Схема подключения УЗИП — 3 ошибки и правила монтажа. Защита от импульсных перенапряжений.

УЗИП — устройство защиты от импульсных перенапряжений

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) — устройство предназначенное для защиты электрической сети и электрооборудования от перенапряжений которые могут быть вызваны прямым или косвенным грозовым воздействием, а так же переходными процессами в самой электросети.

Другими словами УЗИПы выполняют следующие функции:

— Защита от удара молнии электрической сети и оборудования, т.е. защита от перенапряжений вызванных прямыми или косвенными грозовыми воздействиями

— Защита от импульсных перенапряжений вызванных коммутационными переходными процессами в сети, связанных с включением или отключением электрооборудования с большой индуктивной нагрузкой, например силовых или сварочных трансформаторов, мощных электродвигателей и т.д.

— Защита от удаленного короткого замыкания (т.е. от перенапряжения возникшего в результате произошедшего короткого замыкания)

[Реклама] Компания Приборэнерго производит качественные УЗИП с упором на надежность.

УЗИПы имеют различные названия: ограничитель перенапряжений сети — ОПС (ОПН), ограничитель импульсных напряжений — ОИН, но все они имеют одинаковые функции и принцип работы.

Внешний вид УЗИП:

Принцип работы и устройство защиты УЗИП

Принцип работы УЗИПа основан на применении нелинейных элементов, в качестве которых, как правило, выступают варисторы.

Варистор — это полупроводниковый резистор сопротивление которого имеет нелинейную зависимость от приложенного напряжения.

Ниже представлен график зависимости сопротивления варистора от приложенного к нему напряжения:

Из графика видно, что при повышении напряжения выше определенного значения сопротивление варистора резко снижается.

Как это работает на практике разберем на примере следующей схемы:

На схеме упрощенно представлена однофазная электрическая цепь, в которой через автоматический выключатель подключена нагрузка в виде лампочки, в цепь так же включен УЗИП, с одной стороны он подключен к фазному проводу после автоматического выключателя, с другой — к заземлению.

В нормальном режиме работы напряжение цепи составляет 220 Вольт, при таком напряжении варистор УЗИПа обладает высоким сопротивлением измеряющимся тысячами МегаОм, настолько высокое сопротивление варистора препятствует протеканию тока через УЗИП.

Что же происходит при возникновении в цепи импульса высокого напряжения, например, в результате удара молнии (грозового воздействия).

На схеме видно что при возникновении импульса в цепи резко возрастает напряжение, что в свою очередь вызывает мгновенное, многократное уменьшение сопротивления УЗИПа (сопротивление варистора УЗИПа стремится к нулю), уменьшение сопротивление приводит к тому, что УЗИП начинает проводить электрически ток, закорачивая электрическую цепь на землю, т.е. создавая короткое замыкание которое приводит к срабатыванию автоматического выключателя и отключению цепи. Таким образом ограничитель импульсных перенапряжений защищает электрооборудование от протекания через него импульса высокого напряжения.

Классификация УЗИП

Согласно ГОСТ Р 51992-2011 разработанного на основе международного стандарта МЭК 61643-1-2005 есть следующие классы УЗИП:

УЗИП 1 класс — (так же обозначается как класс B) применяются для защиты от непосредственного грозового воздействия (удара молнии в систему), атмосферных и коммутационных перенапряжений. Устанавливаются на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или главном распределительном щите (ГРЩ). Обязательно должен устанавливаться для отдельно стоящих зданий на открытой местности, зданий подключаемых к воздушной линии, а так же зданий имеющих молниеотвод или находящихся рядом с высокими деревьями, т.е. зданиях с высоким риском оказаться под прямым или косвенным грозовым воздействием. Нормируются импульсным с формой волны 10/350 мкс. Номинальный разрядный ток составляет 30-60 кА.

УЗИП 2 класс — (так же обозначается как класс С) применяются для защиты сети от остатков атмосферных и коммутационных перенапряжений прошедших через УЗИП 1-го класса. Устанавливаются в местных распределительных щитках, например во вводном щитке квартиры или офиса. Нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс Номинальный разрядный ток составляет 20-40 кА.

УЗИП 3 класс — (так же обозначается как класс D) применяются для защиты электронной аппаратуры от остатков атмосферных и коммутационных перенапряжений, а так же высокочастотных помех прошедших через УЗИП 2-го класса. Устанавливаются в разветвительные коробки, розетки, либо встраивается непосредственно в само оборудование. Примером использования УЗИПа 3-го класса служат сетевые фильтры применяемые для подключения персональных компьютеров. Нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс. Номинальный разрядный ток составляет 5-10 кА.

Маркировка УЗИП — характеристики

Характеристики УЗИП:

• Номинальное и максимальное напряжение — максимальное рабочее напряжение сети на работу под которым рассчитан УЗИП.
• Частота тока — рабочая частота тока сети на работу при которой рассчитан УЗИП.
• Номинальный разрядный ток (в скобках указана форма волны тока) — импульс тока с формой волны 8/20 микросекунд в килоАмперах (кА), который УЗИП способен пропустить многократно.
• Максимальный разрядный ток (в скобках указана форма волны тока) — максимальный импульс тока с формой волны 8/20 микросекунд в килоАмперах (кА) который УЗИП способен пропустить один раз не выйдя при этом из строя.
• Уровень напряжения защиты — максимальное значение падения напряжения в килоВольтах (кВ) на УЗИПе при протекании через него импульса тока. Данный параметр характеризует способность УЗИПа ограничивать перенапряжение.

Схема подключения УЗИП

Общим условием при подключении УЗИП являетя наличие со стороны питающей сети предохранителя или автоматического выключателя соответствующего нагрузке сети, поэтому все представленные ниже схемы будут включать в себя автоматические выключатели (схему подключения УЗИП в электрощитке смотрите здесь):

Схемы подключения УЗИП (ОПС, ОИН) в однофазную сеть 220В (двухпроводную и трехпроводную):

Схемы подключения УЗИП (ОПС, ОИН) в трехфазную сеть 3800В

Принципиальные схемы подключения УЗИП выглядят следующим образом:

При устройстве многоступенчатой защиты от перенапряжения, т.е. установки УЗИПов 1-го класса в ВРУ здания совместно с УЗИПами 2-го класса в распределительных щитах здания и с УЗИПами 3-го класса, например, в розетках, необходимо соблюдать расстояние между УЗИПами по кабелю не менее 10 метров:

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений(УЗИП), их классификация и схемы подключения

Буквально в каждом доме есть хотя бы минимальный набор техники, такой как: холодильник, телевизор и стиральная машина и все они стоят довольно приличных денег.

Но мало кто задумывается, что подключенный прибор постоянно подвергается риску быть выведенным из строя непродолжительным импульсом высокого напряжения (причиной может быть гроза или короткое замыкание на линии).

Очень хорошо, что подобное явление происходит не столь часто, но сама мысль, что телевизор за 40 000 рублей может просто превратиться в кусок пластика, заставляет задуматься, как его можно защитить? В этой статье я расскажу, какие изделия как раз и созданы для защиты оборудования от подобного несчастья.

