Этапы монтажа УЗИП в распределительный щит
Рассмотрим бытовой случай, когда для квартиры или частного дома монтируется распределительный щит с разрядником, подбирается щиток подходящего объема для размещения счетчика, начальные автоматические выключатели и отдельные автоматические выключатели группами, УЗИП разрядного типа для монтажа на DIN-рейку.
Когда все элементы с правильными техническими характеристиками куплены, провода для подключения можно приступать к установке:
- На задней стенке внутри платы саморезами крепится листовая пластина, к которой крепятся DIN-рейки и все остальные элементы. Для удобства сборки снимите эту пластину и установите ее на столе;
- В первую очередь к пластине крепится измерительный блок (счетчик), обычно в левой верхней части;
- С правой стороны счетчика крепим на металлические шурупы или болты дин-рейку подходящего размера для установки на нее вводного автомата и дивертора;
- На реке дин в нижнем ряду АЗС и автоматические выключатели установлены группами;
- В нижней части расположены клеммные колодки с винтовыми зажимами для подключения нулевых проводов и отдельных проводов заземления;
- Если в щите управления осталось место, можно поставить накладную розетку для открытого провода.
Размещение элементов на пластине строго не регламентировано инструкциями, отдельные элементы могут располагаться справа или слева, в зависимости от условий. Практика также показывает, что подключать провода сверху от вводного автомата проще, поэтому счетчик, вводной автомат и отвод располагаются в верхней части.
Во втором ряду УЗО и автоматические выключатели группами, под площадками для заземляющих и нулевых проводов. После размещения всех элементов можно приступать к подключению проводов. Для отключения всего РП требуется детальная оценка в отдельной теме, рассмотрим куда и как подключается ОПН:
- От нижнего выводного зажима вводной машины фазный провод подключается к вводному зажиму верхней части ОПН;
- Если сеть трехфазная, остальные фазы подключаются таким же образом к соответствующим клеммам;
- Выход с разрядником, клеммы в нижней части подключаются проводами к блоку или шине заземления;
- Нейтральный провод подключается к нижней клемме с маркировкой «N»;
Один из вариантов размещения элементов и подключения УЗИП в щите
Когда замена всех элементов завершена, пластина вставляется в корпус экрана на стене, фиксируется болтами, затем фазы входящего кабеля подключаются к вводу вводного автомата, провод заземления подключается к подходящим колодкам . К выходам соответствующих автоматов подключаются провода разных групп электропитания.
Обратите внимание, что индикатор разрядника в исходном состоянии должен быть зеленым, если сработала защитная функция, индикатор красного цвета
Виды УЗИП и принципы работы
Все приборы УЗИП имеют одно назначение, защиту оборудования в электросетях от импульсного перенапряжения. Достижение этой цели осуществляется разными путями, поэтому изделия отличаются по принципу работы и конструкции.
На графиках справа показано как УЗИП срезает импульс перенапряжения
Искровые разрядники – работают по принципу искрового разряда в промежутках между проводниками фазы и заземления.
В перемычку между этими линиями ставится разрядник с разрывом цепи, воздушный зазор рассчитан на пороговое значение перенапряжения. При превышении установленного порога, воздушный зазор пробивается, ток с фазного проводника уходит в контур заземления, не доходя до бытовой техники и другого оборудования.
Вентильные разрядники – работают по такому же принципу, но с одной стороны воздушного зазора находится сопротивление, которое рассеивает энергию импульса напряжения.
Модели УЗИП на разрядном принципе имеют большие габариты, используются в сетях высокого напряжения на участках между ЛЭП и трансформаторных подстанций, это старые, но надежные конструкции. Постепенно их вытесняют ОПН (Ограничители напряжения).
Ограничители перенапряжения — в данном случае в качестве перемычки ставят варисторы обладающие свойствами нелинейного резистора. Для не посвященных, варисторы обладают уникальными вольт — амперными характеристиками для пропускания больших токов высокого напряжения.
