УЗИП так ли он нужен - 3 класса защиты от импульсных перенапряжений.

Обзор производителей и моделей

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

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

РН-101М

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

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

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

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

ZUBR D40

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

Устройство D40 предназначено для монтажа в щитах с трансивером операционного типа

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

VC-115

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

Подключение модулятора выполняется двумя способами:

через динистор;
посредством демпфера (требуется наличие выпрямителя).

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

VC-122

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

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

Показатель выходной проводимости равен 2 мк.

TESSLA D40

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

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

УЗИП TESSLA D40 имеет три пары контактов и транзисторы без пластин

Особенности защиты домашней электропроводки

Организация защиты от возникающего высокого напряжения – один из ключевых вопросов при прокладке электросети в жилом доме. Осуществляется она с помощью особых трансформаторов и фильтров сети. Во многих домах на этажных щитках устанавливаются автоматические выключатели, которые защищают от электротоков при коротком замыкании и временных перегрузок.

Когда возможна высокая нагрузка, все устройства, защищающие сети от повышенного напряжения, должны иметь приспособления для автоотключения и выключатели, реагирующие на изменения показателей тока. Как правило, самая надежная защита от подобных скачков ставится на входном силовом проводе, поскольку именно он испытывает наибольшее воздействие во время пиков нагрузки.

Схема защиты от перенапряжения домашней электросети бывает простой и многоуровневой. Простая – представлена в основном реле перенапряжения в этажных щитках, а многоступенчатая (комбинированная, защищающая как от бытовых скачков напряжения, так и от импульсных, при грозах) – УЗИП, т.е. устройства защиты от импульсных перенапряжений. Такие устройства наиболее часто встречаются в частных домах.

Обратите внимание! Электронные приборы выходят из строя как из-за повышенного, так и из-за пониженного напряжения в сети (например, холодильники тяжело запускаются, что негативно сказывается на их дальнейшей работе). Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание. Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание

Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание.

Чтобы не допустить негативных последствий, применяют следующие защиты, функционирующие по таким принципам:

при резком внеплановом повышении напряжения происходит отключение электросхемы в доме или в квартире;
вывода полученного сверхнормативного электрического потенциала от электроприборов путем перевода его в земляной контур.

Если напряжение поднимается незначительно (например, до 380 вольт), на помощь приходят различные стабилизаторы. Однако их защитные возможности довольно ограничены – они больше рассчитаны на поддержание заданных рабочих значений в электросетях.

При проектировании защиты для частного дома рассматривают различные конструкционные решения и их технические характеристики. Необходимо учитывать принципы формирования базы ограничителей перенапряжения (опн). Например, газонаполненные разрядники после того, как импульс прошел, пропускают через себя т.н. сопровождающий ток, напряжение которого сопоставимо с коротким замыканием. По этой причине они сами могут быть источником возгорания, и их нельзя применять для защиты от электрического пробоя.

Для домашних сетей чаще всего применяют варисторное устройство защиты (полупроводниковые резисторы) – реостаты, скомпанованные из варисторных «таблеток» из смеси оксидов цинка, висмута, кобальта и других. При штатном функционировании электросети такой автомат защиты допускает микроскопические утечки, а при проходе импульса повышенной вольтажности – способен мгновенно перестроиться на режим «туннеля» и «спустить» больше тысячи ампер за очень короткий промежуток времени, поскольку сопротивление на этом приспособлении снижается с возрастанием силы тока, после чего происходит быстрое возвращение к штатной «боевой готовности».

Часто задаваемые вопросы

Есть ли смысл устанавливать плавкий предохранитель на линию нейтрали?

Да, при обрыве линий ЛЭП фаза часто попадает на нейтраль или заземление, в этом случае на розетку могут прийти две разные фазы это 380В. В нейтральную жилу или в заземление может попасть молния это сотни тысяч вольт.

Если через УЗИП при скачке напряжения проходит сотни тысяч вольт, какого сечения провода надо ставить?

Провода устанавливаются с расчетным сечением для всего дома на вводной автомат, если УЗИП ставится на отдельную группу освещения или розеток, то сечение такое же, как и в проводах этой группы. На вводе обычно 10 -16 мм2,

Группы освещения 07-1,5 мм2, розетки 2.5 – 4 мм2.