Для чего предназначено УЗИП и какими функциями обладает

Это изделие служит для защиты подсоединенных к проводке электропотребителей от воздействия импульсных перенапряжений, оные могут появиться вследствие прямого или косвенного разряда молнии в опоры ЛЭП или же в результате переходных процессов во время КЗ в системе.

УЗИП ы могут называться, как: ОПС (ОПН) – ограничитель перенапряжения сети, ОИН – ограничитель импульсных напряжений. Но как бы они не именовались алгоритм срабатывания и функции у них идентичные.

Каков алгоритм функционирования УЗИП

В данном устройстве используются нелинейные элементы и, зачастую, применяют именно варисторы.

Варистор – полупроводниковый резистор, у которого сопротивление обладает нелинейной зависимостью, которая характеризуется воздействующим напряжением.

Как видно из выше приведенной зависимости, при достижении заданного значения напряжения сопротивление варистора падает до нуля.

Для того, чтобы лучше понять принцип работы давайте рассмотрим простенькую схемку.

Здесь приведена простая схема однофазной сети, где лампа играет роль нагрузки. Так же в этой сети к фазе подключен УЗИП.

Во время обычного режима работы, U=230 V , при таком напряжении сопротивление варистора достигает сотни МОм , а это значит, что через него не проходит ток.

Как только в сети возникает импульс высокого напряжения, то сопротивление варистора резко падает до нуля и опасный ток идет не в сеть, а утекает через реле на землю.

То есть по факту создается искусственное короткое замыкание, ток оного заставляет сработать автоматический выключатель.

По такому принципу и происходит сохранение оборудования от воздействия импульса высокого напряжения.

Как классифицируются УЗИП

По ГОСТ Р 51992-2011 УЗИП подразделяются на такие подклассы:

• Первый класс (Класс В ).

Данные изделия используются для защиты от непосредственного разряда молнии в энергосистему. Монтируется в ВРУ (вводное распределительное устройство) или ГРЩ (главный распределительный щит). Так же обязателен к установке в зданиях, где есть крайне высокая вероятность поражения грозовым разрядом. Номинальный разрядный ток равен 30-60 кА, при этом волна имеет форму 10/350 мкс.

Данное изделие используется для защиты от остаточных атмосферных перенапряжений, которые прошли через УЗИП Класса В. Данные аппараты уже монтируются в РШ домов. Нормируется импульсным током с волновой формой 8/20 мкс. А разрядный ток равен 20-40 кА.

Изделие применимо для защиты электрооборудования от импульсного напряжения, прошедшего через УЗИП второго класса. Оно обычно встраивается или внутрь оборудования, или же в распределительные коробки и розетки проводки.

Например, сетевой фильтр является УЗИПом третьего класса. Импульсный ток с формой волны 8/20 мкс. А номинальный разрядный ток равен 5-10 кА.

Схемы подключения УЗИП

Важно. Установка УЗИП имеет смысл только в том случае, если у вас реализована качественная система заземления, так же перед УЗИП обязательно должен быть установлен автоматический выключатель.

Схема подключения УЗИП в однофазной сети двухпроводного или же трехпроводного исполнения.

УЗИП — что это такое, описание и схемы подключения в частном доме

Перенапряжение — это превышение максимального показателя напряжения для той или иной сети. Под импульсным перенапряжением понимается резкий скачок напряжения между фазой и землей, который занимает долю секунды. Такой перепад напряжения опасен не только для линии, но и для подключенных к ней электроприборов. Чтобы не допустить подобной ситуации, используется устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Что такое УЗИП и для чего оно нужно?

УЗИП — это устройство защиты от импульсных перенапряжений, которое обеспечивает защиту электроустановок до 1 кВ. Устройство защищает от перенапряжений в электросети, а также от грозовых воздействий посредством отвода импульсов тока на землю.

УЗИП применяют только в низковольтных силовых распределительных системах. Данное устройство подходит как для промышленных предприятий, так и для жилых строений.

УЗИП бывает двух типов:

• ОПС — ограничитель перенапряжений сети;
• ОИН — ограничитель импульсных напряжений.

Принцип действия и устройство

Принцип работы УЗИП заключается в применении варисторов — нелинейный элемент в виде полупроводникового резистора сопротивления от приложенного напряжения.

УЗИП имеет два вида защиты:

• Несимметричный (синфазный) — при перенапряжении устройство направляет импульсы на землю (фаза — земля и нейтраль – земля);
• Симметричный (дифференциальный) — при перенапряжении энергия направляется на другой активный проводник (фаза — фаза или фаза – нейтраль).

Чтобы лучше понять принцип работы УЗИП приведем небольшой пример.

Нормальное напряжение цепи 220 В, а при возникновении импульса в этой самой цепи напряжение резко поднимается, например, при ударе молнии. При резком скачке напряжения, в УЗИП уменьшается сопротивление, что приводит к короткому замыканию, которое в свою очередь приводит к срабатыванию автоматического выключателя и в последствии к отключению самой цепи. Таким образом обеспечивается защита электрооборудования от резких перепадов напряжения, не допуская протекания через него импульса высокого напряжения.

Разновидности УЗИП

Устройства защиты от импульсных перенапряжений бывают с одним и двумя вводами, и подразделяются на:

• Коммутирующие;
• Ограничивающие;
• Комбинированные.

Коммутирующие защитные аппараты

Характерной особенностью коммутирующих устройств является высокое сопротивление, которое при возникновении сильного импульса в напряжении мгновенно падает до нуля. Принцип работы коммутирующих устройств основывается на разрядниках.

Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)

Для ограничителя сетевых напряжений также характерно высокое сопротивление. Его отличие от коммутирующего аппарата только в том, что снижение сопротивления происходит постепенно. ОПН основывается на работе варистора (резистора), который используется в его конструкции. Сопротивление варистора находится в нелинейной зависимости от воздействующего на него напряжения. При резком увеличении напряжения происходит также резкое увеличение силы тока, который проходит непосредственно через варистор и таким образом сглаживаются электрические импульсы, после чего ограничитель сетевого напряжения возвращается в первоначальное состояние.

Комбинированные УЗИП

УЗИП комбинированного типа объединяют в себе разрядники и варисторы, и могут выполнять как функцию разрядника так и ограничителя.

Классы УЗИП

Существует всего три класса устройств по степени защиты:

• Устройство I класса (категория перенапряжения IV) — защищает систему от прямых ударов молнии, и устанавливается в главном распределительном щите или в вводно-распределительном устройстве (ВРУ). Обязательно нужно использовать данное устройство, если здание находится на открытой местности и окружено множеством высоких деревьев, что увеличивает риск грозового воздействия.
• Устройство II класса (категория перенапряжения III) — используется как дополнение к устройству I класса для защиты сети от коммутационного воздействия, т.е. от внутреннего перенапряжения сети. Устанавливается в распределительном щите.
• Устройство III класса (категория перенапряжения II) — применяется для защиты от остаточных атмосферных и коммутационных перенапряжений, а также для устранения высокочастотных помех прошедших через устройство II класса. Проводится монтаж как в обычные розетки или разветвительные коробки, так и в сами электроприборы, которые необходимо обезопасить.

