Опубликовано

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) для частного дома

Удар молнии в линию электропередач, в соседнее здание или дерево принесет часть тока молнии по электрическим проводам и может вызвать наведенное электричество в электросети дома. Перенапряжения, вызванные разрядом, могут спровоцировать пожар, легко выводят из строя практически любые электроприборы. Ситуации, когда после грозы у нескольких домов на одной улице перестают работать электросчетчики, бытовая техника, системы водоподготовки, видеонаблюдения и так далее встречаются очень часто. Именно в таких ситуациях призван работать УЗИП. Он снижает уровень перенапряжений, и сразу отправляет часть тока в заземлитель дома. Тем самым защищает электроприборы от повреждения. Второй важной функцией аппарата является защита от возгорания дома изнутри. В некоторых случаях уровень принесенных перенапряжений молнии настолько высок, что в отсутствии УЗИП изоляция электропроводки в доме может не выдержать и спровоцировать возгорание дома. Так же большой проблемой являются скрытые повреждения электросети. Например, поврежденный атмосферным электричеством автоматический выключатель в щитке, внешне не отличается от исправного, а пострадавшая скрытая электропроводка не может быть обнаружена визуально. Это мина замедленного действия. Может показаться, что удар молнии прошел без последствий, но при аварийной ситуации в электрической сети дома автоматические выключатели не сработают, а поврежденная изоляция проводов не выдержит. Выявить скрытые повреждения можно только силами сертифицированной электролаборатории, а устранение испорченной электропроводки потребует немало хлопот и финансовых затрат.

Что такое УЗИП?

  • УЗИП(устройство защиты от импульсных перенапряжений) – аппарат/прибор, предназначенный для защиты от скачков напряжения, вызванных воздействием молнии и авариями в электрической сети. Данное устройство является частью внутренней молниезащиты и дополняет внешнюю (молниеприемные стержни на крыше, провода на стенах или водосточных трубах, контур заземления громоотвода).

Сразу оговоримся, для легкого понимания, в этой статье приведены упрощенные данные о технических характеристиках и особенностях применения УЗИП. Разобраться со всей гаммой деталей касающихся данных аппаратов и их классов, можно в нашей статье «УЗИП — Классы и типы».

Для удобства применения УЗИП делятся на различные типы и классы, обусловленные назначением защищаемой линии (силовые — 220/380В или слаботочные — ТВ, интернет и пр.), максимальным рабочим током молнии и обеспечиваемым уровнем защиты. Например, силовой УЗИП I класса должен выдерживать ток с силой до 100кА и предназначен только для защиты от возгорания электропроводки дома. Защиту потребителей электроэнергии такие аппараты не гарантируют. Возможно совмещение нескольких классов в одном устройстве. Например, для частного дома рекомендуется УЗИП I+II+III класса. Такой прибор не только рассчитан на высокий ток молнии, но и защищает от выхода из строя потребители. Внешне устройства защиты от импульсных перенапряжений похожи на автоматические выключатели и чаще всего устанавливаются непосредственно в электрическом щитке дома. В случае, когда места в существующем электрощите не хватает, рядом с ним устанавливается отдельный — предназначенный только для установки УЗИП.

Монтаж УЗИП: Как подключить к электросети дома

Главное условие, при котором установка защитных устройств будет иметь смысл – устройство заземления дома. От типа системы заземления будут зависеть схемы интеграции УЗИП в сеть. Второе обязательное условие – установка автомата выключения, который будет отключать УЗИП после его срабатывания, для осуществления бесперебойного электроснабжения сети.

Системы заземления классифицируются и обозначаются: TN-S, TN-C, TNC-S, IT, TT – по международному классификатору. В разных системах используются различные сочетания коммутирования с нейтральным проводником источника (N – нейтраль), землей (Т – terra или земля), видами изоляции (I – изоляция).

При этом зануляющие проводники маркируются по стандарту следующим образом: N – нулевой проводник рабочий, PE – нулевой проводник, выполняющий защитную функцию, PEN – проводник, совмещающий обе функции. Разные заземляющие системы применяются при устройстве электроснабжения объектов с разным функциональным назначением – многоквартирных домов, промышленных предприятий, медицинских учреждений и т.д.