Основой состава варистора является оксид цинка с добавлением окисей разных металлов, в такой смеси создается структура последовательности p-n переходов. Пропорции состава примесей и концентрация определяют пороговое напряжение, при котором p-n переходы открываются и ток устремляется в заземляющий контур. После снижения напряжения до установленной нормы p-n переходы закрываются, ток снижается до нулевого значения. Таким образом, импульсы перенапряжения отводятся от цепи потребителей.
Виды малогабаритных варисторов
Преимущество последней технологии в том, что она позволяет изготовить приборы компактные приборы в широком диапазоне величин напряжения, которые можно устанавливать в РЩ квартир и частных домов.
Недостаток приборов на варисторах в том, что элементы тепловой защиты после срабатывания подлежат замене, это снижает ресурс работы до 20 срабатываний. Для быстрого извлечения и установки УЗИП в цепи предусматривают специальные съемники.
Почему и кому необходимы знания по грозозащите и защите от импульсных перенапряжений?
Серьёзные заказчики систем связи и безопасности, в том числе государственные, начинают прописывать необходимость применения УЗИП в технических заданиях конкурсной документации при создании многомилионных объектов строительства гражданского и промышленного назначения. В результате, профессионалы, много лет проектирующие системы безопасности и связи, в срочном порядке должны освоить данную тему для успешного участия в тендерах и реализации проектов КСОБ, СС, СОУЭ/ЛСО, АСППЗ/ПС и их подклассов.
Как правило, времени на поднятие данной темы не хватает, поскольку реализация проекта требует решения более серьезных проблем , а УЗИПами приходится заниматься по остаточному принципу — пусть фирмы сами подбирают все по опросному листу. Но и листы часто типовые и переходят из тендера в тендер вместе с ТЗ под копирку. В общем, это неплохо- «услуга» становиться стандартной, только вот грозы и наводки разные, поэтому руководителю проекта желательно понимать, что он применяет и зачем. И главное — аналоги, как обычно в нашем деле.
Предпримем скромную попытку осветить данную тему не с точки зрения поставщика и разработчика, а сточки зрения практического использования данных изделий.
Способы защиты от перенапряжений в электрических сетях
Перенапряжение – это ненормальный режим работы в электрических сетях, который заключается в чрезмерном увеличении значения напряжения выше допустимых значений для участка электрической сети, который является опасным для элементов оборудования данного участка электрической сети.
Изоляция оборудования электроустановок рассчитана на нормальную работу при определенных значениях напряжения, в случае наличия перенапряжения, изоляция приходит в негодность, что приводит к повреждению оборудования и представляет опасность для обслуживающего персонала или людей, которые находятся в непосредственной близости к элементам электрических сетей.
Перенапряжения могут быть двух видов – природными (внешними) и коммутационными (внутренними). Природные перенапряжения – это явление атмосферного электричества. Коммутационные перенапряжения возникают непосредственно в электрических сетях, причинами их проявления могут быть большие перепады нагрузки на линиях электропередач, феррорезонансные явления, послеаварийные режимы работы электрических сетей.
Способы защиты от перенапряжений
В электроустановках для защиты оборудования от возможных перенапряжений применяют такое защитное оборудование, как разрядники и ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) .
Основным конструктивным элементом данного защитного оборудования является элемент с нелинейными характеристиками. Характерная особенность данных элементов заключается в том, что они изменяют свое сопротивление в зависимости от приложенного к ним значения напряжения. Рассмотрим вкратце принцип работы данных защитных элементов.
Разрядник или ограничитель перенапряжения присоединяется к шине рабочего напряжения и к контуру заземления электроустановки. В нормальном режиме, то есть, когда сетевое напряжение находится в пределах допустимых значений, разрядник (ОПН) имеет очень большое сопротивление, и он не проводит напряжение.
В случае возникновения перенапряжения на участке электрической сети сопротивление разрядника (ОПН) резко падает, и данный защитный элемент проводит напряжение, способствуя утечке возникшего скачка напряжения в заземляющий контур. То есть на момент перенапряжения разрядник (ОПН) осуществляет электрическое соединение провода с землей.
Разрядники и ОПН устанавливаются для защиты элементов оборудования на территории распределительных устройств электроустановок, а также в начале и в конце линий электропередач напряжением 6 и 10 кВ, которые не оборудованы грозозащитным тросом.