Классификация по степени разряда тока:

• Класс В — разрядки воздушные или же газовые с током разряда от 45 до 60 кА. Устанавливаются на вводе в здание в главном щите или в вводно-распределительном устройстве.
• Класс С — варисторные модули с токами разряда порядка 40 кА. Устанавливаются в дополнительных щитах.
• Классы С и D применяются в тандеме в случае, если необходим подземный кабельный ввод.

ВАЖНО! Расстояние между УЗИП должно быть не меньше 10 метров по длине проводки.

Как выбрать УЗИП?

Первое, что нужно сделать при выборе УЗИП это определить систему заземления, которая используется в здании.

Система заземления бывает трех типов:

• TN-S с одной фазой;
• TN-S с тремя фазами;
• TN-C или TN-C-S с тремя фазами.

Не менее важно обратить на выдерживаемую температуру при приобретении устройства. Большинство УЗИП рассчитано на работу при температуре до -25. Если в вашем регионе очень холодный климат, и зимы бывают суровыми, тогда электрощит не должен находиться на улице, иначе устройство выйдет из строя.

При выборе УЗИП также необходимо учесть следующие факторы:

• Значимость защищаемого оборудования;
• Риск воздействия на объект: местность (город или пригород, равнинная открытая местность), зона с особым риском (деревья, горы, водоем), зона особых воздействий (молниеотвод на расстоянии от здания менее 50 метров, который представляет опасность).

В связи с положением, при котором возникла необходимость установки УЗИП, выбирается подходящий класс (I, II, III).

Также важно учитывать выдерживаемое устройством напряжение. Для устройств I-го класса этот показатель не превышает 4 кВ. Устройство II класса выдерживает уровень напряжения до 2,5 кВ, а устройство III класса до 1,5 кВ.

Еще одним важным параметром при выборе УЗИП является максимальное длительное рабочее напряжение — действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Этот параметр должен быть равен номинальному напряжению в сети. Подробно можно ознакомиться с информацией в стандарте МЭК 61643 — 1, приложение 1.

При подключении УЗИП для защиты оборудования важно учитывать его номинальный постоянный или переменный ток, который может поддаваться нагрузке.

Как подключить УЗИП в частном доме?

Установка УЗИП производится в зависимости от показателя напряжения: 220В (одна фаза) и 380В (три фазы).

Схема подключения может быть направлена на бесперебойность или на безопасность, нужно определить приоритеты. В первом случае может временно отключиться молниезащиты для того, чтобы не допустить перебоя в снабжении потребителей. Во втором же случае недопустимо отключение молниезащиты, даже на несколько секунд, но возможно полное отключение снабжения.

Схема подключения в однофазной сети системы заземления TN-S

При использовании однофазной сети TN-S к УЗИП нужно подключить фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводник. Фаза и ноль сначала подключаются к соответствующим клеммам, а затем шлейфом к линии оборудования. К защитному проводнику подключается заземляющий проводник. УЗИП устанавливается сразу после вводного автомата. Для облегчения процесса подключения все контакты на устройстве обозначены, поэтому сложностей не должно возникнуть.

Пояснение к схеме: А, В, С – фазы электрической сети, N – рабочий нулевой проводник, PE – защитный нулевой проводник.

СПРАВКА. Рекомендуется использовать предохранители для дополнительной защиты УЗИП, которые ставятся непосредственно на само устройство.

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-S

Отличительной особенностью трехфазной сети TN-S от однофазной является то, что от источника питания исходит пять проводников, три фазы, рабочий нулевой и защитный нулевой проводники. К клеммам подключается три фазы и нулевой провод. Пятый защитный проводник подключается к корпусу электроприбора и земле, то есть служит некой перемычкой.

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-C

В системе подключения заземления TN-C рабочий и защитный проводник объединены в один провод (PEN), это и является главным отличием от заземления TN-S.

Система TN-C является более простой и уже довольно устаревшей, и распространена в устаревшем жилом фонде. По современным нормам применяется система заземления TN-C-S, в которой находятся по отдельности нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Переход на более новую систему необходим для того, чтобы избежать поражения электрическим током обслуживающего персонала, и ситуаций с возникновений пожара. Ну и конечно же в системе TN-C-S лучше защита от резких импульсных перенапряжений.

Во всех трех вариантах подключения при перенапряжении ток направляется на землю через кабель заземления или же через общий защитный провод, что не дает импульсу навредить всей линии и оборудованию.

Ошибки при подключении

1. Установка УЗИП в электрощитовую с плохим контуром заземления.

При допущении подобной ошибки можно лишиться не только всех электроприборов, но и самой щитовой при первом попадании молнии, так как от защиты с плохим контуром заземления не будет никакого толку, и соответственно никакой защиты.

2. Неправильно выбранное УЗИП, которое не подходит под используемую систему заземления.

Перед покупкой устройства обязательно узнайте какая система заземления используется в вашем доме, а при покупке тщательно ознакомьтесь с его техдокументацией во избежание ошибок.

3. Использование УЗИП не того класса.

Как уже разбирали выше, есть 3 класса устройств защиты от импульсного перенапряжения. Каждый класс соответствует определенной щитовой, и должен устанавливаться согласно правилам и нормам.

4. Установка УЗИП только одного класса.

Часто бывает недостаточно установки УЗИП одного класса для надежной защиты.

5. Перепутан класс устройства и место его назначения.

Бывает и такое, что приборы класса B ставятся в распределительный щит квартиры, приборы класса С в ВРУ здания, а приборы класса D перед электронной аппаратурой.

Схемы подключения и основные правила монтажа УЗИП

Для однофазной или трёхфазной электрической сети в зависимости от типа системы заземления TN-C, TN-S и ТТ применяются различные схемы подключения УЗИП:

Как выбрать схему подключения УЗИП?

Схема подключения УЗИП в сеть зависит от расположения источника помехи и точки заземления PEN или N проводников. В общем случае перенапряжения (ПН) делят на синфазные (несимметричные) и противофазные (симметричные). Синфазные помехи воздействуют на изоляцию или оборудование между проводниками и заземлением (по схеме провод-земля), противофазные − между проводниками одной кабельной линии (по схеме провод-провод).
Соответственно, противофазные помехи характерны для участков сети, на которых один из проводников заземлён, то есть разные провода находятся в разных условиях с точки зрения развития перенапряжений. Синфазные помехи характерны для участков, на которых проводники находятся в одинаковых условиях.
В зависимости от вида ожидаемых помех применяется одна из двух схем включения УЗИП на примере однофазной сети с системой заземления TN-S:

А) от противофазных ПН (провод-провод)

Б) от синфазных ПН (провод-земля)

Для защиты от синфазных ПН УЗИП ставятся между линией (нейтралью) и землей (L/PE, N/PE). Для защиты от противофазных ПН УЗИП ставятся между линейными проводниками (L/L, L/N)

Схему установки УЗИП общепринято обозначать как «X+Y». Если Y=0, то все УЗИП устанавливаются между проводниками сети и РЕ-проводником. Если Y=1, то один УЗИП подключается между заземлением и нулевым проводником, остальные УЗИП подключаются между фазными проводниками и нулевым.

На схемах рисунка 1 поясняется эффективность применения УЗИП, включённых в трёхпроводную однофазную сеть для защиты оборудования по схеме «1+1» или «2+0», в зависимости от типа воздействующих помех. Рассматриваются условные случаи, когда перенапряжение развивается только по фазе (противофазные помехи) или только по проводнику (синфазные помехи).

