УЗИП что это | MasterKvartira

---

УЗИП это устройство защиты от импульсных перенапряжений Ну как, сразу стало всё понятно?

Наверняка такое объяснение мало что объясняет, а порождает ещё больше вопросов.

УЗИП одно из немногих устройств, в котором изначально заложена концепция “чёрного ящика”. Более того, все рассуждения о пригодности, непригодности устройства основываются на гипотетической вероятности возникновения “типичной ситуации”, смоделированной на основании опять же вероятностных допущений.

Как в этой ситуации быть нам, простым пользователям? Для начала, разделить все возможные проблемы, а затем, по мере возможностей, решать их.

Помоги нам Бог, Генри, мы открыли этот ящик.

Стивен Кинг “Ящик”

УЗИП что это такое

Как уже говорилось, это устройство, а вернее, устройства, предназначенные защищать потребителя от импульсных перенапряжений, вызванных природными или техногенными явлениями.

Понятие импульсные перенапряжения, слишком обобщенно. Без указания области применения, это создаёт недопонимание и разночтение. Поэтому для начала прочитайте предыдущую статью.

Характерной особенностью этого прибора является параллельное подключение и наличия в нём хотя бы одного нелинейного элемента. Это значит, что при квалификационном напряжении такой элемент имеет очень большое сопротивление (несколько ГОм), а при превышении напряжения на входе до определённого момента, сопротивление прибора резко падает, практически до нуля (менее 1Ом).

УЗИП как способ защиты от разрядов молнии

Ⅰ класс. Предназначены для защиты от импульсов, образованных прямыми или остаточными разрядами молнии. Базовым элементом служит одна из разновидностей разрядников. По сути, разрядник работает подобно любому коммутирующему ключу. Он либо закрыт, ждущее, нормальное состояние, либо открыт, рабочее состояние.

Может сложиться ошибочное мнение, что УЗИП единственное, достаточное средство для защиты от грозовых разрядов.

На самом деле, выбор и особенности систем молниезащиты отдельная и очень серьёзная тема. Сделать выбор УЗИП основываясь только на характеристиках этого прибора просто невозможно.

Если кого-то интересует эта тема, то почитайте, здесь и здесь.

УЗИП как ограничитель перенапряжения

Ⅱ; Ⅲ класс. В качестве базового элемента используется варикап. Собственно, особенности этого прибора (быстродействие, небольшие размеры) и предопределили сферу применения УЗИП на их основе. Защиту от остаточных грозовых импульсов и коммутационных перенапряжений.

Как говорится, лучше один раз увидеть. Приведённая картинка не претендует на объективность, но даёт некоторое представление о происходящих процессах.

Принцип действия УЗИП

Общий принцип действия подобных аппаратов прост. Импульс, многократно превышающий номинальное значение через нелинейный элемент сбрасывается, на землю. Кажется, незатейливо. В принципе, так и есть, если бы не побочные явления, возникающие при этом.

УЗИП на разрядниках

Разрядники обеспечивают гальваническую развязку, способны проводить большую энергию и в этом их достоинства. Недостатки: недостаточная скорость срабатывания от 100 нс, образование остаточного тока, необходимость дополнительного оборудования для искрогашения.

УЗИП на варисторах

В этом случае предохранители сработают, должны сработать, как дополнительная защита при возникновении КЗ, но если вы внимательно прочитаете статью, то узнаете, что этого явно недостаточно.

Варисторы более быстры их время срабатывания 25 нс, не нуждаются в искрогашении, но у них есть свои недостатки.

1. Пусть и небольшой, но ток утечки, при классификационном напряжении.
2. Постепенная деградация прибора после каждого срабатывания. Обычно ресурс варисторов ограничен 20-ю срабатываниями.
3. Существенно меньшая по сравнению с разрядниками проводимая мощность.
4. Самое неприятное, электрическая энергия при прохождении через варистор преобразуется в тепловую, которая выделяется на корпусе прибора со всеми вытекающими последствиями.
5. При значительном превышении максимального разрядного импульса, возможно, полное разрушение прибора, сопровождающееся выбросом сгустков раскалённого материала.

Параметры устройств защиты от импульсных перенапряжений

Собственно, неважных параметров у этого прибора нет. Любое небрежение, связанное с выбором характеристик, в лучшем случае обернётся невостребованными возможностями, а в худшем, возможно всё, вплоть до пожара.