Для защиты от природных (внешних) перенапряжений на металлических и железобетонных конструкциях открытых распределительных устройств устанавливают стержневые молниеотводы . На высоковольтных линиях напряжением 35 кВ и выше применяют грозозащитный трос (тросовый молниеотвод), который располагается в верхней части опор линий электропередач на всей их протяженности, соединяясь с металлическими элементами линейных порталов открытых распределительных устройств подстанций. Молниеотводы притягивают атмосферные заряды на себя, тем самым предупреждая их попадания на токоведущие части электрооборудования электроустановок.
Для обеспечения надежной защиты оборудования электроустановок от возможных перенапряжений, разрядники и ограничители перенапряжений, как и все элементы оборудования, должны проходить периодические ремонты и испытания. Также необходимо в соответствии с установленной периодичностью проверять сопротивление и техническое состояние заземляющих контуров распределительных устройств.
Перенапряжения в низковольтных сетях
Явление перенапряжений также характерно и для низковольтных сетей напряжением 220/380 В. Перенапряжения в низковольтных сетях приводят к выходу из строя не только оборудования данных электрических сетей, но и электроприборов, которые включены в сеть.
Для защиты от перенапряжений в домашней электропроводке используют реле напряжения или стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, в которых предусмотрена соответствующая функция. Также существуют модульные устройства защиты от импульсных перенапряжений, предназначенные для установки в домашний распределительный щиток.
В низковольтных распределительных устройствах предприятий, электроустановок, ЛЭП для защиты от перенапряжений применяют специальные ограничители перенапряжений по принципу работы схожие с высоковольтными ОПН.
Технические характеристики
Разобрать обозначение опн на схеме не так уж и сложно, а вот понять все более мелки детали потруднее. Вы должны определить максимально возможное напряжение, которое не помешает работать ОПН без ввода ограничительных значений по времени.
Надо узнать и напряжение по номиналу, которое способе выдерживать прибор в рабочем состоянии в течении десяти минут. Также понять необходимо значения тока во время действия значений по номиналу. Обычно, это незначительные цифры.
Подключение дифавтомата — схемы, правила монтажа и особенности установки своими руками. Пошаговая инструкция начинающего электрика!
Реле времени: как подключить своими руками? Для чего используется и обзор уровней автоматизации. Виды, маркировка и принцип работы устройства
- Реле контроля напряжения: советы по установке и подключению своими руками. Выбор и принцип работы для однофазной и трехфазной сети
Конечно, есть в интернете инструкция как подключить опн своими руками, но лучше всё-таки доверять профессионалам, если не совсем уверены в своих силах. Защищать надо не только серьезные объекты с дорогостоящим оборудованием, но и дома, квартиры и даже летние домики. Это не только обезопасить электроприборы, но и обезопасит человека, когда он будет находиться внутри помещения днем и ночью.
Лучшие модели II класса
DEKRAFT ОП101-1PN-080-B-440
Бюджетная модель, которая используется для защиты бытовых приборов. Монтаж осуществляется на DIN-рейку. Занимает относительно немного места (четыре модуля). Предназначен для систем IT типа. Номинальное напряжение – 400 В. На продукцию бренда предоставляется гарантия, что только подтверждает надежность и качество товара. Показатель защитного напряжения 2,2 кВ.
Покупателю обойдется в 4500 руб.
DEKRAFT ОП101-1PN-080-B-440
Достоинства:
- высокий эксплуатационный срок;
- именитый бренд;
- эффективность;
- приемлемая стоимость.
Недостатки:
отсутствие сервисных центров.
Schneider Electric 3 пол. + N 20 кА Easy9
Прекрасное приобретение от именитого производителя. Установка возможна как на территории частного дома, так и предприятиях. С подобным оборудованием никакие удары молнии электротехническим приборам не страшны. Функционирует с трехфазными сетями, где показатель номинального напряжения достигает отметки в 400 В. Стоит отметить, что максимальный показатель разряда тока будет равен 20 кА. Подобные факторы благоприятно сказываются на показателе надежности и долговечности используемого оборудования. Для удобства в последующем использовании, производителем предусмотрено наличие светового индикатора на передней панели изделия. Он указывает на состояние прибора. Показатель номинального сброса импульсного тока – 10 кА (показатель времени 8/20).