УЗИП подключено по схеме «1+1»:

1. перенапряжение развивается по фазе > ΔU = U_p;
2. перенапряжение развивается с земли > ΔU = U_p.
Напряжение ΔU, приложенное к оборудованию, равно остаточному напряжению УЗИП, т.е. его уровню защиты.

УЗИП подключено по схеме «2+0»:
3. перенапряжение развивается по фазе > ΔU = 2U_p. Напряжение ΔU, приложенное к оборудованию, равно удвоенному остаточному напряжению УЗИП.
4. перенапряжение развивается с земли > ΔU = U_p. Напряжение ΔU, приложенное к оборудованию, равно нулю, поскольку происходит выравнивание потенциалов фазного и нулевого проводников относительно земли.

Таким образом, для сети TN-S схема «1+1» («3+1») рекомендуется как наиболее универсальная в случаях, когда источник перенапряжения не определён. Схема «2+0» («4+0») применяется. когда перенапряжение развивается с земли.

Основные правила монтажа УЗИП

Правила выбора и монтажа УЗИП в электроустановках зданий описаны в пункте 534.2 ГОСТ Р 50571.5.53-2013.

Правило №1 При монтаже УЗИП – использовать короткие соединительные проводники. Провод – это индуктивное сопротивление. При срабатывании УЗИП происходит падение напряжения на индуктивности соединительных проводников в момент прохождения через них импульсного тока. Возникающие напряжения суммируются с напряжением защиты УЗИП, что приводит к увеличению напряжения, приложенного в итоге к защищаемому оборудованию.

С целью уменьшения индуктивности в качестве заземляющего проводника УЗИП мы используем плоский провод типа ПЗ 10-300. На импульсе за счет скин-эффекта провод прямоугольного сечения будет иметь меньшую индуктивность по сравнению с проводом круглого сечения.

Минимальная площадь сечения заземляющих проводов УЗИП с учетом того, что они выполнены из меди или аналогичного материала, должна составлять 4 мм 2 (требование ГОСТ Р 50571.5.53-2013). Максимальное сечение не превышает 35 мм 2 , что определяется возможностями бугельных разъемов, применяемых в УЗИП.

Надо отметить, что сечения проводников, выбранных для сети по условию нагрева от тока кз, достаточно и для подключения УЗИП. Потому что за время от 20 до 350 мкс протекания импульса тока молнии провод не успеет перегреться. Тем более, что расчет проводов УЗИП начинают не с рабочей температуры, а с температуры окружающей среды.

Правило №3
Не заземлять УЗИП на дин-рейку. Надежность такого соединения низкая, оно не пригодно для отвода импульсных токов большой амплитуды. Правильно же соединить РЕ-вывод УЗИП с шиной заземления или болтом заземления щитка.

Эксплуатация УЗИП

УЗИП не требует специального обслуживания. В начале и конце грозового сезона необходимо произвести осмотр щитка, проверить все соединения.

Если у УЗИП есть индикатор состояния рабочего модуля, то надо удостовериться, что УЗИП находится в рабочем состоянии (цвет индикатора зеленый). Красный цвет окошка свидетельствует о необходимости замены съемного рабочего модуля. Но это нештатная ситуация. В нормальном состоянии УЗИП – устройство многократного действия, после срабатывания оно остается в рабочем состоянии.

Особенности каскадной защиты оборудования

УЗИП класса I, пропуская значительный ток молнии, обладает достаточно высоким уровнем защиты, опасным для аппаратуры. Для более глубокого ограничения напряжения требуется установка последующих ступеней защиты – УЗИП класса II и III, такая схема защиты называется каскадной. Важной задачей при каскадной схеме защиты является координация работы УЗИП разных её ступеней.

О применении УЗИП для защиты сети освещения

Сеть освещения с точки зрения грозозащиты обладает рядом особенностей: значительной протяженностью и низкой электрической прочностью изоляции. Функции системы освещения могут затрагивать вопросы безопасности и коммерческой эффективности предприятий. В данной статье предпринята попытка разработать систему обоснования применения УЗИП с целью защиты сетей освещения от грозовых перенапряжений. Решение такой задачи должно быть основано на экономическом расчете, исходными данными к которому является оценка рисков, связанных с повреждением оборудования.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений в сети НН КТП

Ограниченные возможности изоляции электрооборудования низкого напряжения противостоять грозовым перенапряжениям обуславливают необходимость применения устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). В частности, проблема ограничений грозовых перенапряжений возникает при эксплуатации электрооборудования 0,4 кВ комплектных трансформаторных подстанций (КТП). Причиной грозовых перенапряжений в этом случае являются удары молнии, как непосредственно в КТП, так и в отходящие (0,4 кВ) и питающие (6–20 кВ) линии. В результате исследований показана возможность возникновения опасных перенапряжений в сети 0,4 кВ трансформатора путём их передачи с высоковольтной обмотки. Для защиты от данного вида перенапряжения даны рекомендации по выбору и применению УЗИП.

Применение УЗИП для защиты сети освещения

Руководитель направления низковольтных защитных устройств Нататья Кутузова, совместно с коллегами из других компаний и образовательных учереждений написала подробную статью о применение УЗИП для защиты сети освещения для журнала Электроэнергия

Особенности разработки переходных пунктов для соединения высоковольтных воздушных и кабельных ЛЭП

В состав каждого переходного пункта входит набор необходимого электротехнического оборудования, от правильности выбора которого зависит надежность и безопасность дальнейшей эксплуатации. Применение унифицированных решений, например, комплектных переходных пунктов ПКПО-КВ, позволяет исключить ошибки при проектировании и избежать аварийных ситуаций при эксплуатации.

Supply Chain и логистика

Логист Стримера, Александр Лесман рассказывает о Supply Chain, логистике в НПО Стример и Streamer AG и планах на будущий год.

Опасности молнии на линиях электропередачи: китайский опыт

В статье описан опыт борьбы с молнией в Китае. Что такое эффективность молниезащиты, по каким показателям она измеряется? Как повысить грозоустойчивость воздушных линий и какие бывают устройства молниезащиты.

Современное решение для соединения высоковольтных воздушных и кабельных линий

Инновационные комплектные переходные пункты для соединения ВЛ и КЛ на опоре появились в портфеле продукции АО «НПО «Стример» в середине 2017 года и активно внедряются на линии электропередачи классов напряжения 35 и 110 кВ.

Финансирование следующего глобального инвестиционного цикла T & D: 2020-2040

Предлагаем вам отредактированную версию отчета Goulden Reports – известной консалтинговой компании, проводящей исследования и собирающих данные по нескольким отраслям.

Разрядники в сравнении с ОПН (УЗПН). Основные различия

Удары молнии в элементы воздушных линий электропередачи (ВЛ) или рядом с ними могут приводить к перекрытиям линейной изоляции, и как следствие, повреждениям элементов ВЛ и отключениям линий. В настоящее время, для защиты ВЛ от негативных последствий грозовых воздействий применяют разрядники (длинно-искровые и мультикамерные) и нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), в исполнении для установки на ВЛ -УЗПН.