Номинальное (Un) и максимальное (Uc) рабочие напряжения

Наверное, здесь всё просто. Единственное, что может вызвать недоумение, набор ряда возможного максимального длительного напряжения (иногда обозначается как Umax) при котором прибор сохраняет свою работоспособность. Предсказать или, как то спрогнозировать, на сколько сможет прыгнуть напряжение в сети, невозможно, поэтому выбираем самое большее значение, как правило, 275–330 В.

Импульсный (Iimp) и максимальный разрядный ток (Imax)

Оба показателя показывают максимальный рабочий, коммутируемый прибором ток, при прохождении через него двух различающихся по форме и амплитуде импульсов. Почему нужно именно два различных импульса? Вот из-за этих соображений:

• Для варистора неважно каков будет импульс по длительности и какова будет крутизна его фронта. В этом случае важно значение амплитуды.
• Для разрядников, напротив, важна крутизна фронта импульса. Поэтому и форма используемого для испытаний импульса здесь другая, 10/350.

Здесь, нужно сделать небольшое пояснение.

Применяемые описания импульсов перенапряжений

Понятно, что в каждом отдельном случае форма волны тока от разряда молнии, а тем более форма импульсов перенапряжений, вызванных индукционными коммутационными, аварийными причинами, будет различна. Смодулировать все возможные ситуации сложно, но теоретически, наверное, можно.

На практике, всё проще. Считается, что для описания всех возможных катаклизмов, связанных с перенапряжением в сетях достаточно волн двух типов.

1. Импульс с временем фронта 10 мкс, длительностью полупериода 350 мкс. По замыслу имитирует последствия “типового” разряда молнии. После испытания таким импульсом устройству присваивается соответствующее значение Iimp.
2. Импульс с временем фронта 8 мкс, длительностью полупериода 20 мкс. Как бы достаточен, для более-менее точного воспроизводства всех других видов импульсов перенапряжений.

Каждый производитель приводит информацию о технических характеристиках УЗИП на корпусе устройства, ту которую сочтёт нужной. Исходя из этих данных можно сделать определённые выводы, но чаще всего, информации явно недостаточно. К тому же некоторая её часть носит явно рекламный или побуждающий к покупке характер.

Номинальный разрядный импульсный ток (In)

Показывает, какой величины ток с формой волны 8/20 относительно безвреден для устройства.

Если исходить из того, что форма импульса перенапряжения, как и его амплитуда изначально неизвестны, а УЗИП предназначен для ограничения, пусть даже ценой “своей жизни” импульса перенапряжения, то какой именно будет сила тока и какова будет форма амплитуды, собственно неважно, но на всякий случай выберем наибольший показатель.

Уровень защиты по напряжению

По-другому, уровень напряжения защиты (Up), по идее должен показывать, до какого уровня способно устройство срезать проходящий через него импульс. Конечно, потребителя заин

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Жизнь современного человека, особенно городского, наполнена разнообразной электроникой. Однако ее поломки, особенно в результате резкого скачка электроэнергии или его отключения. УЗИП для частного дома и квартиры защищает технику от перебоев.

УЗИП или реле напряжения

Устройства защиты от импульсного перенапряжения могут спасти приборы от выхода из строя. Реле напряжения, или РН, защищает от малых, до нескольких сотен вольт, скачков, но не защищают от мощных импульсов, вроде попадания грозы в высоковольтные линии, или обрыва нулевого провода. Для этого есть специальное устройство – УЗИП, оно выдерживает огромные, в несколько киловольт, импульсы напряжения.

Для защиты от скачков разной силы нужны разные устройства, поэтому выбор – УЗИП или реле напряжения – даже не стоит: необходимо ставить оба. В тандеме они обеспечат отличную защиту домашней электрической сети от форс-мажорных обстоятельств. Так что УЗИП – это такой ангел-хранитель для бытовой техники.

Принцип действия

После подключения УЗИП по соответствующей схеме он начинает пропускать ток. Как только случается скачок напряжения расчётной мощности, происходит сброс избыточной мощности на землю. Принцип работы позволяет устройству выдержать лишь определённое количество срабатываний, после чего потребует полной замены.

Для наглядности состояния пригодности, многие ОПН – ограничители переменного напряжения – снабжают цветовым индикатором:

• зелёный цвет означает пригодность;
• красный цвет сообщает о необходимости замены.

Если нет возможности заменить вышедший из строя аппарат, рекомендуется его демонтировать – так будет меньше проблем. Так, как работает УЗИП, не работают другие системы защиты.