Цена – 9500 руб.
Schneider Electric 3 пол. + N 20 кА Easy9
Достоинства:
- приемлемая стоимость;
- компактность;
- высокий эксплуатационный срок;
- известный и проверенный временем производитель;
- надежность.
Недостатки:
не выявлены.
ABB OVR T2 4L 80-440s P TS QS
Достаточно популярная модель на рынке. Помогает снизить негативное воздействие разряда тока. Особенностью является IT конфигурация системы. Для повышения показателя безопасности прибор оснастили дополнительными предохранителями, которые не позволят выйти системе из строя посредством перегрузок. Используется оптический сигнал. Устанавливается на DIN рейку, что крайне удобно. Модулей в устройстве – четыре, что существенно облегчает монтаж и помогает сохранить свободное пространство в щитке. Номинальный показатель сброса – 20 кА.
Стоимость – 25000 руб.
ABB OVR T2 4L 80-440s P TS QS
Достоинства:
- качественная сборка;
- удобная конфигурация;
- высокий уровень защиты;
- наличие резервного предохранителя.
Недостатки:
стоимость.
РИФ-Э-I+II 275/12.5 c (3+1)
Конструкция комбинированного типа, которую предпочтительнее устанавливать на территории частного дома. В основе изделия лежит сменный варисторный модуль. Прибор может выдержать нагрузки, которые рассчитаны на конструкции II и I класса. Именно поэтому используемые электротехнические приборы будут находиться в полной безопасности на протяжении всего эксплуатационного срока изделия. Применяется в комплексе с системами TT и TN-S. Показатель номинального разрядного тока – 50 кА. Установленный класс защиты – ip20 (универсальный показатель для большинства систем). Монтируется непосредственно на рейку. Работает при температуре от -40°С до +80°С.
Приблизительная стоимость – 13000 руб.
РИФ-Э-I+II 275/12.5 c (3+1)
Достоинства:
- высокий эксплуатационный срок;
- простота монтажа;
- понятная конструкция;
- высокий класс защиты;
- наличие светового индикатора;
- наличие терморасцепителя.
Недостатки:
отсутствуют.
Установка УЗИП — ограничители импульсного перенапряжения, правильный монтаж и подключение
Ограничители импульсного перенапряжения — скачкообразное напряжение атмосферного происхождения является основной причиной выхода из строя электронного оборудования и простоев производства. Наиболее опасный тип перенапряжения вызван прямыми ударами молнии.
Фактически, молния создает пики тока, которые генерируют перенапряжения в сети электропередачи и передачи данных, последствия которых могут быть чрезвычайно нежелательными и опасными для систем, сооружений и людей. У разрядников для защиты от перенапряжений есть много применений, от защиты дома до коммунальной подстанции.
Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого дома, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях. В данной публикации мы расскажем как правильно подключать ограничители импульсного перенапряжения, и покажем схемы соединения. В частности здесь речь пойдет о конкретном устройстве ОИН-1.
Для чего нужен ОИН-1 и его функциональные возможности
Прибор ограничителя импульсных напряжений в первую очередь нужен для защиты электрической сети переменного тока 380/220v. Скачкообразные, импульсные напряжения, многократно превышающие штатные значения, могут возникать из-за грозовых разрядов.
Кроме этого, действующее сетевое напряжение может изменяться в следствия бросков тока в электросети. Возникают они как правило во время подсоединения к сети либо отключения каких либо мощных электрических устройств.
В схему прибора ОИН-1 включен мощный варистор, выполняющий функции разрядника, которые применялись в устройствах более старшего поколения.
Устройство защиты от импульсных перенапряжений в силовом щитке
В этом варианте прибор подключен к защищаемой электрической цепи по параллельной схеме.
В случае каких либо возникших аварийных ситуаций, когда штатное напряжение начинает периодически «прыгать» до критического уровня, тогда устройство защиты мгновенно сработает.