Интервью с Хенриком Нордборгом (Nordborg Henrik)

Хенрик Нордборг – профессор физики и руководитель программы бакалавриата «Возобновляемые источники энергии и экологические технологии» в Университете прикладных наук в Рапперсвиле, Швейцария.

Где испытывают продукцию “Стримера”?

В Санкт-Петербурге у компании «Стример» есть собственный испытательный центр, в котором находится уникальная испытательная установка ГИН-300К. Она позволяет одновременно воспроизводить два типа абсолютно разных воздействий – импульс молнии и напряжение, которым подвергаются молниезащитные разрядники. Благодаря ей мы можем испытывать разрядники в условиях, максимально приближенных к реальным.

Заземление экранов кабеля на переходном пункте, выполненном на опоре: опыт заземления экранов на ПКПО-КВ

Заземление экранов кабеля — обязательная процедура при строительстве кабельных линий электропередачи и связи.

Концевая кабельная муфта в составе комплектного переходного пункта для соединения высоковольтных воздушных и кабельных линий: особенности выбора муфт и их последующего монтажа

В состав каждого переходного пункта входит набор электротехнического оборудования. Правильность его выбора определяет надежность и безопасность эксплуатации. Применение унифицированных решений комплектных переходных пунктов ПКПО-КВ, позволяет исключить ошибки при проектировании и избежать аварийных ситуаций при эксплуатации.

Как отличить оригинальный разрядник от контрафактного?

Содержание:
Чем опасен контрафакт, самый подделываемый разрядник на рынке, негативные последствия от использования контрафактных устройств.
Почему качество контрафакта ниже, кто и как производит контрафакт, как испытывается контрафактная продукция
Как отличить оригинальный разрядник от контрафактного, особенности оригинальной упаковки, особенности исполнения деталей, маркировка и название.

УЗИП для частного дома: принцип работы, схема подключения, 1, 2, 3 класса

УЗИП – это устройство, которое защищает оборудование и эл.приборы в сети 220-380В от импульсных перенапряжений.

При этом не путайте импульсное перенапряжение, просто с повышенным, которое возникает при аварийных ситуациях – обрыве ноля или попадании фазы на нулевой проводник. Импульсное длится не более 1 миллисекунды. Никакое реле напряжения за это время отработать не успевает.

Помимо аббревиатуры УЗИП можно встретить и другие распространенные названия. Например, ОПС – ограничитель перенапряжения сети или ОИН – ограничитель импульсных напряжений.

Несмотря на разные названия, функциональное назначение у всех этих устройств одинаковая. Они должны выполнять две главные задачи:

• защищать оборудование от последствий удара молнии

Причем не обязательно от прямого попадания, но и от возникающих “наводок” и импульсных разрядов при грозе. От них выйти из строя могут не только работающие приборы, но и “спящие”. То есть те, которые просто воткнуты в розетку – TV, холодильники, зарядки.

• защищать от перенапряжений при коммутациях

Оказывается, для появления импульсных аномалий в сети, вовсе не обязательно, чтобы рядом с вашим домом молния попала в линию электропередач. Достаточно кому-то в этой же самой сети (0,38-6-10кВ) включить конденсаторные батареи, запустить мощный электродвигатель или сварочный аппарат.

Как сами понимаете, говорить об актуальности монтажа УЗИП в этом случае нужно не только для частных домов, но и для квартир в многоэтажках. Данная коммутация будет сопровождаться кратковременным импульсом, который спалит вам электронные компоненты телевизора, стиральной машинки или компьютера. От всего от этого ни УЗО, ни диффавтоматы, ни реле напряжения не помогут.

А вот УЗИП реально спасет дорогостоящие приборы. Иногда такие импульсы не приводят к капитальной поломке, зато сопровождаются “зависанием” системы, потерей памяти и т.п. А это опять дополнительные расходы на ремонт, наладку и обслуживание.

Если взять все домашние электроприборы и разбить их на категории электрической стойкости к импульсам напряжения, то получится следующая табличка:

Назначение

Основной функцией УЗИП является защита сетей и подключенного оборудования от высоких импульсных напряжений, возникающих в результате непосредственного или косвенного влияния разрядов грозы и прочих негативных факторов, происходящих в этой сети.

Подобные аномалии могут появиться не только вблизи, но и при попадании молнии в ЛЭП на значительном расстоянии от объекта. Помимо грозы, причинами импульсов нередко становятся мощные агрегаты и оборудование, запускаемые в той же самой сети. Как правило, это сварочная аппаратура, электродвигатели, конденсаторы и другие аналогичные устройства.

Приборы категории УЗИП актуальны не только в частном секторе, но и среди владельцев квартир многоэтажных домов. Все они до предела насыщены тонкой электронной аппаратурой с повышенной чувствительностью, и сильный кратковременный импульс может просто вывести ее из строя без возможности восстановления. Следует помнить, что от этого явления не спасают автоматы, УЗО, УЗМ и другие традиционные защитные средства.

Таким образом УЗИП способны защитить от многих негативных явлений:

• Разряды молний, поражающие электросети и приборы, вызывающие сильные скачки напряжения под прямым или косвенным воздействием.
• Импульсные перенапряжения, возникающие из-за переходных процессов коммутации при включении-выключении мощного оборудования.
• Короткие замыкания, возникающие на удалении, способные вызвать перенапряжение в домашней сети.

Данные устройства могут называться по-разному. Кроме УЗИП, они называются ОПС – ограничители перенапряжений сети, или ОИН – ограничители импульсных напряжений. Все они выполняют одни и те же функции, действуя совершенно одинаково.

Конструкция

УЗИП изготавливаются по стандартным размерам в модульном исполнении. Поэтому они легко монтируются на обычную ДИН-рейку, шириной 35 мм. В соответствии с классом защиты, в конструкцию прибора может входить от 1 до 4 модулей. Отработанные секции, выполнившие свою защитную функцию, легко заменяются новыми. Для этого центральная часть корпуса оборудована специальными направляющими под новые модули. Таким образом, замена выполняется быстро, поскольку не требуется отключать провода и демонтировать все устройство.

Основным защитным компонентом служит варистор, представляющий собой разновидность полупроводников. Для его изготовления применяется керамическая смесь и окись цинка. К ним добавляются специальные примеси, создающие уникальные запирающие свойства готового элемента, на котором основан принцип действия всего прибора. Кроме того, каждый модуль отдельно защищен от повышенных токовых нагрузок.

На передней панели имеется окно с дисплеем, где отображается состояние и работоспособность устройства. Подключение проводников осуществляется через клеммы, предназначенные для входа и выхода. Надежность контактов повышается за счет насечек, существенно увеличивающих площадь соприкосновения и снижающих сопротивление самих контактов. Подключая провода, нужно обязательно соблюдать полярность. Во избежание путаницы, каждая клемма промаркирована в соответствии со своим предназначением.

Технические характеристики

Вот базовые технические характеристики, на которые следует обращать внимание при выборе УЗИП. Они обычно прописаны на корпусе устройства.