Классификация УЗИП

Благодаря разделению электрических сетей по типам, устройства их защиты так же были разделены на типы. Существующие сегодня классы УЗИП имеют номерные и буквенные обозначения, соответствующие схеме подключения.

• Устройства первого класса, они же класс B, ставятся в щитки, защищающие целые дома. Они принимают на себя первый удар, и снижают напряжение до допустимого для следующего класса уровня.
• Второй класс обозначается буквой C. Установка УЗИП этого типа необходима для частных и небольших домов. Они ещё сильней смягчают стихийный импульс, который уже может быть без проблем заглушен сетевыми фильтрами, или самими домашними приборами.
• ОПН третьего класса под литерой D доводят полученный импульс до обычного бытового значения. Такие устройства гораздо проще и дешевле, чем ограничители B класса, поэтому могут входить в состав бытовой техники.

Проще говоря, разницу между ними можно свести к определению: разная степень защиты, но дополнение в случае необходимости.

Как выбрать УЗИП

При покупке устройства конечный потребитель должен для начала определить, что надо защищать, и в каком месте находится защищаемое здание. Выбор УЗИП для частного дома обычно опирается на защиту бытовых устройств – компьютеров, сигнализации, музыкальных центров и прочей техники.

Современными ГОСТами определено четыре степени риска, помогающие потребителю выбрать УЗИП как для дома, так и для находящейся в нём аппаратуры. Риск определяется исходя из положения дома:

• Первая, самая низкая степень риска – это город или пригород. Обычно власти на местах ставят необходимые защитные устройства, поэтому конечный потребитель может не заботиться об УЗИП первого и второго классов.
• Вторая степень риска – открытая местность. Имеется в виду отсутствие всего, что может притянуть удар молнии. Здесь уже стоит озаботиться аппаратом защиты второго класса.
• Третья степень риска возникает при близости здания к опорам ЛЭП, лесам, озёрам и горам. По ГОСТу такие объекты должны оснащаться трёхступенчатой защитой в обязательном порядке.
• Четвёртая, самая высокая, степень риска требует согласования с инженерами, которые к трёхступенчатой защите могут поставить дополнительные устройства. Эта степень опасности присваивается зданиям, находящимся в пятидесяти и меньше метрах от громоотводов.

Четыре степени риска по ГОСТам объединяются в два типа:

• Первый тип, объединяющий третью и четвёртую степень риска, требует установки разрядников с высокой ёмкостью на пару с громоотводом.
• Второй тип рекомендует устанавливать разрядник по каскадному типу, после разрядников первого типа, либо отдельно.

Предпочтение в выборе устройств защиты рекомендуется отдавать какому-то одному из множества производителей. И дело тут не в коммерческой составляющей, а в возможной разнице характеристик, иногда играющей решающую роль.

Защита от молний в частном доме

Положение частного дома, его близость к опасным объектам и городу, влияет на выбор схемы защиты. Владельцу частного дома, находящемуся в зоне третьего риска, рекомендуется закупить громоотвод, установив его более чем в 50 метрах от дома.

Сам дом защищается в таком случае по трёхступенчатой схеме. Частные дома в городской черте могут обходиться и двухступенчатой защитой. Лучше перестраховаться, обратившись в соответствующую инженерную инстанцию. Там объяснят, как подключить линию защиты лучшим образом.

Три схемы подключения УЗИПа:

Существует два вида схемы TN-S, отличающиеся высокой стоимостью, но и высокой безопасностью; и TN-C, принятая ещё в СССР, дешёвая, но требующая дополнительной защиты устройств.

Идеальная для подключения УЗИП схема должна выбираться исходя не только из бюджета, но и из соображения безопасности. Любая схема действует как в частном доме, так и в многоквартирном жилье.

Однофазная сеть система заземления TN-S

Европейский стандарт, по которому питание идёт по двум проводам.

• Один провод фазный, собственно, проводник электричества. Он подключается к сети, подключемой с нулевым проводом.
• Нулевой провод идёт от нулевого контура, и не пересекается с контуром заземления.
• В однофазной схеме подключения УЗИП третий провод – это глухое заземление. Он подключается к устройству защиты для сброса лишнего напряжения.

Трёхфазная сеть система заземления TN-S

Отличается от однофазной схемы тем, что использует три питающих проводника вместо одного. Схема используется по всей Европе, отечественный потребитель знает её по евророзеткам с тремя гнёздами. Подключение УЗИП в трёхфазной сети этого типа необходимо делать до вывода напряжения к конечным устройствам.