Некоторые системы, типа TN-C, сохранились только в составе систем электроснабжения старого жилого фонда и уличного освещения и при новом строительстве не применяются. Это связано с существенными недостатками – опасностью потери работоспособности при разрыве или сгорании зануляющего проводника.

Для защиты индивидуальных жилых домов, которые подключаются к магистральным сетям с помощью воздушных линий, положительно зарекомендовала себя заземляющая система ТТ. Схема системы ТТ характеризуется следующими решениями: глухим заземлением нейтрального проводника от источника питания, 4-мя проводами подачи 3-фазного напряжения, при этом 4-й провод – N – играет роль зануляющего. Заземлитель подключается со стороны потребителей и соединяется с защитными проводниками PE, которые связаны с корпусами электроприборов.

Схема подключения системы защиты, состоящая из 3-х ступеней, с УЗИП трех классов должна в общем виде выглядеть так:

  1. УЗИП 1 класса монтируется на вводе в дом в составе ВРУ (вводно-распределительного устройства) или ГРЩ (главного распределительного щита);
  2. УЗИП 2 класса – в РЩ (распределительных щитах) разнесенных по зданию;
  3. УЗИП 3 класса – непосредственно в местах подключения электроприборов и оборудования.

При этом важно выполнять правило – между УЗИП разного класса следует выдерживать расстояние, которое не должно быть более 10 м по длине проводки.

Дополнить громоотвод для дачного дома — защитить от заноса атмосферного электричества по телевизионным, телефонным, интернет проводам призваны слаботочные разрядники. Они так же делятся на классы, как и силовые. Для частного дома рекомендуется установка аппарата как минимум на кабель, спускающийся от антенны, установленной на кровле. Лучшим выбором так же будет прибор с совмещенной I+II+III класса, который защитит и от возгорания, и от выхода из строя оборудования. Внешне, слаботочные УЗИП могут быть самых разнообразных конструктивных исполнений. Лучшим местом для установки будет место входа кабеля в дом, возможен монтаж и непосредственно перед защищаемым оборудованием.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений многоразовые и рассчитаны на несколько импульсов молнии. К сожалению, производители этих приборов не сообщают в перечне характеристик количество выдерживаемых перенапряжений, но опыт эксплуатации говорит в пользу большой долговечности такого оборудования. Для того что бы контролировать собственную работоспособность, УЗИПы имеют специальный сигнализатор, который при неисправности меняет свой цвет с зеленого на красный.

Сколько стоит купить УЗИП в Москве?

Стоимость УЗИП для дома сильно варьируется и может составлять от 5 до 50 тысяч рублей за силовой трехфазный прибор в зависимости от класса и производителя. Спешим предостеречь от излишней экономии при выборе устройства. Обилие недорогих предложений низкого качества, за частую китайского производства, может подвигнуть к выбору бюджетного, но вместе с тем не выполняющего свою функцию в решающий момент устройства. Да и экономия 5-15 тысяч рублей может обернуться ремонтом и покупкой нового оборудования на сотни тысяч. Подбор УЗИП – непростая задача, которую лучше доверить специалистам. УЗИП – обязательная составляющая современной молниезащиты, которая всегда учитывается инженерами компании Амнис при разработке любого громоотвода

Любой владелец дома или квартиры старается наполнить свое жилище современной и дорогостоящей бытовой техникой. Часто хозяева не задумываются о том, что даже кратковременное превышение импульсного напряжения номинальной величины может привести к неотвратимым последствиям для всего парка электроники, переходящей в разряд не подлежащей ремонту. Такой форс-мажор возникает по причине грозы, перехлестывания фаз, различных коммутационных процессов. Для сохранения электрооборудования созданы приборы — устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Читайте также статью ⇒ Подключение УЗИП в щитке.

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.

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.