Принцип действия защиты заключается в следующем. Во время образования в силовой цепи внезапного подъема напряжения, например, от грозового разряда. При этом на варисторе снижается сопротивление, и как следствие возникает короткое замыкание, после чего срабатывает автомат и отключает электрическую цепь. Установленные в этом силовом тракте, после варистора, различные приборы не получат повреждений, благодаря тому, что вовремя сработали ограничители импульсного перенапряжения.
В процессе эксплуатации ОИН-1 он может получить повреждения, чтобы убедится в его исправности, нужно ориентироваться на показание встроенного индикатора. В случае, если индикатор отображается зеленым цветом, то прибор находится в рабочем состоянии, а если индикатор покраснел, тогда устройство защиты подлежит замене.
Область использования
Защитный ограничитель напряжения ОИН-1 очень востребован при монтаже электро сетей, его практически всегда устанавливают в распределительных щитках на входе в помещение. А подключается он в цепь непосредственно перед прибором учета электроэнергии, то есть и сам счетчик будет под защитой от перенапряжения.
Кроме этого, данный прибор используется для защиты от перенапряжений, начиная от жилого дома до коммунальной подстанции. Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого помещения, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях.
Технические параметры
| № | Таблица основных характеристик ОИН-1: | Значение |
|---|---|---|
| 1 | Стандартное напряжение | 220 В |
| 2 | Номинальный разрядный ток | 6 |
| 3 | Максимальный РТ | 13 |
| 4 | Остаточное напряжение | 2200 |
| 5 | Уровень защиты | не ниже IР21 |
| 6 | Температурный режим | от -50 до +55 |
| 7 | Параметры устройства (размеры) | 80 × 17,5 × 66,5 |
| 8 | Вес | 0,12 кг |
| 9 | Срок службы | 3–3,5 года |
Нормативная база применения УЗИП
Что такое УЗИП? Основной российский документ, определяющий, что такое УЗИП, это ГОСТ Р 51992-2002 «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах».
Согласно этому ГОСТу «Устройство для защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП): устройство, которое предназначено для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока. Это устройство содержит, по крайней мере, один нелинейный элемент». Стандарт распространяется на устройства для защиты электрических сетей и электрооборудования при прямом или косвенном воздействии грозовых или иных переходных перенапряжений. Данные устройства предназначены для подсоединения к силовым цепям переменного тока частотой 50-60 Гц на номинальное напряжение до 1000В (действующее значение) или 1500В постоянного тока.
В зависимости от класса испытаний УЗИП делятся на 3 типа.
Испытания класса I предназначены для имитации частично направленных грозовых импульсов тока. УЗИП, подвергаемые таким испытаниям, рекомендуются для установки на линейных вводах в здания, защищённые молниезащитными системами, а также при воздушном вводе питания. Характерной особенностью данного класса является испытание импульсным током Iimp c формой волны 10/350 мкс (1). Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up, который измеряется при In. Это «параметр, характеризующий УЗИП в части ограничения напряжения на его выводах, который выбран из числа предпочтительных значений». Его значение всегда выше остаточного напряжения Ures , т.е. пикового значения, появляющегося на выводах УЗИП вследствие прохождения разрядного тока заданной амплитуды. Up не должен превышать стойкость электрооборудования к импульсному напряжению, определённому в ГОСТ Р 50571.19-2000. Поэтому принято, что для УЗИП 1-го класса Up не превышает 4 кВ.
Стандартный испытательный импульс
Испытания класса II предназначены для имитации наведённого в проводниках под действием электромагнитного поля импульса. УЗИП, подвергаемые таким испытаниям (УЗИП 2-го класса), предназначены для установки после УЗИП 1-го класса в промежуточные шкафы, либо во вводной шкаф, если отсутствует вероятность попадания части прямого тока молнии в систему электроснабжения. Испытания проводятся номинальным разрядным током In и максимальным разрядным током Imax . Оба импульса имеют форму волны 8/20 мкс, но разную амплитуду. При этом Imax > In. Импульс In УЗИП должен выдержать многократно при условии его остывания до комнатной температуры в промежутке между импульсами. Обычно количество выдерживаемых импульсов от 5 до 15 (по ГОСТу количество не установлено и определяется производителем, по МЭКу – 15 импульсов). Импульс Imax УЗИП должен выдержать однократно, при этом его дальнейшая работа в соответствии с заявленными параметрами не гарантируется (но возможна). Уровень напряжения защиты Up для устройств 2-го класса не должен превышать 2,5 кВ.