Общая характеристика схем TN-S

• Отличие от устаревшей советской TN-C, европейская схема срабатывает быстрее, и предотвращает утечку энергии, что позволяет не заземлять сами защищаемые устройства.
• Благодаря разделению линий заземления и нуля, их техническое обслуживание проводится реже, а эффективность защиты повышается.
• Отпадает необходимость в перемычках между корпусом защитной аппаратуры и заземляющего контура, что работает на эстетичность, одновременно устраняя рабочие неудобства.
• Повышается эффективность защиты чувствительной техники, за счёт устранения помех высоких частот.

Трехфазная сеть система заземления TN-C

Советская система заземления, особенностью которой является совмещение нулевого и заземляющего контура, для чего в современных домах с этой схемой и ставятся предохранитель перед УЗИП. А всё потому, что при расчёте третьей фазы в устаревших домах не учитывалась куча современной.

На сегодняшний момент данная схема хоть и существует в эксплуатации, но по возможности заменяется на более безопасные европейские схемы. Если же применение европейской схемы невозможно, например, в многоквартирном доме, то подключение своей электрической сети нужно комплектовать дополнительной защитой.

Ошибки при подключении

• Плохое заземление: перед монтажом УЗИП необходимо удостоверится в надёжности заземления – оно должно выдерживать сбрасываемые на него импульсы и быть в исправном состоянии, иначе в первой же грозе сгорит, потянув за собой на тот свет всю электрощитовую.
• Ошибка в схеме подключения: устройство надо ставить со знанием схемы заземления, используемой в щитке. Если такого знания нет, лучше доверить монтаж специалисту, обслуживающего домовые электролинии, либо максимально близко знакомого с ними.
• Не тот класс, не в том месте: есть несколько классов УЗИП, и каждый из них предназначен для определённых типов щитовых. Неправильный подбор устройства может стоить жизни домашней технике.

Несмотря на состояние современных энергосетей, с их перебоями, устаревшей проводкой, и прочими радостями страны третьего мира, мы продолжаем использовать технику. И что бы ни случилось, можно надеется, в том числе, на окружающие защитные механизмы.

УЗИП -Устройства защиты от импульсных перенапряжений

2016-04-23 Статьи  

УЗИП (Устройства защиты от импульсных перенапряжений), или как их еще называют, ограничители импульсных перенапряжений применяются для защиты сетей от грозовых, коммутационных и электростатических импульсных перенапряжений.

Попадание грозового разряда в сеть способно вызвать пробой изоляции даже на значительных расстояниях от места разряда, что соответственно повлечет за собой выход из строя электробытовых приборов (компьютеров, телевизоров, стиральных машин и т.д.). Чтобы уберечь технику от таких фатальных последствий и применяют УЗИП, который благодаря своему устройству гасит импульсы перенапряжений до безопасной величины. Конечно, помимо УЗИП, для полной защиты в доме должно быть выполнено защитное заземление по системе TN-C-S, TN-S или ТТ с разделёнными нулевым и защитным проводниками, система молниезащиты, система уравнивания потенциалов.

Для эффективной защиты рекомендуется применять трехступенчатую схему включения защитных устройств:

• Ограничители класса В – предназначены для защиты объектов от непосредственного удара молнии, атмосферных и коммутационных перенапряжений. Устанавливают на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или главном распределительном щите (ГРЩ). Номинальный разрядный ток 30-60 кА.
• Ограничители класса С – предназначены для защиты электрооборудования объектов от остатков атмосферных и коммутационных перенапряжений, прошедших через ограничители класса В. Устанавливают в распределительных щитах. Защищают внутреннюю проводку, автоматику и т.д. Номинальный разрядный ток 20-40 кА.
• Ограничители класса D
   – предназначены для защиты потребителей от остатков атмосферных перенапряжений, фильтрации высокочастотных помех, защиты от дифференциальных (несимметричных) перенапряжений.Устанавливаются непосредственно возле потребителя. Номинальный разрядный ток 5-10 кА.

Конструктивно большинство УЗИП класса C и D выполнены на базе варисторов, УЗИП класса B на основе разрядников.

Варисторы обычно выполнены в виде сменного модуля. Помимо этого, УЗИП оснащен механическим предохранителем, который является по сути тепловой защитой и цветовым индикатором состояния. Зеленый цвет индикатора сигнализирует об исправности элемента, оранжевый — о необходимости замены элемента.

