия на объект.

Нормы установки молниезащитных разрядников прописаны в международном стандарте МЭК 61643-12 (Принципы выбора и применения). Несколько полезных разделов содержит международный стандарт МЭК 60364 (Электроустановки зданий):

·         МЭК 60364-4-443 (Защита для обеспечения безопасности). Если установка запитывается от воздушной линии или включает в себя такую линию, должно предусматриваться устройство защиты от атмосферных перенапряжений, если грозовой уровень для рассматриваемого объекта соответствует классу внешних воздействий AQ 1 (более 25 дней с грозами в год).

·         МЭК 60364-4-443-4 (Выбор оборудования установки). Этот раздел помогает в выборе уровня защиты для разрядника в зависимости от защищаемых нагрузок. Номинальное остаточное напряжение устройств защиты не должно превышать выдерживаемого импульсного напряжения категории II.

Выбор оборудования по МЭК 60364.

В качестве первой ступени лучше применять УЗИП на базе разрядников без съемного модуля. Вряд ли вам удастся найти варисторное устройство с номинальным током Iimp более 20 кА. Шкаф, в котором установлено УЗИП такого типа, должен быть из несгораемого материала.

Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up. Он не должен превышать стойкость электрооборудования к импульсному напряжению. Для УЗИП I-го класса Up не превышает 4 кВ. Уровень напряжения защиты Up для устройств II-го класса не должен превышать 2,5 кВ, для III-го класса — 1,5 кВ. Это тот уровень, который должна выдерживать техника.

Ещё несколько важных параметров, которые необходимо знать для выбора УЗИП. Максимальное длительное рабочее напряжение Uc – действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения в электросети.

Минимальное требуемое значение Uc для УЗИП в зависимости от системы заземления сети.

Номинальный ток нагрузки IL – максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке. Этот параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. УЗИП обычно подключаются параллельно цепи, поэтому данный параметр у них не указывается.

Выбор защитной аппаратуры: чувствительное оборудование и оборудование здания.

Выбор защитной аппаратуры: бытовая техника и электроника.

Выбор защитной аппаратуры: производственное оборудование.

Выбор защитной аппаратуры: ответственное оборудование.

Сегодня многие крупные потребители электрической энергии с успехом используют на территории России высококачественные элементы УЗИП. Положительные результаты испытаний и эффективность применения УЗИП в России позволяют говорить о том, что их использование в российских условиях выгодно и удобно. Остается подобрать нужную модель устройства и установить ее на объекте.

Какой УЗИП выбрать?, Выбор УЗИП 2-го класса

Какой УЗИП выбрать?

01.05.2013

Нас часто просят помочь с выбором устройства защиты от импульсных перенапряжений для установки в распределительный щит. 
 

В распределительный щит внутри здания устанавливается УЗИП 2-го класса (класс С). Активным элементом УЗИП этого класса выступает мощный металлоксидный варистор, конструктивно объединенный с терморасцепителем.

Как правило, УЗИП этого класса рассчитан на следующие разрядные токи:

• максимальный разрядный ток (Imax) 40кА
• номинальный разрядный ток (In) 20кА
• выдерживаемый ток 60кА.

Этим характеристикам соответствует Protec C 40 (однополюсный УЗИП) и Protec C 160 (4+0) (многополюсный УЗИП).

  

Как правило, в России наиболее часто используется система заземления TN-S, которая соответственно бывает однофазной и трехфазной. Для однофазной системы достаточно установить на каждую фазу Protec C 40 (2шт). Для трехфазной системы также можно поставить защиту отдельно на каждую фазу и нейтраль, в таком случае Вам понадобится 4 штуки однополюсных устройств защиты Protec C 40. Либо поставить одно многополюсное устройство защиты Protec C 160 (4+0), состоящее из 4-х Protec C 40 в едином корпусе. Стоимость 4-х Protec C 40 такая же, как одного Protec C 160 (4+0).
Если Вы не знаете, какая система заземления будет на объекте, выбирайте однополюсные УЗИП Protec C 40, по 1 шт на каждую фазу и нейтраль.

Схема подключения однополюсного устройства защиты от импульсных перенапряжений Protec C 40/320 к однофазной сети TN-S:

Схема подключения однополюсного УЗИП Protec C 40/320 и многополюсного устройства защиты от перенапряжений Protec C 160/320 (4+0) к трехфазной сети TN-S:

Напряжение сети может колебаться от 75 до 580В переменного и постоянного тока. В России, в соответствии с  ГОСТ 29322-92 (редакция от 2004), для однофазных сетей переменного тока установлено напряжение 230В, для трехфазных 400В. На практике продолжают использоваться напряжения 220В и 385В. 

Для однофазной сети 220-230В AC мы рекомендуем брать УЗИП с номинальным напряжением 320В переменного тока, чтобы обеспечить достаточный запас прочности в случае перепадов сетевого напряжения. Напряжение указывается через дробь после разрядного тока в наименовании УЗИП, например Protec C 40/320
Для трехфазной сети 385-400В AC рекомендуем УЗИП с номинальным напряжением 440В переменного тока, например Protec C 160/440 (4+0).

С разрядным током, типом сети и напряжением определились, осталось понять, нужны ли Вам сигнальные контакты или нет. Получить информацию о срабатывании УЗИП Вы можете двумя способами. Просто подойти и посмотреть на индикаторный флажок УЗИП. Если он красный, значит УЗИП сработал и его надо заменить. Как правило, осмотр происходит во время плановых обходов, которые могут быть раз в месяц, а то и в год. Всё это время вышедший из строя УЗИП будет бесполезным украшением щитка и не будет защищать Ваше оборудование. Если у Вас на объекте один щиток или Вы хотите сэкономить, то выбирайте УЗИП без сигнальных контактов. Если же щитков несколько и они разбросаны, Вы хотите в любой момент времени быть уверены, что система защиты работоспособна, и на объекте есть какая-то система автоматизации, то надо ставить УЗИП с сигнальными контактами. Как работают сигнальные контакты? Сигнальные контакты («сухой» контакт) замыкают цепь при срабатывании УЗИП, грубо говоря на пульте диспетчера загорится красная лампочка. УЗИП с сигнальными контактами обозначается буквой R после класса, например Protec CR 40/320. Такой УЗИП стоит дороже.

У компании ИскраЗащите базовый блок УЗИП Protec выполнен в виде съемного модуля, что позволяет без демонтажа устройства защиты оперативно заменить отработавший модуль. Если Вы планируете плановую замену всех УЗИП например через 3 года эксплуатации, то достаточно заменить съемный модуль, который  к тому же стоит дешевле, чем целиком УЗИП. Если Ваша организация занимается обслуживанием объектов, нелишним будет иметь некоторый запас съемных модулей в качестве ЗИП.<

Конкуренты в классе УЗИП для распределительных щитов. Мы не сравниваем технические характеристики конкурирующих производителей, это дело заказчика, к тому же в большинстве случаев они одинаковы и определены стандартами. Можно говорить лишь о каких-то предпочтениях. Тем не менее можно сравнивать товары по розничным ценам и наличию на складе. 

Цены на УЗИП Protec C 40/320 и УЗИП Protec C 160/440 (4+0), а также наличие всегда можно посмотреть на нашем сайте и сравнить условия поставки с ближайшими конкурентами ИскраЗащите, продукцией компании Hakel (Хакель), например  модель ГСВ2-320/40, продукцией Dehn, например модель DEHNguard S 320 и другими производителями. 

Читайте также — «Защита для дома и офиса от перенапряжений и помех»