• номинальное и максимальное напряжение сети. Это напряжение, при котором устройство будет нормально работать не срабатывая. При его превышении УЗИП становится активным.
• номинальный и максимальный разрядный ток. Это ток, который УЗИП может пропустить через себя несколько раз без последствий и риска выхода их строя. УЗИП — это не обязательно одноразовое устройство, как некоторые считают.
• уровень защитного напряжения или классификационное напряжение. Максимальное U на клеммах устройства, когда варистор начинает открываться при протекании через него определенного тока.
• класс устройства

Принцип работы

Устранение перенапряжения выполняется в двух основных режимах:

• Несимметричный или синфазный. Используются схемы фаза-земля и нейтраль-земля, при которых вся избыточная энергия отводится в землю.
• Симметричный или дифференциальный. Здесь используются варианты фаза-фаза и фаза-нейтраль, где вся энергия перенаправляется для отвода по другому активному проводнику.

То, как работает УЗИП, полностью зависит от исполнения и конструкции аппаратуры. Первый вариант предполагает использование вентильных и искровых разрядников, особенно эффективных в сетях с высоким напряжением. Когда на них воздействует грозовой разряд, под влиянием перенапряжения в перемычке пробивается воздушный зазор. Поскольку она соединяет фазу и контур заземления, то высокое импульсное напряжение уйдет в землю.

Если вместо воздушного используется искровой промежуток, то для гашения импульса применяется резистор. УЗИП с газонаполненными разрядниками рекомендуется устанавливать на объектах, где имеется внешняя система молниезащиты или подача электроэнергии осуществляется при помощи воздушных линий.

Второй вариант представляет собой ограничитель перенапряжения, сконструированный на основе варистора, подключаемого параллельно с оборудованием, находящимся под защитой. В обычном рабочем режиме через варистор проходит ток очень малой величины, приближенной к нулю. Однако, при возникновении перенапряжения, его сопротивление резко снижается и высокий ток свободно проходит через защитный компонент, рассеивая при этом всю полученную энергию. После этого напряжение снижается до номинального и варистор вновь работает в непроводящем режиме.

Все приборы оборудуются встроенной тепловой защитой, предупреждающей выгорание в конце срока эксплуатации. Неоднократные срабатывания приводят к потере полезных качеств варистора, и он превращается в постоянный проводник тока. Такое состояние определяется индикатором, а информация об этом выводится на дисплей.

Виды УЗИП

Существующие УЗИП отличаются по быстроте срабатывания. Различия объясняются неодинаковыми конструкциями и принципами работы приборов. Поэтому принято выделять 3 вида устройств молниезащиты:

1. Искровые промежутки (разрядники). Представляют собой воздушный зазор между электродами.
2. Варисторные ограничители перенапряжения (ОПН). Полупроводниковые устройства. Резко снижают сопротивления при возрастании напряжения. Встречаются в УЗИП, устанавливаемых в квартирные щитки, на платах бытовой техники и на опорах ЛЭП.
3. Комбинированные устройства. Сочетают в себе оба из перечисленных типов устройств.

Искровые промежутки (разрядники)

Наиболее старый и простой тип защиты от перенапряжения. Как правило, разрядники используются в трансформаторных подстанциях и распределительных устройствах. На таких объектах возможны резкие скачки напряжения при коммутационных процессах.

Имеется 2 электрода. Один подключается к заземлению. Второй к защищаемой линии. Пока разность потенциалов между электродами находится в пределах нормы, разрядник обладает большим сопротивлением воздуха. Как только напряжение между электродами превышает заданный уровень, происходит пробой воздушного промежутка (пролетает искра). Разрядник на доли секунды сбрасывает сопротивление.

УЗИП на основе искровых разрядников

Напряжение срабатывания разрядника регулируется расстоянием между электродами. Чем оно больше, тем выше вольтаж, при котором произойдет пробой воздушного промежутка.

Важно! Если долго проходить в помещении в синтетической куртке, а потом прикоснуться к чему-то металлическому, то между пальцем и железным предметом пролетит искра. Произойдет пробой воздушного промежутка между заряженной от трения курткой и железным предметом. Разрядники работают по аналогичному принципу.

Варисторные ограничители перенапряжения

Низковольтный вариант данного устройства применяется в квартирных электрощитах. Для этого на корпусе предусмотрено стандартное крепление под DIN-рейку. Прибор работает с напряжениями 220/380 В и предохраняет от перенапряжения отдельную квартиру или трехфазного потребителя.

Высоковольтный вариант устанавливается на линии 10 кВ и выше. Обладает сравнительно большими размерами и мощным керамическим корпусом белого или коричневого цвета. Данный ограничитель импульсных перенапряжений еще называют вентильным разрядником (не путать с искровым промежутком).

Ограничитель импульсных напряжений на варисторах

Комбинированные устройства

Комбинированные УЗИП сочетают достоинства от вышеперечисленных защитных устройств. Основные из них таковы:

1. Низкое напряжение срабатывания варисторных ОПН. Как следствие, высокая чувствительность к самым незначительным превышениям напряжения.
2. Большая рассеиваемая мощность искровых разрядников. Некоторые модели способны пропускать токи в десятки килоампер.

Полюса УЗИП

Устройства защиты от импульсных перенапряжений устанавливаются во вводном, вводно-распределительном или главном распределительном щите дома, а также в варианте установки в отдельном щите Щ.З.И.П. (щит защиты от импульсных перенапряжений).

Та как УЗИП подключается ко всем токоведущим проводам цепи электропитания, то УЗИП первого и второго класса, бывают двух полюсные (220 В) и четырех полюсные (380 В).

Классы устройств защиты от импульсных перенапряжений

По степени защиты УЗИП делятся на:

• Устройство I класса (категория перенапряжения IV) – защищает систему от прямых ударов молнии в систему внешней молниезащиты и попадание молнии в линию электропередач вблизи объекта. Устанавливается в главном распределительном щите (ГРЩ) или в вводно-распределительном устройстве (ВРУ). Такое УЗИП нужно использовать если здание находится на открытой местности и окружено множеством высоких деревьев, что увеличивает риск грозового воздействия.

Этот тип рассчитан на пиковое значение тока с фронтом 10/350 мс. Это значит, что рост тока до максимального значения происходит в течение 10 мс. Далее его значение падает на 50% через 350 мс. Такое наблюдается именно при прямом ударе молнии. Это очень малое время воздействия, на которое остальные защитные аппараты зачастую не успевают среагировать. А при достаточном импульсном токе, просто выходят из строя, никак не защищая подключенное оборудование.

Тип 1 используется при наличии системы молниезащиты – молниеотвод, металлическая сетка на здании.

• устройство II класса (категория перенапряжения III) – используется как дополнение к устройству I класса для защиты сети от ударов молнии в ЛЭП и от переключений в системе электроснабжения, т.е. от импульсных скачков напряжения, которые появляются при включении-отключении очень мощного оборудования, либо при непрямом попадании молнии.

Устанавливается в вводных распредустройствах многоквартирных жилых зданий или в уличных ВРУ частных коттеджей и домов (при воздушном вводе в здание это требует ПУЭ, пункт 7.1.22. Получается, что УЗИП Т-2 должны использоваться в частном секторе практически всегда.).

Они рассчитаны на пиковое значение тока с фронтом 8/20мс. То есть, максимум тока достигается за 8мс, а спадает он наполовину за 20мс.