Из-за встроенной в конструкцию защиты от перегрева, устройство после срабатывания на некоторое время переходит в неработоспособное состояние. По такой причине на корпусе ОПН имеется быстросъемное приспособление, облегчающее оперативную замену модуля. Читайте также статью ⇒ Защита от повышенного напряжения в сети.

Классификация устройств

УЗИП разделяются на три класса, имеющих различное значение и область применения.

1 класс

Устройства 1 класса используются для сохранения электроприборов от резкого повышения напряжений, возникающих из-за прямого попадания в сеть электропередачи либо молниезащиты грозового разряда. Такие приборы, как правило, ставятся внутри ВРЩ либо в главном распределительном щитке. Характеризуется 1 класс УЗИП самым опасным значением волны импульсного электротока — 10/350 мкс.

УЗИП 1 класса марки CITEL защищают сеть от опасных напряжений при непосредственном попадании молнии

2 класс

УЗИП второго класса, монтирующиеся после устройств класса 1, используются как:

  • защита от поражения молнией;
  • защиты от повышения напряжений и помех.

В конструкцию приборов входят корпус в качестве основания, а также сменные модули, оснащенные подающими сигналы о работе УЗИП индикаторами. Зеленый показывает, что прибор работает в штатном режиме, оранжевый сигнализирует о том, что пора выполнить замену модулей.

В некоторых моделях УЗИП 2 класса дополнительно установлен электрический контакт, осуществляющий передачу данных о работоспособности прибора дистанционно, что повышает удобство обслуживания.

2 класс УЗИП характеризуется импульсным током с характеристикой волны 8/20 мкс.

3 класс

УЗИП 3 класса используются для обеспечения защиты отдельно расположенных жилых построек, устанавливается в непосредственной близости от электрооборудования. Применяются как последний рубеж, защищающий бытовую электротехнику от перенапряжений, носящих остаточный характер.

В качестве устройств такого класса производятся специальные электророзетки и вилки.

Совет №1: Одновременное применение всех трех классов позволяет обеспечить надежную трехступенчатую защиту от перенапряжений в сети.

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

Схемы подключения устройств

Для обеспечения защиты от перенапряжений токопроводящие элементы электроустановок подключаются к контуру заземления через устройства, вольтамперные характеристики которых — нелинейного типа.

Схемы подключения УЗИП к сетям различных типов для защиты от перенапряжений

Электроустановки до 1 кВ требуют наличия заземляющего элемента РЕ с определенным сопротивлением. Такие установки не рассчитаны для высоких значений импульсных напряжений и токов, не могут использоваться для проведения токов утечки и продолжительного повышения напряжения.

Большинство производителей настоятельно советуют выполнять защиту УЗИП посредством плавких вставок, что объясняется оперативным включением предохранителей в зонах импульсных токов. Такие рекомендации обусловлены также и нередкими повреждениями контактов автоматов при разрывании токов.

Совет №2: Для устройства трехступенчатой защиты приборы УЗИП необходимо разместить друг от друга на определенном расстоянии в соответствии с протяжением провода.

Между приборами 1 и 2 класса должен соблюдаться интервал от 15 м, позволяющий обеим ступеням работать селективно и с высокой степенью надежности гасить сетевые возмущения.

Между 2 и 3 классом расстояние должно составлять порядка 5 м. Если отнести устройства на указанные интервалы невозможно, то следует применить согласующий дроссель, обладающий активно-индуктивным сопротивлением, идентичным сопротивлению проводов.

Нужно ли вам устройство для защиты от импульсных перенапряжений

Импульсные перенапряжения в электрических сетях — не редкость. Возникают они при прямых или близких ударах молний, из-за переключений в высоковольтных сетях, а также из-за различных аварийных процессов. При этом особой опасности подвергаются частные домовладения, которые получают питание по воздушной линии электропередачи (ВЛ).

Молния — это электрический разряд атмосферного происхождения, который развивается между грозовым облаком и землей или между грозовыми облаками. Считается, что ток прямого удара молнии, составляет примерно 100 тысяч Ампер, а напряжение до 1 миллиарда Вольт. Форма импульса перенапряжения при ударе молнии показана на рисунке ниже.

