Устройства защиты от импульсных перенапряжений для умных хозяев

Трехфазная сеть система заземления TN-C

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

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

Классы устройств защиты от импульсных перенапряжений

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.

Технические характеристики УЗИП

К ним относятся:

Форма волны импульсного перенапряжения стандартизирована для случаев:

• прямое попадание молнии – 10/350 мкс;
• воздействие непрямого действия молнии – 8/20 мкс.

Форма импульса 8/20 мксФорма импульса 10/350 мкс

По назначению УЗИП по стандарту МЭК разделяются на типы 1-3, по ГОСТ Р 51992-2002 они разделяются на классы испытаний (I – III). Соответствие и назначение этих характеристик указано в таблице.

Типы по IEC 61643	Классы по ГОСТ Р 51992-2002	Назначение	Место установки
1	I	Для ограничения перенапряжений от прямых ударов молний	На вводе в здание, в главном распределительном щите
2	II	Для ограничения перенапряжений от далеких ударов молний и коммутационных перенапряжений	На вводах, где не существует опасности прямых ударов
1+2	I+II	Объединяются характеристики типов УЗИП 1 и 2	Как для типов 1 или 2
3	III	Для защиты чувствительных потребителей. Имеют самый низкий уровень защитного напряжения	Для непосредственной установки у потребителей

По конструктивному исполнению УЗИП выпускаются с разным числом полюсов: от одного до четырех.

Возможно, вам также будет интересно

Алексей Юшков Данная статья посвящена трем представителям семейства дросселей Elhand Transformatory — сетевым, сглаживающим и моторным, а также их совместному использованию. Фирма производит сухие трансформаторы, силовые дроссели и блоки питания для применения в таких областях, как: энергетика; системы управления, автоматика и сортировка; кораблестроительная и авиационная промышленность; медицина; железнодорожный транспорт; горнодобывающая, сталеплавильная и химическая промышленность. Сетевые

Олег Казаков Владимир Казаков В ответ на многочисленные вопросы читателей журнала Компактные трансформаторы MTS, описанные в , с ферромагнитной обмоткой, совмещающей функции центрального сердечника, пока непривычны, поэтому у специалистов возникают вопросы: каковы нагрузочная способность трансформатора, электродинамические усилия между его частями, излучения помех. В процессе создания новых электромагнитных устройств и систем у многих специалистов накапливаются собственные,

Полупроводниковая промышленность впервые более чем за десятилетие вносит серьезные изменения в транзисторы нового типа, двигаясь к структуре следующего поколения, называемой с затвором по всему периметру (GAA).
Хотя в каталогах транзисторов устройств GAA еще нет в продаже, многие отраслевые эксперты задаются вопросом, как долго продержится эта технология и какая новая архитектура заменит ее. Промышленность оценивает несколько транзисторов-кандидатов, но у каждого есть технические пробелы. Потребуются огромные ресурсы и инновации, чтобы разработать хотя бы одного кандидата для успешного …

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:

1. Конус по высоте громоотвода.
2. 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.

Правила подключения УЗИП

В соответствии с уровнями защиты УЗИП разного класса устанавливаются на отдельных участках питающей электросети.

УЗИП первого класса защиты ОПС1-В гасит первый грозовой импульс, который имеет максимальную энергию. Поэтому его устанавливают на вводе в здание, в ГРЩ (главном распределительном щите) или ВРУ (вводном распределительном устройстве). УЗИП ОПС1-В особенно необходимо устанавливать на вводе в здание, если имеется молниеотвод. В ПУЭ 7.1.22 особо оговорено, что УЗИП должны устанавливаться в ВРУ, если ввод в здание выполняется воздушным способом. Это объясняется тем, что воздушный ввод особенно подвержен воздействию грозовых разрядов.

УЗИП второго класса ОПС1-С поглощает энергию, которая осталась после работы УЗИП первого класса. ОПС1-С устанавливают обычно в этажных или квартирных распределительных щитах.