Испытания класса III также имитируют наведённый импульс, но испытываются комбинированной волной напряжения 1,2/50 мкс и тока 8/20 мкс. При этом в параметрах указывается напряжение разомкнутой цепи Uoc и номинальный In и максимальный Imax токи. Уровень напряжения защиты Up для 3-го класса не должен превышать 1,5 кВ. Это тот уровень, который должна выдерживать техника, даже не проходившая испытаний на устойчивость к микросекундным импульсным перенапряжениям. Поэтому данные устройства рекомендуется использовать в непосредственной близости от защищаемого оборудования (желательно не далее 5-7 метров, а в общем, чем ближе, тем лучше).
Ещё несколько важных параметров, которые необходимо знать для подбора УЗИП.
Максимальное длительное рабочее напряжение Uc — действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на выводы УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения при различных нештатных режимах работы сети.
Номинальный ток нагрузки IL — максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке, защищаемой УЗИП. Данный параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. Так как большинство УЗИП подключаются параллельно цепи, то данный параметр у них не указывается.
Откуда возникает перенапряжение
Планировка и строительство многих многоэтажек еще пару десятков лет назад производилась без прицела на сегодняшнее многообразие бытового электрооборудования: микроволновки, многокамерные холодильники, утюги высокой мощности и другие приборы, имеющие электрическое питание. Поэтому максимумы потребления электричества по утрам и вечерам пагубно влияют на работу всей электросети в любом жилище.
Электричество, текущее по кабелю или проводу, неспособному выдерживать такую нагрузку, способствует их ненормальному нагреву в дневные часы и охлаждению в вечерние. В силу законов физики, проводник ослабевает, поскольку он делается то шире, то уже. Контакты в щитке на первых этажах или в едином вводно-распределяющем устройстве в доме заметно ослабевают. Также нулевые контакты могут отгореть, что приводит к перепаду напряжения от 110 до 360 вольт на всех этажах, выше этажа с перегоревшими контактами.
Перенапряжение в электросети может произойти в результате попадания молниевого разряда в линию электропередач, подстанцию или элементы дома, при этом сила тока просто огромная, порядка 200 килоампер. При попадании в молниеприемник и дальнейшем прохождении молнии по контуру заземления в проводниковых материалах возникает электродвижущая сила, измеряемая в киловольтах.
Также вызвать резкий скачок напряжения могут сварочные работы или одновременное включение многими соседями электроприборов или подключение/отключение мощного потребителя. Для защиты дорогостоящей электротехники и всего частного дома необходима защита от перенапряжения в сети.
Это интересно: Замена наружной розетки на внутреннюю — выкладываем по полочкам
Виды УЗИП
Существующие УЗИП отличаются по быстроте срабатывания. Различия объясняются неодинаковыми конструкциями и принципами работы приборов. Поэтому принято выделять 3 вида устройств молниезащиты:
- Искровые промежутки (разрядники). Представляют собой воздушный зазор между электродами.
- 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.
- 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.
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:
- Низкое напряжение срабатывания варисторных ОПН. Как следствие, высокая чувствительность к самым незначительным превышениям напряжения.
- Большая рассеиваемая мощность искровых разрядников. Некоторые модели способны пропускать токи в десятки килоампер.
Напряжение 380 В в сети 220 В
Возникает при обрыве нулевого провода или замыкании его на фазу. Наиболее вероятны такие сбои при питании по ВЛ.
Для защиты от перенапряжений этого типа применяются реле напряжения (РН) и многофункциональные защитные устройства (УЗМ). Они контролируют входное напряжение, и отключаются при его значениях выше или ниже установленных (пониженное напряжение опасно для бытовой техники, имеющей электродвигатели).
В зависимости от модели защитного устройства, пороговые значения могут быть предустановленными производителем или устанавливаться вручную. Нижний порог срабатывания приборов регулируется в пределах 155-200 В, верхний – 240-280 В.