Очевидно, что воздействие напряжения в десятки тысяч вольт на электроприборы, рассчитанные на 220В приведет как минимум к выходу их из строя, а чаще — к их возгоранию.

Когда нужно применять УЗИП

Защита зданий и сооружений от возгораний при прямом попадании молнии осуществляется молниеотводами. Для жилых зданий он представляет собой сваренную сетку из стали диаметром 8 мм на плоской кровле, с шагом ячейки 15х15 или трос, протянутый на коньке кровли, если она скатного типа.

Защита техники и электропроводки от воздействий молнии осуществляется специальными аппаратами — устройствами защиты от импульсных перенапряжений. Применение УЗИП при вводе в здание воздушной линией является обязательным. Такое требование предъявляет ПУЭ п.7.1.22. УЗИП могут выглядеть как модули, устанавливаемые на DIN-рейку, или как устройства, встраиваемые в вилки или розетки.

Стоит отметить, что автоматические выключатели и АВДТ не защищают электрооборудование от импульсных перенапряжений и реагируют только на ток КЗ, перегрузки или утечки на землю.

В случае питания дома по КЛ (кабельной линии), что характерно для многоэтажных домов, удар молнии в питающую сеть невозможен. Однако молния способна навести напряжение на больших расстояниях от места удара в землю с формой импульса 8/20 мкс, что менее опасно, но все равно способствует ускоренному старению изоляции электрооборудования. Поэтому применение УЗИП в кабельных сетях является рекомендуемым.

Функции УЗИП

УЗИП используется для защиты электрооборудования от коротких импульсов перенапряжения с фронтом волны 10/350 и 8/20 мкс (Т1/Т2), снижая напряжение до допустимых величин.

Т1 в дроби означает время, за которое импульс достигнет максимального значения в микросекундах. Т2 — время, за которое напряжение импульса снизится до половины от максимального значения. Естественно, что форма волны 10/350 мкс является более опасной, так как перенапряжение дольше воздействует на изоляцию электроустановок, вызывая ее ускоренное старение.

Конструкция и принцип работы УЗИП

УЗИП изготавливаются из оксидно-цинковых варисторов, разрядников или их комбинации. 90% стоимости УЗИП составляют именно эти элементы. В дешевых УЗИП варисторы имеют очень маленькие разрядные токи и часто выходит из строя.

Варисторы — это резисторы с нелинейным сопротивлением. В нормальном режиме сети варисторы имеют бесконечно большое сопротивление, через них ток не течет. При превышении напряжения, сопротивление варистора плавно падает, УЗИП пропускает через себя энергию перенапряжения.

Разрядники представляют собой трубку, наполненную инертным газом, с двумя или тремя электродами. При достижении напряжения определенного значения наступает пробой газового промежутка и срабатывание разрядника. Разрядники срабатывают медленнее, чем варисторы, поэтому их устанавливают между N и PE проводами на малые значения пробивного напряжения, так как в нормальном режиме напряжение между N и PE вовсе отсутствует.

УЗИП может пропустить через себя определенный ток без разрушения конструкции. Эти параметры называются:

  • импульсный ток (если УЗИП рассчитан на форму импульса 10/350 — класс I)
  • максимальный ток разряда (при форме импульса 8/20 — класс II)

Правильно выбрать эти параметры могут помочь специалисты техподдержки. В большинстве случаев типовым считается ток 12,5 кА для УЗИП класса I и 40 кА для класса II.

Классификация УЗИП

УЗИП делятся на три категории, в зависимости от класса испытания, а соответственно и места установки в сети — I, II, III. Согласно «Зоновой концепции» для полноценной защиты от перенапряжений следует устанавливать УЗИП разных классов каскадно, на стыке зон защиты:

1) В щите учета на опоре или на доме (снаружи) до счетчика следует устанавливать УЗИП класса I. Это устройство рассчитано на поглощение импульсов перенапряжения с формой волны 10/350 мкс и защищает от прямых ударов молнии в линию электропередачи или систему молниезащиты дома.