Рис.1 1 - Корпус 2 - Варисторный модуль
3 - Индикатор работы устройства
4 - Предохранитель в виде металлической пластины

При отсутствии импульсных напряжений ток через варистор пренебрежимо мал и поэтому варистор в этих условиях представляет собой изолятор. При возникновении импульса перенапряжения варистор в силу нелинейности своей характеристики резко уменьшает свое сопротивление и шунтирует нагрузку, защищая ее и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. Тепловой излишек сбрасывается в землю, через защитный проводник РЕ (заземление). Через варистор кратковременно может протекать ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безынерционен, то после прохождения импульса тока он вновь приобретает очень большое сопротивление.

При выборе защитных устройств обращайте внимание на следующие параметры:

1. Номинальное рабочее напряжение. (Un) Это номинальное действующее напряжение сети, для работы в которой предназначено защитное устройство.
2. Максимальное рабочее напряжение. (Uc) Это наибольшее действующее значение напряжения переменного тока, которое может быть длительно приложено к выводам защитного устройства.
3. Классификационное напряжение. Это действующее значение напряжения промышленной частоты, которое прикладывается к варисторному ограничителю для получения классификационного тока (обычно значение классификационного тока принимается равным 1,0 мА).
4. Номинальный разрядный ток. (In) 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 устройства.
5. Максимальный разрядный ток. (Imax) 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.
6. Уровень напряжения защиты. (Up) Это максимальное значение падения напряжения на защитном устройстве при протекании через него импульсного тока разряда. Параметр характеризует способность устройства ограничивать появляющиеся на его клеммах перенапряжения. Обычно определяется при протекании номинального разрядного тока (In).
7. Время срабатывания. Для оксидно-цинковых варисторов его значение обычно не превышает 25 нс. Для разрядников разной конструкции время срабатывания может находиться в пределах от 100 наносекунд до нескольких микросекунд.

УЗИП (молниезащита) — принцип действия, классификация

В работе электрических приборов очень часто происходят скачки напряжения, мешающие правильной работе электроприборов. Такие изменения зависят от многих факторов:

• грозовые импульсы;
• скачки величин токов;
• ремонт и аварии на линиях электропередачи.

Устройством, позволяющим нейтрализовать такого рода нарушения сети – является УЗИП (Устройство для защиты от импульсных перенапряжений) .

Принцип действия и область применения УЗИП

Основная задача устройства защиты импульсных перенапряжений (УЗИП) для частного дома – трансформация проводимости:

1. Базовый элемент варистор проводит ток при увеличении значений напряжения, при этом:
   1. варистор позволяет выдерживать более двух срабатываний при наибольшей величине электрического разряда;
   2. выдерживание более 5-ти, для номинальных значений.
2. Стабилизация модулятором порогового значения частоты.
3. Элемент триод направляет ток на контакты выхода, что приводит к трансформации параметров выходного тока.

В проектах молниезащиты зданий различного назначения, сооружений и промышленных объектов используют УЗИП которые помогут защитить от:

1. прямых молниевых ударов в защищаемый контур объекта;
2. разрядов молний в непосредственной близости от электрических коммуникаций;
3. помех, вызванных электромагнитными волнами или иными электрическими установками и электроприборами.

Классификация УЗИП

Устройство защиты, имеющее импульсное перенапряжение (УЗИП – рис.1) подразделяется:

класс I (B):

• монтируются в вводно-распределительном устройстве;
• защищают от прямого попадания молниевых разрядов в громоотводную систему либо в линии электрических передач;
• используется значение тока 35 – 65 кА;
• форма волны 15 / 360 мкс.

класс II (C):

• устройства защиты от импульсных чрезмерных напряжений нужны для протекции сети токового распределения при молниевом ударе;
• рабочее значение тока –25 – 45 кА;
• форма волны – 9/25мкс.

класс III (D):

• основным предназначением является защита от остаточных величин напряжения;
• рабочим проводником нуля и фазы;
• фильтрация помех высоких частот;
• номинальный ток 4-10 кА;
• форма волны 9/25 мкс.

Рис. 1 Пример распределения классов УЗИП в жилом сооружении

Устройства класса D монтируются в непосредственной близости от потребителя. Это могут быть: розетки, сетевые вилки.