Нормативная база применения УЗИП
Что такое СПД? Важнейшим российским документом, определяющим, что такое УЗИП, является ГОСТ Р 51992-2002 «Устройства защиты от перенапряжений в низковольтных распределительных сетях».
Согласно этому ГОСТ «Устройство защиты от перенапряжения (УЗИП): устройство, предназначенное для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока. Это устройство содержит не менее одного нелинейного элемента».
Стандарт распространяется на устройства для защиты электрических сетей и электрооборудования при прямом или косвенном воздействии молнии или других переходных перенапряжений. Эти устройства предназначены для подключения к цепям переменного тока частотой 50-60 Гц на номинальное напряжение до 1000В (действующее значение) или 1500В постоянного тока.
В зависимости от класса испытаний УЗИП делятся на 3 типа.
Испытания класса I предназначены для имитации частично выпрямленных импульсов тока молнии. УЗИП, прошедшие такие испытания, рекомендуются для установки на вводах линий в здания, защищенные системами молниезащиты, а также для подачи воздуха. Характерной чертой этого класса является испытание импульсным током Iimp с формой волны 10/350 мкс (1).
Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up, который измеряется величиной In.
Это «параметр, характеризующий УЗИП с точки зрения ограничения напряжения на выходах, который выбирается из числа предпочтительных значений». Это значение всегда выше остаточного напряжения Ures, т.е пикового значения, возникающего на выводах УЗИП из-за прохождения разрядного тока заданной амплитуды. U не должна превышать сопротивление электрооборудования импульсному напряжению, определенное в ГОСТ Р 50571.19-2000. Поэтому принято, что для УЗИП 1 класса Uп не превышает 4 кВ.
Стандартный тестовый импульс
Испытания класса II предназначены для имитации импульса, индуцируемого в проводниках электромагнитным полем. УЗИП, подвергаемые таким испытаниям (УЗП класса 2), предназначены для установки после УЗИП 1 класса в промежуточном шкафу, либо в вводном шкафу, если отсутствует возможность попадания части прямого тока молнии в систему электроснабжения.
Испытания проводят при номинальном токе разряда In и максимальном токе разряда Imax. Оба импульса имеют форму волны 8/20 мкс, но разные амплитуды. В этом случае Imax > In. Импульс В к УЗИП должен выдерживать многократно при условии его остывания до комнатной температуры в промежутке между импульсами. Обычно количество длительных импульсов составляет от 5 до 15 (по ГОСТ количество не устанавливается и определяется изготовителем, по МЭК — 15 импульсов).
Импульс Imax УЗИП должен быть выдержан один раз, при этом дальнейшая работа в соответствии с заявленными параметрами не гарантируется (но возможна). Уровень защитного напряжения Up для устройств класса 2 не должен превышать 2,5 кВ.
Испытания класса III также имитируют индуцированный импульс, но тестируются с комбинированной формой сигнала напряжения 1,2/50 мкс и тока 8/20 мкс. При этом в параметрах задаются напряжение холостого хода Uoc и номинальные In и максимальные Imax токи.
Уровень напряжения защиты Up для 3 класса не должен превышать 1,5 кВ. Это уровень, который должно выдерживать оборудование, хотя оно не тестировалось на устойчивость к микросекундным импульсным перенапряжениям. Поэтому данные устройства рекомендуется использовать в непосредственной близости от защищаемого оборудования (желательно не дальше 5-7 метров, но вообще говоря, чем ближе, тем лучше).
Еще несколько важных параметров, которые необходимо знать для выбора УЗИП.
Максимальное длительное рабочее напряжение Uc представляет собой действующее значение переменного или постоянного тока, который непрерывно подается на выходы УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможных перенапряжений при различных нештатных режимах работы сети.
Номинальный ток нагрузки IL — это максимальный непрерывный переменный ток (среднеквадратичное значение) или постоянный ток, который может подаваться на нагрузку, защищенную УЗИП. Этот параметр важен для УЗИП, включенных в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. Поскольку большинство УЗИП подключены параллельно цепи, для них этот параметр не указывается.