2) В распределительном щитке дома должен быть установлен УЗИП класса II. В функции этого аппарата будет входить гашение остаточного импульса, который прошел через УЗИП класса I, а также защита от перенапряжений, вызванных коммутацией в высоковольтных сетях.

3) В розетках, к которым подключается высокочувствительная цифровая техника, встраивается УЗИП класса III, которое будет выполнять функцию фильтрации высокочастотных помех.

При этом стоит иметь в виду, что между разными классами УЗИП должно выдерживаться расстояние не менее 15 метров кабеля, либо должен быть установлен специальный разделительный дроссель, иначе самая «слабая» ступень защиты примет на себя максимальную энергию импульса и выйдет из строя.

Исполнения УЗИП

УЗИП подключаются параллельно защищаемого оборудования и представляют собой корпус со сменными модулями или монолитную конструкцию.

В зависимости от системы заземления, принятой на объекте, УЗИП нужно подключать по разному. Самыми распространенными в жилом секторе являются системы TN-C, TN-S и TT.

Система заземления TN-C

  • однофазная — варистор между L-N
  • трехфазная — варисторы между L1…L3-PEN

Система заземления TN-S

  • однофазная — варистор между L-PE, варистор между N-PE
  • трехфазная — варистор между L1…L3-PE, варистор между N-PE

Система заземления TТ

  • однофазная — варистор между L-N, разрядник между N-PE
  • трехфазная — варистор между L1…L3-N, разрядник между N-PE

Защита УЗИП

Несмотря на то, что УЗИП является устройством защиты электросети, оно само должно быть защищено от повреждений, которое может возникнуть из-за разрушения элементов конструкции в момент поглощения энергии перенапряжения. Нередко бывали случаи, когда из-за неграмотной защиты, УЗИП сами становились причиной возгораний.

  • Класс I должен быть защищен предохранителями на ток до 160А
  • Класс II должен быть защищен предохранителями на ток до 125А

Если ток предохранителя больше указанного, то должен быть установлен дополнительный предохранитель, защищающий оборудование щита от разрушения УЗИП.

В случае воздействия длительного перенапряжения на УЗИП, варисторы начнут пропускать ток и сильно нагреваться. Встроенный терморасцепитель отключает устройство от сети в случае, если температура варистора достигнет критического значения.

Допускается защищать УЗИП автоматическими выключателями с предельной коммутационной способностью (ПКС) не менее 6кА. Но устройства I может быть защищены только предохранителями, так как они могут отключить намного большие токи КЗ при воздействии повышенного напряжения. Например, предохранитель на рисунке имеет отключающую способность 50 кА.

Таким образом, правильное применение устройств защиты от импульсных перенапряжений позволит эффективно защитить электрооборудование от повреждений, вызванных перенапряжениями в сети.

Классификация УЗИП

Аппараты защиты от импульсных напряжений являются широким и обобщенным понятием. В эту категорию устройств входят приборы, которые можно подразделить на классы:

  • I класс. Предназначены для защиты от непосредственного воздействия грозового разряда. Данными устройствами в обязательном порядке должны укомплектовываться вводно-распределительные устройства (ВРУ) административных и промышленных зданий и жилых многоквартирных домов.
  • II класс. Обеспечивают защиту электрических распределительных сетей от перенапряжений, вызванных коммутационными процессами, а также выполняющие функции второй ступени защиты от воздействия удара молнии. Монтируются и подключаются к сети в распределительных щитах.
  • III класс. Применяются, чтобы обезопасить аппаратуру от импульсных перенапряжений, вызванных остаточными бросками напряжений и несимметричным распределением напряжения между фазой и нулевым проводом. Устройства данного класса работают также в режиме фильтров высокочастотных помех. Наиболее актуальны для условий частного дома или квартиры, подключаются и устанавливаются непосредственно у потребителей. Особой популярностью пользуются устройства, которые изготавливаются, как модули, оснащенные быстросъемным креплением для установки на din-рейку, либо имеют конфигурацию электрических штепсельных розеток или сетевых вилок.