Преимущества УЗИП:

1. крепление по стандарту DIN, дает возможность надежно установить само устройство;
2. подключение УЗИП в стандартный электро-щиток через совместимые разъемы;
3. защита от воздействия грязи и пыли за счет специального защитного покрытия;
4. все основные элементы имеют промаркированные знаки, что помогает производить монтаж и демонтаж без нарушений.

Молниезащита

Молниезащита частного дома конструктивно представляет собой: токовый отвод, заземлительный элемент и приемник молниевого сигнала.

Существует два основных типа:

1. Пассивная молниезащита. Классическая схема, принцип которой основывается на приеме разряда, направленного к заземлительному элементу, располагающегося в земле.
2. Активная молниезащита. Отличается тем, что она имеет рабочий радиус перехвата молниевого разряда и после этого направляет сигнал к заземлителю. Происходит протекция не только самого здания, но прилегающей территории. Активная молниезащита имеет рабочие элементы, аналогичные с пассивной. В большинство загородных домов стран Европы и ближайшего зарубежья установлена активная молниезащита.

Устройства молниезащиты подразделяются на различные виды систем:

Штыревой громоотвод

Монтаж молниезащиты заключается в установке высокого стержня, который будет соединяться с устройством заземления по токовым проводникам (рис.2).

Рис. 2 Типовой принцип работы штыревой системы

Тросовый громоотвод

Такая система молниезащиты в случае покрытия кровли шифером, использует трос либо проволоку, натянутую вдоль самой крыши на высоте около 0,5 -0,7 м (рис. 3).

Рис. 3 Изображение тросовой системы молниевой защиты

Натянутый трос, молниеотводом перенаправляет поступивший разрядный сигнал на заземлитель.

Сетчатая молниезащита дома

Является одной из самых конструктивно сложных. Такой громоотвод применяется для кровли, выложенных черепицей. На крышу устанавливается специальная сетка, с размером ячейки 6 х 6 м (рис. 4).

Рис. 4 Изображение системы защиты сетчатой

Разделенные участки являются токоотводниками молниевого сигнала к заземлителю.

Грозозащита для видеонаблюдения является одним из главных критериев. Зачастую видеокамеры повреждаются от сильных разрядов статики, не позволяя им работать соответствующим образом. Специально для таких устройств разработаны громоотводы, для обеспечения надлежащей работы в грозовую погоду.

Расчет молниезащиты

За основу расчета принимают конструктивные особенности здания и его прилегающей территории. Необходимо учесть рельеф местности и состояние грунта, а также учесть число молниевых ударов в сооружение за год.

Рис. 5 Расчет молниезащиты для дома

Тип зоны протекции вычисляются из категории молниезащиты и числа ударов молнией. Производится расчет между громоотводами и рассчитывают характеристики протекции на нужной высоте от грунта (рис. 5).

Для определения грозовой активности по различным регионам, используется карта, указывающая распределения количества гроз за год. Там также указывается время и длительность грозовых шквалов, а также координаты и контакты ближайшего пункта метеорологической станции.

Вышеуказанные методики и правильное оперирование рабочими устройствами позволяют снизить вероятность поражения молнией зданий, сооружений, объектов специального назначения. Правильный выбор этих схем громоотвода важен, поскольку он предотвращает разрушительные последствия разного рода природных катаклизмов.

Видео о том почему УЗИП обязателен к установке

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Содержание:

1. Принцип работы УЗИП
2. Основные типы защитных устройств
3. Как подключить защитное устройство
4. Видео

Каждое современное жилище буквально насыщено различной бытовой техникой. Вся эта техника защищена автоматическими выключателями от коротких замыканий и перегрузок. Однако такая защита не гарантирует полной безопасности электронной аппаратуре частного дома. Иногда в результате грозы, при нарушениях коммутации и аварийном перехлесте фаз в сети может возникнуть кратковременное импульсное напряжение, многократно превышающее номинал. В подобных случаях вся техника выходит из строя и не подлежит восстановлению. Во избежание негативных последствий рекомендуется использовать устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Принцип работы УЗИП

Устройства защиты этого типа предназначены для электроустановок напряжением до 1 кВ частного дома. Независимо от класса, они имеют одинаковые конструктивные элементы и отличаются только техническими характеристиками. Основными деталями служат неподвижное основание и съемный модуль. Крепление прибора, рассчитанное под DIN-рейку, расположено на основании, в задней части корпуса.

Ножевые контакты съемного модуля вставляются в основание, что дает возможность легко заменять неисправные нелинейные элементы. Такими элементами являются варисторы и различные типы разрядников. Конструкция устройства бывает с одним, двумя или тремя полюсами, в зависимости от количества проводников в данной электросети.

В некоторых моделях зарубежного производства установлены индикаторы, реагирующие на срабатывание. Они предназначены для визуального определения работоспособности. Дорогостоящие УЗИП оборудуются тепловыми расцепителями, препятствующими продолжительному течению токов, способных вызвать перегревание нелинейных деталей.

Принцип функционирования устройств защищающих от импульсных перенапряжений точно такой же, как у ограничителей перенапряжения. Его основой является нелинейная вольтамперная составляющая элемента, используемого для защиты. Этот показатель обязательно учитывается при составлении проекта на защиту сетей частного дома до 1 кВ от перенапряжения. В свою очередь, защитные качества УЗИП разделяются на три ступени, каждая из которых реагирует на обозначенные импульсные токи и другие параметры:

• 1-й класс. Такая аппаратура используется в качестве вводных устройств и устанавливается на входе дома. Они служат первоначальной ступенью защиты от перенапряжений, функционируют в наиболее тяжелых и сложных условиях. Выдерживают импульсные токи в пределах 25-100 кА.
• 2-й класс. Применяются при распределении сетей и защищают от излишних напряжений, связанных с переходными процессами. Относятся ко второй ступени и могут работать с импульсными токами в диапазоне 15-20 кА.
• 3-й класс. Защищает электросети от проявлений остаточного характера, связанных с перенапряжением. Устанавливается после приборов 1 и 2 классов рядом с защищаемым оборудованием, применяется в виде фильтрующего элемента для высокочастотных помех.

Основные типы защитных устройств

Кроме классификации по степени защиты, существует разделение на типы, где учитываются конструктивные особенности и принцип работы тех или иных приборов.

До недавних пор использовались различные виды вентильных и искровых разрядников. Основным принципом их работы является эффект искровых промежутков. Соединение фазы ЛЭП и контура защитного заземления осуществляется посредством перемычки, входящей в состав разрядника. В такой перемычке обязательно предусмотрен воздушный зазор.

Если величина напряжения в данной цепи находится на уровне номинального значения, этот зазор будет находиться в разорванном состоянии. Когда под действием грозовых факторов в сети возникает значительное повышение напряжения, промежуток воздушного зазора в перемычке оказывается пробитым. Из-за этого начинается замыкание цепи между фазным проводником и заземлением, после чего энергия импульса утекает прямо в землю.

В разряднике вентильного типа устанавливается резистор, который непосредственно гасит высоковольтный импульс. Данные устройства чаще всего используются для защиты сетей, работающих под высоким напряжением.

Более современными считаются ограничители перенапряжения, сменившие крупногабаритные разрядники предыдущих старых конструкций. Каждое из них представляет собой устройство защиты от импульсных перенапряжений. Как уже отмечалось, основой УЗИП являются варисторы со специфическими вольтамперными характеристиками. Они изготавливаются на основе оксида цинка и соединений других металлов, в результате образуется сборка с р-п-переходом.

При напряжении электрической сети номинального значения, ток варистора будет иметь почти нулевые показатели. В случае появления аномально высокого напряжения, ток на р-п-переходе начинает очень быстро расти, в результате напряжение снижается до номинала. На следующем этапе варисторный элемент вновь находится в непроводящем состоянии и не оказывает какого-либо воздействия на функционирование прибора.

Широкий ассортимент и небольшие размеры ограничителей сделали возможным их широкое использование не только на производстве, но в различных видах жилья, в том числе и для частного дома. Существенным недостатком этих устройств является ограниченный рабочий ресурс из-за встроенной тепловой защиты.

Как подключить УЗИП

Перед установкой нужно обязательно сделать заземление, иначе вся схема подключения теряет смысл. Защитить электросеть от слишком высокого напряжения можно лишь путем преднамеренного соединения специальных деталей с нелинейными вольтамперными характеристиками и заземляющего контура.

Если устройство защиты от импульсных перенапряжений – УЗИП будет использоваться вместе с электроустановками, рассчитанными на напряжение до 1 кВ, в этом случае должен использоваться проводник заземления РЕ, обладающий нормируемым, то есть постоянным сопротивлением. Хотя эти приборы и рассчитаны на работу с высокими импульсными токами и напряжениями, они не могут выдерживать токовые утечки и высокое напряжение в течение длительного периода времени. Специалисты рекомендуют дополнительно обеспечивать защиту УЗИП с помощью плавких вставок, которые быстро срабатывают при импульсных токах и частых разрывах контактов у автоматических выключателей.

Классическим вариантом является трехступенчатая защита, когда между устройствами соблюдается определенное расстояние. Между 1 и 2 классом минимальное расстояние составляет 15 м и определяется длиной проводов. Это обеспечивает селективность и надежное гашение всех токовых возмущений. Между аппаратами 2 и 3 классов следует оставлять 5 метров. В случае невозможности соблюдения этих расстояний, компенсация сопротивления проводов осуществляется с помощью специального согласующего дросселя.

что это такое, каков принцип его работы и классификация прибора

Многие бытовые приборы в своих конструкциях имеют защитные блоки, так сказать, уже встроенные, которые защищают от импульсных перенапряжений. Это опасный вид напряжения, которое может быть вызвано грозой, при проведении ремонта сетей, при коммутации больших нагрузок и так далее. В общем, причин немало. Так вот встроенные блоки имеют очень небольшой ресурс. И если импульсная разновидность напряжения бывает часто, то приходит один момент, когда блок перестает работать и подвергает бытовую технику опасности. То есть, от перенапряжения техника просто начнет выходить из строя. Поэтому для предотвращения этих неприятностей надо установить в питающую сеть устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Итак, давайте разбираться: УЗИП – что это такое?

Как работает УЗИП

Принцип работы УЗИП очень простое, потому что в нем несложная схема отвода перенапряжения. Так вот в схеме прибора установлен шунт, по которому электроэнергия движется к нагрузке. Конечно, которая через прибор подключена к питанию. Между шунтом и заземляющей линией устанавливается перемычка (мост), состоящая из варистора или разрядника.

Так вот, если напряжение в сети нормальное, то сопротивление варистора определяется мегаомами. Как только на линии появляется перенапряжение, то варистор тут же переходит в категорию проводников и начинает через себя пропускать ток, который устремляется в заземление. Вот так все просто.

Разновидности УЗИП

Существует три класса, обозначаемые римскими цифрами.

• Класс I используется в сетях, где импульс (волна) имеет характеристику 10/350 мкс. Как понять это? По сути, это время, в течение которого импульс достигнет своего максимума, и оно равно 10 микросекунд. А 350 мкс – это время падения напряжения до номинального. При этом УЗИП данного класса может выдерживать токи краткосрочного типа в пределах 25-100 кА. Это соответствует, например, удару молнии в линию электропередачи, если место удара удалено от потребителя на 1,5 км.
• Класс II. Обозначим сразу показатели: 8/20 мкс, 10-40 кА. В этом приборе используются только варисторы. А так как эти элементы имеют незначительный ресурс, то в схему подключения между ними и шунтом впаивается предохранитель, он механический. Как только сопротивление варистора станет, так сказать, неадекватным в плане необходимой безопасности, предохранитель размыкает цепь. Он просто отпаивается. Если посмотреть на это с точки зрения физического принципа работы, то это в точности тепловая защита. Кстати, производители позаботились о том, чтобы предупреждать о снижении сопротивления варистора. Он связан с индикатором, который выведен на панель УЗИП.
• Класс III. Приборы этого класса в точности повторяют предыдущий. Есть одно отличие – это сила тока, которую варистор должен выдерживать, ее значение не превышает 10 кА.

Кстати, необходимо отметить, что защитные блоки, встраиваемого типа, имеют точно такую же схему, и они работают точно также по этому принципу. Но как было сказано выше, у них слишком низкий ресурс эксплуатации. Поэтому добавляя в сеть УЗИП третьего класса, вы решаете проблемы с преждевременным отказом бытовой техники, связанными с перенапряжением в питающей сети.

Правда, надо быть до конца честными, разбираясь с прибором этого типа. Высокую надежность могут гарантировать сразу все три класса, установленные в распределительный щит. Почему? Все дело в разных импульсах. К примеру, УЗИП первого класса не сработает, если импульс напряжения будет коротким. Да и сама величина перенапряжения будет незначительной. Потому что это устройство относится к группе малочувствительных. А вот прибор с малой пропускной способностью по мощности просто не справиться с большой силой тока.

Добавим, что схема подключения данного устройства достаточно проста. По сути, он подключается как обычный автоматический выключатель.