Как установить распределительную коробку для электропроводки в кирпичной, бетонной стене
Стопорные муфты для кабеля — технические характеристики и область применения
Цвет проводов в электропроводке: различение цветовой маркировки и ее использование на практике
Как подключить диммер вместо выключателя
Устройство защиты УЗМ-3-63 и схема подключения

УЗИП — что это такое и для чего нужно

Довольно распространенным явлением считается возникновение импульсных помех в сети. Подобные явления могут возникать во время выключения или включения мощных приборов, а также во время непогоды. Сеть представляет собой цепь RLC, в которой регулярно возникают колебания, которые и способствуют возникновению выбросов напряжения. В цифровых и слаботочных цепях подобная оборона крайне актуальна. Речь идет о коммутационных помехах, которые легко проходят чрез различные виды источников питания.

В европейских странах, подобная ограда считается обязательной, поэтому еще при строительстве нового дома или многоквартирного блока происходит установка помехоподавляющих фильтров, УЗИП и других модулей защиты для систем электроснабжения. Следует отметить, что качество сетей у них гораздо выше, да и грозовых областей несколько меньше.

Особой популярностью подобные модели начали пользоваться последние 20 лет, когда на рынке стало появляться больше новых транзисторов с высокими характеристиками. Именно такие агрегаты крайне чувствительны к любым скачкам показателей обратного напряжения. Оборудование с подобным функционалом используется практически во всех импульсных источниках питания, мощность которых не превышает 1 кВА. Используются в качестве связующих элементов на сетевой (первичной) стороне.

Зачем нужны

УЗИП используются для сглаживания помех, возникающих в сети, для стабилизации работы информационных системы и от скачков, которые могут быть вызваны косвенным или прямым воздействием сильной непогоды (молний). Высокочастотные и низкоэнергетические помехи – не редкость в больших городах и отдаленных населенных пунктах.

Для чего предназначены:

Предохранение от короткого замыкания удаленного типа. Подобное случается в результате короткого замыкания.
Предохранение электрики от импульсных перенапряжений. Зачастую причина кроется в коммутационных процессах, которые наблюдаются в сети. Связаны с выключением и включением приборов с большой нагрузкой (индуктивной). Примером служат сварочные и силовые аппараты, мощные электрические двигатели.
Предохранение от удара молнии. В такой момент все оборудование, которое было подключено к сети, выходит из строя. Замена обойдется в колоссальную сумму. Во избежание подобных трат и устанавливаются самые хорошие УЗИП от лучших европейских производителей.

Наименований у оборудования несколько:

ОИН – ограничители импульсных напряжений;
ОПН – ограничители перенапряжений сети.

Однако, на принципе работы или функционале это не отражается.

Для чего предназначены внутренние устройства молниезащиты и как они работают при разрядах

Стихийное возникновение молнии происходит внезапно, создавая огромные разрушения.

Защитить дом от него позволяет внешняя молниезащита, состоящая из молниеприемника, распложенного над крышей, а также молниеотвода и контура заземления.

Ток разряда, проникающий кратковременным импульсом по подготовленной цепи, имеет очень большую величину. Он наводит в близкорасположенной проводке здания и токопроводящих частях перенапряжения, способные сжечь изоляцию, повредить бытовые приборы.

Предотвратить опасные последствия грозового разряда предназначены внутренние устройства молниезащиты, представляющие собой комплекс технических устройств и приборов на основе модулей УЗИП с подключением их к системе заземления.

Они надежно работают не только при непосредственном ударе молнии по дому, но и гасят разряды, попадающие в:

питающую ЛЭП;
близлежащие деревья и строения;
почву, расположенную рядом со зданием.

Если с ударом по ЛЭП обычно вопросов не возникает, то в последних двух случаях перенапряжение способно импульсом проникнуть в домашнюю проводку по контуру земли, трубам водопровода, канализации, другим металлическим магистралям, как показано на самой первой картинке

Работа внутренней молниезащиты происходит за счет подключения проникшего высоковольтного импульса на специально подобранный разрядник или электронный элемент — варистор.

Он включается на разность двух потенциалов и для обычного напряжения обладает очень большим сопротивлением, когда токи через него ограничиваются, не превышают нескольких миллиампер.

При попадании на схему варистора аварийный импульс открывает полупроводниковый переход, замыкая его накоротко. Через него начинает стекать опасный потенциал на защитное заземление.

После варистора опасное напряжение значительно ограничивается. На базе этих электронных компонентов созданы современные модули защиты — УЗИП.

Технические параметры УЗИП

Рассмотрим стандартные технологические параметры, к которым стоит присмотреться при покупке УЗИП. Как правило, они имеются на корпусе прибора:

Номинальное и наибольшее напряжение электрической сети. Это напряжение, при котором прибор будет нормально функционировать без включения. В процессе превышения данного показателя, прибор включается.
Номинальный и наибольший разрядный ток. Это ток, который УЗИП способно пропустить сквозь себя некоторое количество раз без риска и поломки.

Степень защитного напряжения либо кодификационное напряжение. Это наибольшее U на клеммах прибора, когда варистор открывается при пропускании сквозь себя того или иного тока.
Класс прибора.

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.

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.

Сначала были громоотводы…

Про молниеотводы знает большинство людей, однако это не всегда плывущий в небо шпиль. У линий электрических передач громоотвод сделан в качестве защищающего от грозы троса, который располагается выше всех без изоляторов. Механизм действия незамысловатый. Это проводник, который посредством электричества подключен к земле и находится максимально высокого. Если на даче формируются условия для поражения молнией, максимально вероятно, что разряд случится непосредственно в заземленный проводник, а не объекты, которые находятся рядом.

Сечение проводника выполняется достаточным для проведения разряда к заземлению без ущерба. Молниеотвод является в некотором роде «зонтиком», который принимает удары на себя. Сравнение с зонтиком более видимое, если взглянуть на формулы вычисления диапазона территории, которую защищает громоотвод – она больше, чем выше молниеотвод.

Следует выделить, что есть некоторое количество способов вычисления оберегаемой громоотводом территории. Даже в кругу экспертов по защите от ударов молний отсутствует единственно верная точка зрения, какой из способов эффективнее. К примеру, на фотографии, которая есть в энциклопедии Британника, показано 2 способа вычисления оберегаемой территории:

Конус по высоте громоотвода.
Способ движущейся сферы.

Молниеотвод оказался весьма необходимым для применения в домах, возведенных из дерева. Если без громоотвода удар молнии в область крыши могу спровоцировать возгорание (энергия разряда по дороге в грунт немного трансформировалась в тепло, которое воспламеняет все рядом), то переориентирование разряда по штырю, изготовленному из металла, в грунт, позволяло спастись от такого исхода. Если приглядеться, на всех объектах и сооружениях сегодня есть молниеотвод, который находится на крыше, а на весьма важных зданиях и вовсе стоят достаточно сложные по конструкции молниеотводы. Там, где должное заземление выполнить сложно (скалы, пески), защита от молний – вовсе сложная задача.

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.

Классы или типы УЗИП — чем отличаются?

Все УЗИП подразделяются на три класса или три типа. Эти классы подсказывают в каких местах нужно ставить, то или иное устройство.

1 класс
Защищает от перенапряжения, спровоцированного прямым попаданием молнии в здание или молниеотвод.

Этот тип рассчитан на пиковое значение тока с фронтом 10/350мс.

Что это означает? Это значит, что рост тока до максимального значения происходит в течение 10мс. Далее его значение падает на 50% через 350мс.

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.

А вот УЗИП при максимальных величинах данного параметра гарантированно защитит цепь хотя бы один раз.

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

Кстати, устройства класса 1 соответствующей конструкции, при воздушном вводе проводом СИП и наличии хорошего контура заземления, можно легко установить непосредственно на опоре через специальные прокалывающие зажимы и арматуру.

2 класс
Обеспечивает защиту от импульсных скачков напряжения, которые появляются при включении-отключении очень мощного оборудования, либо при непрямом попадании молнии.

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

Автоматы, УЗО, реле опять же пропускают такой импульс, не успевая среагировать вовремя.

УЗИП 2 класса должны монтироваться в вводных распредустройствах многоквартирных жилых зданий или в уличных ВРУ частных коттеджей и домов.

При воздушном вводе в здание это условие прямо регламентируется правилами ПУЭ.

Получается, что УЗИП Т-2 должны использоваться практически всегда.

3 класс
Защищает от остаточных импульсных перенапряжений, образующихся при коротких замыканиях, либо после гашения основного импульса, первыми двумя классами УЗИП.

Третий класс часто встраивают в сетевые фильтры и удлинители.

Эта защита нужна очень чувствительному электронному оборудованию. Например, дорогостоящим медицинским приборам, компьютерам и т.п.

Третий класс применяют только как дополнительную защиту к Т-2, и он имеет более низкую разрядную способность.

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.

Принцип действия и назначение

По обеспечиваемому классу защиты, УЗИП разделяются на:

разрядники контактные;
полупроводниковые приборы на варисторах.

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

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

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

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

Топ лучших УЗИП класс 3 и 2+3

Альбатрос УЗИП 220/1000-АС

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

Средняя стоимость – 940 рублей.

~~Альбатрос УЗИП 220/1000-АС~~
Достоинства:

Дешевый;
Не пропускает пыль и влагу;
Компактность;
Высокий период работы.