УЗИП третьего класса ОПС1-D устанавливают в непосредственной близости от нагрузки, если есть необходимость в защите особо важного и чувствительного оборудования. Для максимальной защиты необходимо устанавливать все три класса УЗИП, поскольку каждое из них обеспечивает последовательное понижение перенапряжения до безопасного уровня

Если нет возможности установить все три класса УЗИП, допускается не применять УЗИП более высокого класса (III), но не наоборот

Для максимальной защиты необходимо устанавливать все три класса УЗИП, поскольку каждое из них обеспечивает последовательное понижение перенапряжения до безопасного уровня. Если нет возможности установить все три класса УЗИП, допускается не применять УЗИП более высокого класса (III), но не наоборот.

В любом случае, для правильной работы общий вывод УЗИП должен быть подключен к ГЗШ (главной заземляющей шине) или защитному РЕ-проводнику. Они, в свою очередь, должны присоединяться к качественно выполненному контуру заземления. Для эффективной защиты от перенапряжений общая длина проводов, которыми подключается УЗИП, включая провод заземления, не должна превышать 0,5 м (ГОСТ Р 50571.5.53-2013).

Кроме того, согласно ГОСТ IEC 61643-11-2013, для корректной работы расстояние (длина питающей линии) между отдельными уровнями защиты должно быть не менее 10 м. При этом между УЗИП разных классов возникает необходимое индуктивное сопротивление проводов. Это сопротивление образует плечо делителя напряжения. В результате импульсное перенапряжение в момент аварии гасится делителем напряжения, который состоит из высокого индуктивного сопротивления проводов и низкого сопротивления УЗИП.

Подключение трех классов УЗИП IEK иллюстрируется примером, приведенным на схеме:

Все УЗИП могут иметь от 1 до 4 полюсов. Разное количество полюсов используется в зависимости от места установки и системы заземления. Например, для трехфазного квартирного электрощита необходимо защищать от импульсных перенапряжений не только фазные линии, но и нейтральный проводник.

Принцип работы

Как работает УЗИП? Очень просто. При кратковременном превышении напряжения от заданного значения, происходит резкое падение сопротивления варистора, встроенного в корпус.

Вот наглядная схема принципа работы такого прибора. Через автомат 220В подключена однофазная нагрузка. В этой же цепочке присутствует УЗИП.

Один его контакт сидит на фазе, другой на заземлении. Подключение в цепь параллельное!

При этом всегда обращайте внимание на длину проводников, которыми подключено УЗИП. Они играют существенную роль. Так на кабеле длиной всего 1 метр, от молнии может генерироваться перенапряжение в 1000В

Так на кабеле длиной всего 1 метр, от молнии может генерироваться перенапряжение в 1000В.

Для эффективной защиты приходится уменьшать расстояние по кабелю. Поэтому общая длина всей цепочки, через которую подключается УЗИП (провод на фазу + провод до заземления) не должна превышать 50см!

А сечение самого кабеля для типа-2 должно быть от 4мм2 и выше, для класса 1 от 16мм2 и выше. Более подробно о всех нюансах подключения и ошибках при выборе правильной схемы читайте в отдельной статье.

Но вернемся к принципу работы. При нормальном однофазном напряжении в пределах 220В, встроенный варистор имеет большое сопротивление. Соответственно ток через него не течет.

Если же происходит кратковременный импульс, во много раз превышающий пороговое напряжение, варистор резко меняет внутреннее сопротивление, вплоть до нулевых значений.

Вследствие чего фаза через него спокойно устремляется на заземляющий контур. И все перенапряжение, грубо говоря, сливается в землю.

Как только импульс проходит, варистор автоматически возвращается в нормальное (закрытое) состояние.

При достаточно длительном воздействии импульса создается искусственное короткое замыкание, на которое срабатывает автомат, отключая всю цепочку.

Получается, что УЗИП “повреждается” раньше, чем защищаемое оборудование. Тем самым, оно его и спасает. При этом нельзя сказать, что УЗИП одноразовое устройство.

Все будет зависеть от величины импульса, его продолжительности, грозового разряда и силы тока.

Остаточное напряжение, которое все равно в некоторой степени доходит до эл.приборов в этот кратковременный промежуток времени, получается сглаженным до безопасной величины и не оказывает негативных последствий.

Есть модели УЗИП моноблочные, а есть картриджные, со съемным варисторным блоком.

При его выходе из строя вам не придется менять целиком все устройство, достаточно будет заменить один элемент. Это все равно что поменять сгоревший предохранитель.

Как узнать, что УЗИП вышло из строя? По цветному индикатору на передней панели.

Он должен поменять свою раскраску с зеленого на красный.

Не путайте, индикатор выпадает и сигнализирует не просто о срабатывании, а о выходе из строя элемента!

Разновидности УЗИП

Эти аппараты могут иметь один или два ввода. Включение как одновводных, как и двухвводных устройств всегда производится параллельно цепи, защиту которой они обеспечивают. В соответствии с типом нелинейного элемента УЗИП подразделяются на:

• Коммутирующие.
• Ограничивающие (ограничитель сетевого напряжения).
• Комбинированные.

Коммутирующие защитные аппараты

Для коммутирующих устройств, находящихся в обычном рабочем режиме, характерно высокое сопротивление. Когда происходит резкое увеличение напряжения в электрической сети, сопротивление прибора мгновенно падает до минимального значения. Основой коммутирующих аппаратов защиты сети являются разрядники.

Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)

Ограничитель импульсных перенапряжений также характеризуется высоким сопротивлением, плавно снижающимся по ходу возрастания напряжения и повышения силы электротока. Постепенное снижение сопротивления – это отличительная черта ограничивающих УЗИП. Ограничитель сетевого перенапряжения (ОПН) имеет в своей конструкции варистор (так называется резистор, величина сопротивления которого находится в нелинейной зависимости от воздействующего на него напряжения). Когда параметр напряжения становится больше порогового значения, происходит резкое увеличение силы тока, проходящего через варистор. После сглаживания электрического импульса, вызванного коммутационной перегрузкой или ударом молнии, ограничитель сетевого напряжения (ОПН) возвращается в обычное состояние.

Комбинированные УЗИП

Устройства комбинированного типа сочетают в себе возможности коммутационных и ограничивающих аппаратов. Они могут как коммутировать разность потенциалов, так и ограничивать ее возрастание. При необходимости комбинированные приборы могут выполнять одновременно обе этих задачи.

Типы УЗИП

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

Искровые и вентильные разрядники

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

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

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

ОПН

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

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

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

Основные достоинства ОПН следующие:

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

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

Виды и характеристики УЗИП

Если говорить о модульных УЗИП, то они бывают трех классов защиты – I, II, и III. Иногда их обозначают через буквы B, C и D соответственно. Основное отличие классов защиты – токи разряда, на которые они рассчитаны. Иначе говоря, классы защиты отличаются по номинальному In и максимальному Imax разрядному току. Токи определяются при испытаниях формой волны 8/20 – этот термин означает импульс тока с фронтом длительностью 8 мкс и полупериодом 20 мкс.

IEK GROUP выпускает УЗИП IEK всех классов.Внешне они очень похожи и различаются количеством полюсов. Например, четырехполюсные УЗИП всех классов для трехфазных сетей выглядят так:

УЗИП класса I (В) имеют торговое название ОПС1-В IEK и рассчитаны на номинальный и максимальный токи разряда 30 и 60 кА соответственно.

УЗИП класса II (C) называются ОПС1-СIEK и защищают от номинального и максимального тока разряда на 20 и 40 кА.

УЗИП класса III (D) с названием ОПС1-D IEK имеют номинальный и максимальный ток разряда 5 и 10 кА соответственно.

Зеленый индикатор на передней панели устройства говорит о том, что оно исправно и готово исполнить свое предназначение – поглотить энергию молнии (разумеется, насколько это возможно) и спасти оборудование. Если событие произошло с разрушением УЗИП, индикатор меняет цвет с зеленого на красный – это сигнал о том, что устройство подлежит замене. Стоит сказать, что в зависимости от длительности и амплитуды импульса перенапряжения, УЗИП может защищать оборудование не один раз без необходимости замены.

Другие параметры УЗИП IEK

• Номинальное рабочее напряжение – напряжение в электросети, к которой подключен УЗИП. Обычно 400 В (классы I, II) и 230 В (класс III).
• Максимальное рабочее напряжение – напряжение, при котором УЗИП может работать длительное время. 440 В (классы I, II) и 250 В (класс III).
• Защитный уровень напряжения – напряжение, при котором УЗИП начинает эффективно работать и «гасить» перенапряжение.
• Максимальный ожидаемый ток КЗ – это максимальный ток промышленной частоты 50 Гц, который может выдержать УЗИП. Данная характеристика определяется номиналом встроенных плавких вставок, которые имеются в каждом УЗИП IEK.

Чтобы было удобнее, числовые значения характеристик УЗИП IEK сведены в таблицу:

Домашние модульные УЗИП для установки в распределительных устройствах 0,4 кВ

Для защиты внутридомовой электропроводки и бытовой техники от бросков напряжения, имеющих грозовую и переходную природу, многие производители электротехники выпускают компактные приборы модульного исполнения, которые удобно располагаются в распределительных шкафах.

Подобные УЗИП ставят на DIN-рейку.

Монтаж

Подключаются модульные УЗИП между фазным и защитным заземляющим проводом. Присоединение должно осуществляться после автоматического выключателя. При этом в момент возникновения перенапряжения и открывания варистора устройства, повышенный ток варистора протекает через выключатель, вызывая срабатывание защиты. Отключаясь, автоматический выключатель разрывает связь нагрузки с внешней сетью, являющейся источником повышенного напряжения.

Далее:

• Какие бывают системы заземления зданий?
• Что такое внешняя и внутренняя молниезащита? Как она работает?
• Плюсы и минусы инверторных стабилизаторов напряжения.

Лучшие модели III класса

РИФ-Э-III 320/3 (3+1)

Продукт относится к третьему классу и способен защитить приборы от высоких скачков напряжения. Монтируется на рейку. Много места не занимает. Зачастую устанавливается на однофазные сети, однако присутствует возможность парного подключения в комплексе с устройствами защитного отключения. Таким образом, удалось повысить показатель эффективности этой модели. Корпус пластиковый стандартной формы.

Комплект обойдется покупателю в 3 тыс. руб.

РИФ-Э-III 320/3 (3+1)
Достоинства:

• возможность совмещения нескольких устройств;
• долговечность;
• высокий уровень безопасности;
• безотказность;
• эффективность;
• практичность.

Недостатки:

не выявлены.

Альбатрос УЗИП 220/1000 АС

Устройство относится к третьему классу. Для срабатывания понадобится порядка 25 нс. Показатель импульсного разрядного тока (максимального) – 8/20 мкс. Нормально функционирует при температуре от -40°С до +50°С. Может устанавливаться на улице. Класс защиты – ip65. Ограничивающий тип оборудования предназначен для защиты оборудования от несимметричных перенапряжений, остаточных бросков и отвода импульсов тока в однофазной сети.

Используется для защиты:

1. Светодиодных осветительных приборов.
2. Садово-парковых осветительных приборов.
3. Высокомачтовых светильников.
4. Архитектурных осветительных приборов.
5. Уличного освещения.

Стоимость комплекта – 1000 руб.

Альбатрос УЗИП 220/1000 АС
Достоинства:

• дополнительная защита фаза-нейтраль, нейтраль-земля и фаза-земля;
• широкий рабочий диапазон;
• полностью герметичный корпус;
• компактность.

Недостатки:

небольшой эксплуатационный срок.

OptiDin OM-I-3+Nu-280/12.5/R

Тип питающей сети – трехфазная. Используемые полюса – 3P+N. Устройство защиты от перенапряжения всех классов. Габариты: 97/70/70,5 мм. Показатель номинального напряжения 230 В. Импульсный ток 10/350 кА. Допустимый разряд тока (максимальный и номинальный) — 8/20 кА.

Стоимость изделия – 18 тыс. руб.

OptiDin OM-I-3+Nu-280/12.5/R
Достоинства:

• рабочий диапазон от -40°С до +70°С;
• внешние проводники имеют передний тип подключения;
• класс испытаний I, II и III;
• эффективность;
• присутствует сигнализация удаленного типа;
• долговечность.

Недостатки:

• функция остаточного гашения тока отсутствует;
• индикатор состояния износа также отсутствует.

OBO Bettermann V10 Compact 385

Качественное оборудование от немецкого концерна, монтаж которого осуществляется непосредственно на рейку (DIN). Это способствует сохранению дополнительного пространства. Конструкция имеет класс II+III. Внутри размещен варистор высокой мощности. Также установлена динамическая и термическая защита – предохранитель. Имеет уровень защищенности – ip20.

Цена набора – 13 тыс. руб.

OBO Bettermann V10 Compact 385
Достоинства:

• защитное напряжение 1500 В;
• приемлемая стоимость;
• компактность;
• качественность.

Недостатки:

распространены подделки.

Требования к монтажу УЗИП

А теперь, когда определено, какие УЗИПы и где применять, можно рассмотреть некоторые особенности их использования. Устройства для защиты по питанию могут иметь три типа подключения:

— Т-образный (параллельный), когда УЗИП подключается параллельно питающей цепи. Рабочий ток при этом через устройство защиты не идёт, т.е. вы можете его использовать при любой мощности системы электроснабжения. Сечение соединительных проводников должно выбираться в соответствии с рекомендациями производителя УЗИП.

— последовательный, когда УЗИП ставится в разрыв питающего провода. В этом случае устройство защиты должно иметь номинальный ток нагрузки IL больше максимального рабочего тока цепи, в которую оно установлено.

— V-образный тип подключения, когда рабочий ток цепи протекает по шунту, установленному внутри УЗИП (7). С точки зрения защиты от импульсных перенапряжений это оптимальная конфигурация.

V-образное подключение

Типовая схема Т-образного (параллельного) подключения УЗИП 1+2 класса в сеть TNC-S приведена на 8.

Т-образное подключение УЗИП

Здесь есть одна тонкость, связанная с применением плавких вставок FU 1-3. Существуют рекомендованные производителем УЗИП номиналы данных устройств, например, для УЗИП 1+2 ступени с импульсными токами 25кА (10/350) на фазу оптимальными являются вставки 125А по характеристике gG/gL. При этом номинале через плавкую вставку может пройти импульс 25 кА (10/350) и она останется целой. Если взять вставку меньшего номинала, УЗИП будет недоиспользован, т.к. при приходе мощного импульса плавкая вставка сгорит и исключит из работы вполне исправный УЗИП. Т.е. система защиты будет работать только при импульсах, значительно слабее тех, на которые рассчитан УЗИП. По рекомендациям МЭК номинал входного защитного устройства ВА должен быть на ступень больше, чем номинал предохранителей FU 1-3. В случае невозможности выполнения такого требования, предохранители FU 1-3 можно не устанавливать. При V-образном и последовательном соединении эти дополнительные предохранители отсутствуют в принципе.

Ещё одна особенность Т-образного монтажа УЗИП заключается в том, что длина соединительных проводов между УЗИП и точкой присоединения к сети не должны превышать 0,5м (ГОСТ Р 50571.26-2002). Это связано с тем, что микросекундный импульс перенапряжения является высокочастотным сигналом и имеет очень крутой фронт. А любой проводник, кроме активного сопротивления, имеет ещё и индуктивное. Оно очень маленькое, примерно 1 мкГн/м при сечении провода 16 кв.мм, и на промышленной частоте им обычно пренебрегают. Но при крутизне фронта тока (dI/dt) 1кА/мкс на каждом метре провода падает 1кВ. И это напряжение складывается с остаточным напряжением УЗИП и прикладывается к оборудованию (9). При этом амплитуда импульса может значительно превысить допустимые для данного оборудования значения.

Именно по этой причине нельзя устанавливать вместо предохранителей FU 1-3 автоматические выключатели. Каждый автоматический выключатель содержит катушку индуктивности, стоящую последовательно в рабочей цепи. И в случае их использования при приходе импульса основное напряжение упадёт на автоматическом выключателе, а УЗИП при этом будет работать неэффективно. В результате такое подключение не обеспечит защиту оборудования.

Ещё один вопрос, который обычно встает перед инженером – нужно ли применять УЗИП 2 или 3 класса после устройства типа 1+2, установленного во вводном щите? Ведь уровень напряжения защиты у этого устройства (Up) не более 1,5кВ, что не превышает уровень, характерный для 3 класса. Ответ — не обязательно, если расстояние по кабелю от УЗИП 1+2 класса до защищаемого оборудования не более 15-20м и рядом нет источников сильных наводок. Если же расстояние более 20 метров, то устанавливать необходимо, т.к. ситуация может развиваться, как на 10. Здесь пришедший импульс перенапряжения ограничивается УЗИП до 1,5кВ, а уже внутри здания на него накладывается помеха, наведённая от различного мощного электротехнического оборудования. Сами по себе уровни этих помех не превышают допустимый для защищаемого оборудования, но вместе эти перенапряжения могут привести к сбоям и даже выходу оборудования из строя.

Стоит отметить, что для эффективной защиты от перенапряжений расстояние от места подключения УЗИП 2 или 3 класса до защищаемого оборудования не должно превышать 5м.

Защита от импульсного перенапряжения: частный дом с однофазным питанием

Монтаж электропроводки в частном доме, особенно выполненном из древесины и горючих материалов, требует тщательного соблюдения правил электрической безопасности.

Необходимо учесть, что здание может быть запитано по разным схемам заземления:

• типовой старой TN-C;
• либо современной, более безопасной TN-S или ее модификациям.

Разберем оба случая.

Схема подключения УЗИП: 2 варианта по системе заземления TN-S

На картинке ниже представлена развернутая схема с защитой комбинированного класса 1+2, которое используется для установки после вводного автоматического выключателя.

Варистор ограничителя перенапряжения встроен в корпус модуля, защищает электрическую схему от прямых или удаленных атмосферных разрядов молний.

Традиционный для всех УЗИП сигнальный флажок имеет два цвета:

1. зеленое положение свидетельствует об исправности устройства и готовности к работе;
2. красное — о необходимости замены в случае срабатывания или перегорания.

Такой модуль может применяться во всех системах заземления, а не только TN-S. Он имеет 3 клеммы подключения:

1. сверху слева L — фазный провод;
2. сверху справа PE — защитный проводник заземления;
3. снизу N — нулевой провод.

УЗИП защищает электросчетчик и все цепи после него.

На очередной схеме показан вариант использования защиты с УЗО. После него создается дополнительная шинка рабочего нуля N1, от которой запитаны все потребители квартиры.

Схема вроде понятна, вопросов не должно возникнуть.

Для дополнительных систем заземления TN-C-S и ТТ предлагаю к изучению и анализу еще две схемы. У них УЗИП монтируется тоже во вводном устройстве.

Цепи подключения счетчика, реле контроля напряжения РКН и УЗО, а также потребители подробно не показываю. Но принцип понятен: используется защитная шина PE.

А вот в старой системе заземления ее нет, за счет чего снижается надежность и безопасность. Но все же она осуществляет защиту, поэтому и рассматривается.

Схема подключения УЗИП по системе заземления TN-C

Отсутствие шины РЕ диктует необходимость подключения УЗИП только между потенциалами фазного провода и PEN. Других вариантов просто нет.

Слева показан способ монтажа защиты для однофазной проводки, а справа — трехфазной.

Импульс перенапряжения снимается по принципу создания искусственного короткого замыкания в питающей цепи.

Классификация УЗИП

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

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

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

Серия ОПС1

Ограничительное устройство ОПС1 производится всех трех классов защиты: B, C, и D.

Для чего нужны защитные устройства?

ОПС1 способно защитить любое электрооборудование. Благодаря компактным размерам такое устройство подходит для установки и подключения в обычном электрощите квартиры, коттеджа или офиса. Установка УЗИП в таких помещениях поможет спасти дорогостоящую технику и компьютерное оборудование. В загородных коттеджах, оборудованных системой «умный дом» монтаж ОПС1 предписывается инструкцией производителя, поскольку электронная начинка очень чувствительна к импульсным перенапряжениям. Также подобная защита требуется любым автономным системам жизнеобеспечения, наблюдения и безопасности.

Поэтому такое устройство устанавливается не только в частном секторе и городских квартирах, но и в административных, офисных, коммерческих и других зданиях.

Особенности конструкции и характеристики

ОСП1 имеет стандартные размеры и модульное исполнение: это позволяет без проблем установить устройство на DIN-рейку. При этом прибор может иметь от 1 до 4 сменных модулей (в зависимости от класса). Сменный модуль (отработанный варисторный разрядник) легко заменяется новым: для этого в центре корпуса предусмотрены направляющие, в которые и вставляется новый модуль. Это позволяет быстро произвести замену без отключения проводов и демонтажа всего устройства.

Применяемый в модуле варистор изготавливается из керамической смеси и окиси цинка, с добавлением специальных примесей для получения уникальных запирающих свойств. Также в каждом блоке предусмотрена защита от повышенной токовой нагрузки.

Для контроля работоспособности сменного блока предусмотрено окно с цветным указателем состояния. Для обеспечения надежного контакта на зажимах (клеммах) выполнены насечки, обеспечивающие большую площадь соприкосновения. Это автоматически уменьшает сопротивление самого контакта.

В зависимости от класса защиты и производителя, ограничители перенапряжения имеют такие характеристики:

• Класс защиты – IP;
• Разрядный ток имеет форму 8/20 мкс;
• Номинальное напряжение составляет 230–400 В;
• Время срабатывания составляет не более 25 нс;
• Напряжение защищаемой линии: от 1 до 2 кВ;
• Максимальный разряд, который способно выдержать устройство: 10 – 60 кА.

Чтобы подключить устройство защиты, используются медные или алюминиевые провода сечением от 4 до 25 мм 2

Обратите внимание! При подключении ОПС1 важно соблюдать полярность. Для этого все клеммные зажимы на корпусе прибора имеют маркировку, какой провод следует подключить в этот разъем

Схема подключения

Теперь давайте рассмотрим, что представляет собой схема подключения УЗИП в энергосеть на примере частного дома.

На примере показано, как правильно выполнить подключение ограничителей перенапряжения зонально: такая схема признана наиболее эффективной. Именно концепция трехступенчатой защиты с размещением УЗИП внутри помещения нашла наибольшее применение на практике

При этом важно для каждой зоны устанавливать соответствующий класс ограничителя

Обратите внимание! При монтаже ОСП1 важно выдерживать правильное расстояние между приборами: между ними должно быть минимум 10 метров