• устройство III класса (категория перенапряжения II) – защищает от остаточных импульсных перенапряжений, образующихся при коротких замыканиях, либо после гашения основного импульса, первыми двумя классами УЗИП. Также работают в качестве фильтров высокочастотных помех.

Используются для защиты чувствительного электронного оборудования, поблизости от которого и устанавливаются.
Эта защита нужна очень чувствительному электронному оборудованию. Например, дорогостоящим медицинским приборам, компьютерам и т.п. Также актуальны для частного дома или квартиры — подключаются и устанавливаются непосредственно у потребителей.

Третий класс применяют только как дополнительную защиту к Т-2, и он имеет более низкую разрядную способность.
Тип Т-3 обязательно устанавливается, если приборы расположены далее 30 метров от вводного УЗИП Т-2.

Если у вас нет желания выстраивать всю эту трехступенчатую защиту, приобретайте УЗИП, которые изначально идут с расчетом работы в трех зонах 1+2+3 или 2+3… Такие модели тоже выпускаются. И будут наиболее универсальным решением для применения в частных домах. Однако стоимость их конечно отпугнет многих.

Обратите внимание, что для обеспечения селективности защиты, нельзя устанавливать УЗИП разных классов параллельно один за другим в одном месте. Иначе максимальный ток молнии изначально пойдет совсем не через то устройство и элементарно сожгет его. Чтобы этого не произошло, между УЗИП разного класса должен быть развязывающий элемент – индуктивность. Роль этой индуктивности выполняет обычный кабель или провод.

Рекомендуемое расстояние между разными УЗИП – не менее 10 метров. В маркировке УЗИП может быть указан класс В (см. I класс выше), класс С (см. II класс выше), класс D (см. III класс выше).

Правила подключения УЗИП

• Ставится УЗИП во вводном, вводно-распределительном или главном распределительном щите дома;
• Подключая УЗИП, не допускаем, чтобы суммарная длина проводника к полюсу УЗИП и от УЗИП к контакту заземления превышала 50 сантиметров;
• Для защиты УЗИП от короткого замыкания, выше устройства ставится автоматический выключатель.

Подключение в частном доме

Подключение в частном доме может производиться в однофазную и трехфазную сеть. При этом могут для УЗИП схема подключения может быть различной.

Как правильно подключать УЗИП?

Рассмотрим требования к подключению устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) в электроустановке здания, которые установлены стандартом МЭК 60364-5-53:2020.

В стандарте МЭК 60364-5-53, в частности, указано:

Особенности и требования.

534.4.8 Подключение УЗИП

Эффективный уровень защиты от импульсных перенапряжений в электроустановке в значительной степени зависит от соединений и длины проводников, расположения самого УЗИП и требуемых разъединителей УЗИП.

Все проводники и соединения с соответствующей линией, которую необходимо защитить, а также соединения между УЗИП и любым внешним разъединителем УЗИП должны быть максимально короткими и прямыми. Следует избегать создания какой-либо ненужной петли кабеля.

Длина соединительных проводников определяется суммой длины пути проводников, используемых от проводника, находящегося под напряжением, до защитного заземляющего проводника РЕ между точками соединения А и В в соответствии с рисунком 8.

Необходимо обратить внимание на ограничение общей длины проводников между точками присоединения сборки УЗИП (см. рисунок 8), значение которой не должно превышать 0,5 м.

Рисунок 8 – Подключение УЗИП

На рисунке 8 обозначено:

• УЗС – устройство защиты от сверхтока электроустановки;
• УЗИП – устройство защиты от импульсных перенапряжений;
• A и B – точки присоединения сборки УЗИП.

Примечание – При отсутствии устройства защиты от сверхтока длина b равна 0.

Для выполнения этих требований главный защитный проводник должен быть присоединен к заземляющему зажиму, расположенному как можно ближе к УЗИП, путем добавления при необходимости промежуточного заземляющего зажима (см. схемы на рисунке 9).

При определении общей длины соединительных проводников согласно рисунку 9 не должны приниматься во внимание следующие длины кабелей:

• от главного заземляющего зажима до промежуточного заземляющего зажима;
• от промежуточного заземляющего зажима до защитного заземляющего проводника РЕ.

Длина (и, следовательно, индуктивность) кабелей между УЗИП и главным заземляющим зажимом должна быть минимальной. УЗИП могут быть присоединены к главному заземляющему зажиму или к защитному заземляющему проводнику через металлические детали, например металлическую оболочку распределительного устройства (см. 543.4.2), при условии, что она подсоединена к защитному заземляющему проводнику и соответствует требованиям к защитному проводнику в соответствии с МЭК 60364-5-54. При подключении соответствующих УЗИП к главному заземляющему зажиму и дополнительно к главному защитному проводнику может повыситься уровень защиты от импульсных перенапряжений.

Если общая длина проводников (a + b + c), как определено на рисунке 8, превышает 0,5 м, то следует выбрать, по крайней мере, один из следующих вариантов:

• выбрать УЗИП с более низким уровнем напряжения защиты U_P (один метр длины прямолинейного кабеля, через который протекает импульсный ток 10 кА (8/20), увеличивает падение напряжения примерно на 1000 В);
• установить второй согласованный по параметрам УЗИП рядом с защищаемым электрооборудованием таким образом, чтобы уровень напряжения защиты U_P соответствовал номинальному импульсному напряжению защищаемого электрооборудования;
• использовать установку, показанную на рисунке 9.

На рисунке 9 обозначено:

• УЗС – устройство защиты от сверхтока электроустановки;
• УЗИП – устройство защиты от импульсных перенапряжений;
• РЕ – защитный заземляющий проводник;
• О/У – электрооборудование или электроустановка;
• 1 – главный заземляющий зажим;
• 2 – промежуточный заземляющий зажим;
• 3 – длина c (подлежит рассмотрению);
• 4 – длина кабеля не должна учитываться;
• 5 – длина кабеля не должна учитываться;
• A и B – точки присоединения сборки УЗИП.

534.4.9 Эффективное защитное расстояние УЗИП

Если расстояние между УЗИП и защищаемым электрооборудованием превышает 10 м, то следует предусмотреть дополнительные защитные меры, такие как:

• дополнительное УЗИП, установленное как можно ближе к защищаемому электрооборудованию; его уровень напряжения защиты U_P ни в коем случае не должен превышать значение требуемого номинального импульсного напряжения U_W оборудования;
• использование одновводных УЗИП на вводе электроустановки или рядом с ним; их уровень напряжения защиты U_pни в коем случае не должен превышать 50 % от значения требуемого номинального импульсного напряжения U_W защищаемого электрооборудования. Эта мера должна осуществляться вместе с другими мерами, такими как использование экранированной проводки во всех защищаемых цепях;
• использование двухвводных УЗИП на вводе электроустановки или рядом с ним; их уровень напряжения защиты U_p ни в коем случае не должен превышать значение требуемого номинального импульсного напряжения U_W защищаемого электрооборудования. Эта мера должна осуществляться вместе с другими мерами, такими как использование экранированной проводки во всех защищаемых цепях.

534.4.10 Соединительные проводники УЗИП

Проводники между УЗИП и главным заземляющим зажимом или защитным заземляющим проводником должны иметь площадь поперечного сечения не менее:

• 6 мм 2 из меди или аналогичного материала для УЗИП класса испытаний II, установленных на вводе электроустановки или рядом с ним;
• 16 мм 2 из меди или аналогичного материала для УЗИП класса испытаний I, установленных на вводе электроустановки или рядом с ним.

В соответствии с требованиями пункта 433.3.1, b) МЭК 60364-4-43:2008 проводники, соединяющие УЗИП и устройства защиты от сверхтока с проводниками, находящимися под напряжением, должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать ожидаемый ток короткого замыкания, и должны иметь площадь поперечного сечения не менее:

• 2,5 мм 2 из меди или аналогичного материала для УЗИП класса испытаний II, установленных на вводе электроустановки или рядом с ним;
• 6 мм 2 из меди или аналогичного материала для УЗИП класса испытаний I, установленных на вводе электроустановки или рядом с ним.

Заключение от Харечко Ю.В: при подготовке национального стандарта на основе стандарта МЭК 60364-5-53 (примечание от автора статьи: сейчас действует ГОСТ Р 50571.5.53-2013) следует корректно воспроизвести его требования, исправить ошибки, устранить недостатки.

Схемы подключения УЗИП для частного дома

Для предохранения электрического и электронного оборудования от удара молнии предназначена система устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Схема подключения в частном доме осуществляется с целью безопасности или бесперебойности ее работы. В первом случае происходит полное отключение потребителей, а во втором — обеспечивается безопасная их работа.

Типы импульсных перенапряжений

Напряжение молнии исчисляется десятками, а иногда сотнями тысяч вольт. Поэтому за короткий период она наносит немалый вред, выводя из строя бытовую технику. У холодильников ломается компрессорный двигатель, в блоках питания выгорает первичная цепь преобразователя и т. д.

Большую опасность представляет в этот момент перенапряжение в электрической цепи, так как появляется высокая вероятность возникновения пожара. Причины возникновения скачков напряжения:

1. Молнию характеризует стремительный импульс, который пробивает сеть, так как его мощность в несколько раз превышает значение у проводников. Он попадает в электрическую линию, а затем и оборудование внутри дома, и выражается отношением амплитуды напряжения в 10 кВ к длительности ее протекания — 350 мкс.
2. К перенапряжению приводят неисправности в электрических цепях, вызванные коммутационными процессами. Это может быть результатом аварии на электростанции или при переключении с одного генератора на другой. В этот момент во вторичной сети может возникнуть мощный импульс, который наносит вред, соизмеримый с молнией.

Перенапряжение характеризуется как аварийное состояние системы во время генерации электрической энергии. Поэтому чтобы защитить электрооборудование от возникновения негативных импульсов, устанавливают УЗИП для частного дома.

Первичные средства

Монтаж устройств защиты от импульсных перенапряжений считается только частью процедуры по защите от возникновения очагов пожара или выхода из строя электрического оборудования. Предварительно следует обеспечить первичные средства защиты от воздействия молнии. В их число входят:

1. Вокруг частного дома следует провести металлическую шину и замкнуть ее, что послужит в качестве заземления по всему периметру.
2. К пластинам подключаются молниеотводы по краям дома.
3. На крыше монтируется основной громоотвод. Если конструкция получается чересчур большой, то громоотводы разделяются на несколько элементов.
4. Особенно это касается частных домов с металлической крышей, если рядом с ней проходит электрическая сеть.

Кроме воздействия импульсов от молний, следует учесть другие возможности проникновения помех внутрь дома. Резкое повышение напряжения может произойти в период подключения высоковольтных устройств на подстанции.

Импульс проникает через телевизионный кабель и попадает в телевизор, который скорей всего выйдет из строя. Такая же ситуация может возникнуть с интернет-кабелем, перенапряжение по которым приводит в негодность персональный компьютер. В сложных ситуациях может возникнуть очаг возгорания.

Чтобы воспрепятствовать этим негативным явлениям, следует все линии и оборудование подключить к заземляющему контуру, а во время молний полностью их обесточивать. Вручную это обеспечить практически невозможно, поэтому существует автоматическая защита низковольтных сетей.

Классификация УЗИП

Существует 3 класса разновидности устройств защиты от импульсных перенапряжений. Класс 1 обладает способностью пропустить через себя и выдержать всю энергию от молнии. Устанавливаются такие приборы в сельской местности с воздушными электрическими линиями. Кроме того, рекомендуется их монтаж в домах с громоотводами или зданиях, расположенных рядом с высокими объектами. В квартирах или административных помещениях такие устройства не устанавливаются.

Прибор 2 класса не применяется без первого устройства, так как он не способен выдержать мощность удара молнии. Его эффективность проявляется только при совместном применении.

Устройство 3 класса не используется без двух предыдущих приборов и устанавливается оно непосредственно перед потребителем. К такому типу относится сетевой фильтр или защита в блоках питания некоторых бытовых агрегатов.

Схемы подключения

Для защиты низковольтных сетей существует несколько схем подключения УЗИП. Идеальным вариантом считается комплексное применение устройств, так как удар молний абсолютно не прогнозируем.

Внешняя система

Внешний элемент защиты принимается из расчета, что по его компонентам возможно протекание максимального тока. Защитное устройство устанавливается с возможностью выдержать 100 кА. Чтобы негативный импульс не причинил много бед, его следует отвести по пути наименьшего сопротивления.

Для этого в электрическом щите устанавливается комплексный УЗИП, включающий в себя три степени защиты. Это устройство обладает большой мощностью и скоростью срабатывания, предохраняя оборудование общей мощностью до 20 кВт.

Непосредственно схема его подключения зависит от типа контура заземления.

Если это разделенное на два участка заземление, то в щитке монтируются две отдельные шины: нулевая, заземляющая. Между ними устанавливается перемычка, которая считается дополнительной защитой.

Установка защиты на ответвлении

Возможна установка УЗИП не в распределительном щитке, а непосредственно на ответвлении электрической сети. Например, где воздушная линия расходится на два соседних дома, а контур заземления не обладает молниеотводами.

Иногда устройство устанавливается перед входом в дом и применение УЗИП с 3 классом защиты нерационально. Монтируются приборы, обладающие 1 и 2 классом. Если расстояние от столба до дома превышает 60 м, то в электрическом щитке устанавливается дополнительное устройство со 2 классом защиты.

Отличается способ установки защиты, если дом подключен к подземному кабелю. Аварийная ситуация возникает от других внешних источников, поэтому длительность импульсных помех будет намного меньше. Для защиты достаточно будет установить в распределительный щит УЗИП 2 класса.

Кроме электрических линий, перенапряжение может возникнуть в телевизионных сетях. Часто высоковольтные помехи генерируются на антенных приемниках в домах, где нет молниеотводов. Возникновение кратковременного высокого напряжения в антенном кабеле приводит к выходу из строя селектора телевизора.

Устройство защиты представляет собой антенный переходник с заземляющим устройством. Существуют два типа приборов: для аналогового, спутникового или цифрового телевидения. Различить их можно по соответствующим надписям на корпусе: Radio/TV, SAT.

Сетевой кабель интернет также обладает защитным устройством, которое устанавливается при вводе провода в здание.