Типы устройств

Все устройства, обеспечивающие защиту от импульсных перенапряжений, подразделяются на два типа, которые отличаются по конструкции и принципу действия. Рассмотрим, как работает УЗИП разных видов.

Вентильные и искровые разрядники. Принцип действия разрядников основан на использовании эффекта искровых промежутков. В конструкции разрядников предусмотрен воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы линии электропередач с заземляющим контуром. При номинальной величине напряжения цепь в перемычке разорвана. В случае воздействия грозового разряда в результате перенапряжения в ЛЭП происходит пробой воздушного зазора, цепь между фазой и землей замыкается, импульс высокого напряжения уходит напрямую в землю. Конструкция вентильного разрядника в цепи с искровым промежутком предусматривает резистор, на котором происходит гашение высоковольтного импульса. Разрядники в большинстве случаев находят применение в сетях высокого напряжения.

Ограничители перенапряжения (ОПН). Данные устройства пришли на смену устаревшим и громоздким разрядникам. Для того чтобы понять, как работает ограничитель, надо вспомнить свойства нелинейных резисторов, принцип работы ОПН построен на использовании их вольтамперных характеристик. В качестве нелинейных резисторов в УЗИП используется варистор. Для людей не искушенных в тонкостях электротехники, немного информации, из чего состоит и как он работает. В качестве основного материала для изготовления варисторов служит оксид цинка. В смеси с окислами других металлов создается сборка, состоящая из p-n переходов, обладающая вольтамперными характеристиками. Когда величина напряжения в сети соответствует номинальным параметрам, ток в цепи варистора близок к нулю. В момент возникновения перенапряжения на p-n переходах происходит резкое возрастание тока, что приводит к снижению напряжения до номинальной величины. После нормализации параметров сети варистор возвращается в непроводящий режим и влияние на работу устройства не оказывает.

Компактные размеры ОПН и обширный диапазон разновидностей данных приборов позволили значительно расширить область применения этих устройств, появилась возможность использования УЗИП, как средства защиты от перенапряжений для частного дома или квартиры. Однако ограничители импульсных напряжений, собранные на варисторах, несмотря на все свои преимущества по сравнению с разрядниками, имеют один существенный недостаток – ограничение ресурса работы. Вследствие встроенной в них тепловой защиты, прибор после срабатывания остается некоторое время неработоспособным, по этой причине на корпусе УЗИП предусмотрено быстросъемное устройство, позволяющее произвести быструю замену модуля.

Более подробно о том, что такое УЗИП и какое у него назначение, вы можете узнать из видео:

Как обустроить защиту?

Прежде чем приступить к установке и подключению средств защиты от импульсных перенапряжений, необходимо сделать заземление в доме, иначе все работы по обустройству УЗИП потеряют весь смысл. Классическая схема предусматривает 3 уровня защиты. На вводе устанавливаются разрядники (УЗИП класс I) , обеспечивающие грозозащиту. Следующее защитное устройство класс II, как правило, ОПН подключается в распределительном щите дома. Степень его защиты должна обеспечивать снижение величины перенапряжения до параметров безопасных для бытовых приборов и сети освещения. В непосредственной близости электронных изделий, чувствительных к колебаниям по току и напряжению желательно подключить УЗИП класса III.

При подключении УЗИП необходимо предусмотреть их токовую защиту и защиту от коротких замыканий вводным автоматическим выключателем или плавкими предохранителями. Подробнее о монтаже данных защитных устройств мы расскажем в отдельной статье.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео, в котором подробно рассмотрена классификация устройств защиты от перенапряжений, принцип действия и советы по выбору подходящего аппарата:

Вот мы и рассмотрели принцип работы УЗИП, классы и разницу между ними. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной!

Будет интересно прочитать:

  • Как сделать громоотвод в частном доме
  • Для чего нужна главная заземляющая шина
  • Для чего нужен дифавтомат
Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *