УЗИП принцип работы

Содержание

Классификация устройств защиты от импульсных перенапряжений

УЗИП принцип работы
Современный человек, стараясь идти в ногу со временем, насыщает свой дом электроприборами самого различного назначения. Но не каждый домовладелец задумывается о том, что в случае возникновения в сети даже очень кратковременного импульсного напряжения в разы превышающего номинальное, весь его дорогостоящий парк электротехники и электроники может выйти из строя.

Что примечательно, воздействие перенапряжения на электрические потребители пагубно тем, что пораженная техника, как правило, становится не пригодной для ремонта. Данный форс-мажор пусть не часто, но гарантировано может быть следствием перенапряжения в сетях, вызванного воздействием грозы, аварийным перехлестом фаз или коммутационных процессов.

Защитить электрооборудование призваны так называемые устройства защиты от импульсных перенапряжений. Принцип работы УЗИП, классы и разницу между ними мы рассмотрели ниже.

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:

Источник: https://samelectrik.ru/klassifikaciya-ustrojstv-zashhity-ot-impulsnyx-perenapryazhenij.html

Установка УЗИП — схемы подключения, правила монтажа

Для всех нас стало нормой, что в распределительных щитках жилых домов, обязательна установка вводных автоматических выключателей, модульных автоматов отходящих цепей, УЗО или дифф.автоматов на помещения и оборудование, где критичны возможные утечки токов (ванные комнаты, варочная панель, стиральная машинка, бойлер).

Помимо этих обязательных коммутационных аппаратов, практически никому не требуется объяснять, зачем еще нужно реле контроля напряжения.

Устанавливать их начали все и везде. Грубо говоря оно защищает вас от того, чтобы в дом не пошло 380В вместо 220В. При этом не нужно думать, что повышенное напряжение попадает в проводку по причине недобросовестного электрика.

Вполне возможны природные явления, не зависящие от квалификации электромонтеров. Банально упало дерево и оборвало нулевой провод.

Также не забывайте, что любая ВЛ устаревает. И даже то, что к вашему дому подвели новую линию СИПом, а в доме у вас смонтировано все по правилам, не дает гарантии что все хорошо на самой питающей трансформаторной подстанции – КТП.

Там также может окислиться ноль на шинке или отгореть контакт на шпильке трансформатора. Никто от этого не застрахован.

Именно поэтому все новые электрощитки уже не собираются без УЗМ или РН различных модификаций.

Что же касается устройств для защиты от импульсных перенапряжений, или сокращенно УЗИП, то у большинства здесь появляются сомнения в необходимости их приобретения. А действительно ли они так нужны, и можно ли обойтись без них?

Подобные устройства появились достаточно давно, но до сих пор массово их устанавливать никто не спешит. Мало кто из рядовых потребителей понимает зачем они вообще нужны.

Первый вопрос, который у них возникает: ”Я же поставил реле напряжения от скачков, зачем мне еще какой-то УЗИП?”

Никакое реле напряжения от этого не спасет, а скорее всего сгорит вместе со всем другим оборудованием. В то же самое время и УЗИП не защищает от малых перепадов в десятки вольт и даже в сотню.

Например устройства для монтажа в домашних щитках, собранные на варисторах, могут сработать только при достижении переменки до значений свыше 430 вольт.

Поэтому оба устройства РН и УЗИП дополняют друг друга.

Гроза это стихийное явление и просчитать его до сих пор не особо получается. При этом молнии вовсе не обязательно попадать прямо в линию электропередач. Достаточно ударить рядышком с ней.

Даже такой грозовой разряд вызывает повышение напряжения в сети до нескольких киловольт. Кроме выхода из строя оборудования это еще чревато и развитием пожара.

Даже когда молния ударяет относительно далеко от ВЛ, в сетях возникают импульсные скачки, которые выводят из строя электронные компоненты домашней техники. Современный электронный счетчик с его начинкой, тоже может пострадать от этого импульса.

Общая длина проводов и кабелей в частном доме или коттедже достигает нескольких километров.

Сюда входят как силовые цепи так и слаботочка:

  • интернет 
  • TV 
  • видеонаблюдение 
Читайте также  Вентилятор без лопастей принцип работы

Все эти провода принимают на себя последствия грозового удара. То есть, все ваши километры проводки получают гигантскую наводку, от которой не спасет никакое реле напряжения.

Единственное что поможет и защитит всю аппаратуру, стоимостью несколько сотен тысяч, это маленькая коробочка называемая УЗИП.

Монтируют их преимущественно в коттеджах, а не в квартирах многоэтажек, где подводка в дом выполнена подземным кабелем. Однако не забывайте, что если ваше ТП питается не по кабельной линии 6-10кв, а воздушной ВЛ или ВЛЗ (СИП-3), то влияние грозы на среднем напряжении, также может отразиться и на стороне 0,4кв.

Поэтому не удивляйтесь, когда в грозу в вашей многоэтажке, у многих соседей одновременно выходят из строя WiFi роутеры, радиотелефоны, телевизоры и другая электронная аппаратура.

Молния может ударить в ЛЭП за несколько километров от вашего дома, а импульс все равно прилетит к вам в розетку. Поэтому не смотря на их стоимость, задуматься о покупке УЗИП нужно всем потребителям электричества.

Цена качественных моделей от Шнайдер Электрик или ABB составляет примерно 2-5% от общей стоимости черновой электрики и средней комплектации распредщитка. В общей сумме это вовсе не такие огромные деньги.

На сегодняшний день все устройства от импульсных перенапряжений делятся на три класса. И каждый из них выполняет свою роль.

Модуль первого класса гасит основной импульс, он устанавливается на главном вводном щите.

После погашения самого большого перенапряжения, остаточный импульс принимает на себя УЗИП 2 класса. Он монтируется в распределительном щитке дома.

Если у вас не будет устройства I класса, высока вероятность что весь удар воспримет на себя модуль II. А это может для него весьма печально закончится.

Однако давайте посмотрим, что говорит об этом не знакомый электрик, а ведущая фирма по системам грозозащиты Citel:

То есть в тексте прямо сказано, класс II монтируется либо после класса 1, либо КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО.

Третий модуль защищает уже непосредственно конкретного потребителя.

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.

Схема качественно укомплектованного с точки зрения защиты от всех скачков и перепадов напряжения распределительного щита, должна выглядеть примерно следующим образом.

На вводе перед счетчиком — вводной автоматический выключатель, защищающий прибор учета и цепи внутри самого щитка. Далее счетчик.

Между счетчиком и вводным автоматом — УЗИП со своей защитой. Электроснабжающая организация конечно может запретить такой монтаж. Но вы можете обосновать это необходимостью защиты от перенапряжения и самого счетчика.

В этом случае потребуется смонтировать всю схемку с аппаратами в отдельном боксе под пломбой, дабы предотвратить свободный доступ к оголенным токоведущим частям до прибора учета.

Однако здесь остро встанет вопрос замены сработавшего модуля и срыва пломб. Поэтому согласовывайте все эти моменты заранее.

После прибора учета находятся:

  • реле напряжения УЗМ-51 или аналог 
  • УЗО 100-300мА – защита от пожара
  • УЗО или дифф.автоматы 10-30мА – защита человека от токов утечки
  • простые модульные автоматы

Если с привычными компонентами при комплектации такого щитка вопросов не возникает, то на что же нужно обратить внимание при выборе УЗИП?

На температуру эксплуатации. Большинство электронных видов рассчитано на работу при окружающей температуре до -25С. Поэтому монтировать их в уличных щитках не рекомендуется.

Второй важный момент это схемы подключения. Производители могут выпускать разные модели для применения в различных системах заземления.

Например, использовать одни и те же УЗИП для систем TN-C или TT и TN-S уже не получится. Корректной работы от таких устройств вы не добьетесь.

Вот основные схемы подключения УЗИП в зависимости от исполнения систем заземления на примере моделей от Schneider Electric. Схема подключения однофазного УЗИП в системе TT или TN-S:

Здесь самое главное не перепутать место подключения вставного картриджа N-PE. Если воткнете его на фазу, создадите короткое замыкание.

Схема трехфазного УЗИП в системе TT или TN-S:

Схема подключения 3-х фазного устройства в системе TN-C:

На что нужно обратить внимание? Помимо правильного подключения нулевого и фазного проводников немаловажную роль играет длина этих самых проводов.

От точки подключения в клемме устройства до заземляющей шинки, суммарная длина проводников должны быть не более 50см!

А вот подобные схемы для УЗИП от ABB OVR. Однофазный вариант:

Трехфазная схема:

Давайте пройдемся по некоторым схемкам отдельно. В схеме TN-C, где мы имеем совмещенные защитный и нулевой проводники, наиболее распространенный вариант решения защиты – установка УЗИП между фазой и землей.

Каждая фаза подключается через самостоятельное устройство и срабатывает независимо от других.

В варианте сети TN-S, где уже произошло разделение нейтрального и защитного проводника, схема похожа, однако здесь монтируется еще дополнительный модуль между нулем и землей. Фактически на него и сваливается весь основной удар.

Именно поэтому при выборе и подключении варианта УЗИП N-PE, указываются отдельные характеристики по импульсному току. И они обычно больше, чем значения по фазному.
Помимо этого не забывайте, что защита от грозы это не только правильно подобранный УЗИП. Это целый комплекс мероприятий.

Их можно использовать как с применением молниезащиты на крыше дома, так и без нее.

Особое внимание стоит уделить качественному контуру заземления. Одного уголка или штыря забитого в землю на глубину 2 метра здесь будет явно не достаточно. Хорошее сопротивление заземления должно составлять 4 Ом.

Принцип действия УЗИП основан на ослаблении скачка напряжения до значения, которое выдерживают подключенные к сети приборы. Другими словами, данное устройство еще на вводе в дом сбрасывает излишки напряжения на контур заземления, тем самым спасая от губительного импульса дорогостоящее оборудование.

Определить состояние устройства защиты достаточно просто:

  • зеленый индикатор – модуль рабочий
  • красный – модуль нужно заменить

При этом не включайте в работу модуль с красным флажком. Если нет запасного, то лучше его вообще демонтировать.

УЗИП это не всегда одноразовое устройство, как некоторым кажется. В отдельных случаях модели 2,3 класса могут срабатывать до 20 раз!

Чтобы сохранить в доме бесперебойное электроснабжение, необходимо также установить автоматический выключатель, который будет отключать узип. Установка этого автомата обусловлена также тем, что в момент отвода импульса, возникает так называемый сопровождающий ток.

Он не всегда дает возможность варисторному модулю вернуться в закрытое положение. Фактически тот не восстанавливается после срабатывания, как по идее должен был.

В итоге, дуга внутри устройства поддерживается и приводит к короткому замыканию и разрушениям. В том числе самого устройства.

Автомат же при таком пробое срабатывает и обесточивает защитный модуль. Бесперебойное электроснабжение дома продолжается.

Запомните, что этот автомат защищает в первую очередь не разрядник, а именно вашу сеть.

При этом многие специалисты рекомендуют ставить в качестве такой защиты даже не автомат, а модульные предохранители.

Объясняется это тем, что сам автомат во время пробоя оказывается под воздействием импульсного тока. И его электромагнитные расцепители также будут под повышенным напряжением.

Это может привести к пробою отключающей катушки, подгоранию контактов и даже выходу из строя всей защиты. Фактически вы окажетесь безоружны перед возникшим КЗ.

Есть конечно специальные автоматические выключатели без катушек индуктивности, имеющие в своей конструкции только терморасцепители. Например Tmax XT или Formula A.

Однако рассматривать такой вариант для коттеджей не совсем рационально. Гораздо проще найти и купить модульные предохранители. При этом можно сделать выбор в пользу типа GG.

Они способны защищать во всем диапазоне сверхтоков относительно номинального. То есть, если ток вырос незначительно, GG его все равно отключит в заданный интервал времени.

Есть конечно и минус схемы с автоматом или ПК непосредственно перед УЗИП. Все мы знаем, что гроза и молния это продолжительное, а не разовое явление. И все последующие удары, могут оказаться небезопасными для вашего дома.

Защита ведь уже сработала в первый раз и автомат выбил. А вы об этом и догадываться не будете, потому как электроснабжение ваше не прерывалось.

Поэтому некоторые предпочитают ставить УЗИП сразу после вводного автомата. Чтобы при срабатывании отключалось напряжение во всем доме.

Однако и здесь есть свои подводные камни и правила. Защитный автоматический выключатель не может быть любого номинала, а выбирается согласно марки применяемого УЗИП. Вот таблица рекомендаций по выбору автоматов монтируемых перед устройствами защиты от импульсных перенапряжений:

Если вы думаете, что чем меньше по номиналу автомат будет установлен, тем надежнее будет защита, вы ошибаетесь. Импульсный ток и скачок напряжения могут быть такой величины, что они приведут к срабатыванию выключателя, еще до момента, когда УЗИП отработает.

И соответственно вы опять останетесь без защиты. Поэтому выбирайте всю защитную аппаратуру с умом и по правилам. УЗИП это тихая, но весьма своевременная защита от опасного электричества, которое включается в работу мгновенно.

Читайте также  Принцип работы индукционной варочной поверхности
1Самая распространенная ошибка — это установка УЗИП в электрощитовую с плохим контуром заземления.

Толку от такой защиты не будет никакого. И первое же “удачное” попадание молнии, сожгет вам как все приборы, так и саму защиту.

2Не правильное подключение исходя из системы заземления.

Проверяйте техдокументацию УЗИП и проконсультируйтесь с опытным электриком ответственным за электрохозяйство, который должен быть в курсе какая система заземления используется в вашем доме.

3Использование УЗИП не соответствующего класса.

Как уже говорилось выше, есть 3 класса импульсных защитных устройств и все они должны применяться и устанавливаться в своих щитовых.

Источник: https://domikelectrica.ru/ustanovka-uzip-sxemy-podklyucheniya-pravila-montazha/

Узип — молниезащита

В работе электрических приборов очень часто происходят скачки напряжения, мешающие правильной работе электроприборов. Такие изменения зависят от многих факторов:

  • грозовые импульсы;
  • скачки величин токов;
  • ремонт и аварии на линиях электропередачи.

Устройством, позволяющим нейтрализовать такого рода нарушения сети – является УЗИП (Устройство для защиты от импульсных перенапряжений) .

Принцип действия и область применения УЗИП

Основная задача устройства защиты импульсных перенапряжений (УЗИП) для частного дома – трансформация проводимости:

  1. Базовый элемент варистор проводит ток при увеличении значений напряжения, при этом:
    1. варистор позволяет выдерживать более двух срабатываний при наибольшей величине электрического разряда;
    2. выдерживание более 5-ти, для номинальных значений.
  2. Стабилизация модулятором порогового значения частоты.
  3. Элемент триод направляет ток на контакты выхода, что приводит к трансформации параметров выходного тока.

В проектах молниезащиты зданий различного назначения, сооружений и промышленных объектов используют УЗИП которые помогут защитить от:

  1. прямых молниевых ударов в защищаемый контур объекта;
  2. разрядов молний в непосредственной близости от электрических коммуникаций;
  3. помех, вызванных электромагнитными волнами или иными электрическими установками и электроприборами.

класс I (B):

  • монтируются в вводно-распределительном устройстве;
  • защищают от прямого попадания молниевых разрядов в громоотводную систему либо в линии электрических передач;
  • используется значение тока 35 – 65 кА;
  • форма волны 15 / 360 мкс.

класс II (C):

  • устройства защиты от импульсных чрезмерных напряжений нужны для протекции сети токового распределения при молниевом ударе;
  • рабочее значение тока –25 — 45 кА;
  • форма волны – 9/25мкс.

класс III (D):

  • основным предназначением является защита от остаточных величин напряжения;
  • рабочим проводником нуля и фазы;
  • фильтрация помех высоких частот;
  • номинальный ток 4-10 кА;
  • форма волны 9/25 мкс.

Рис. 1 Пример распределения классов УЗИП в жилом сооружении

Устройства класса D монтируются в непосредственной близости от потребителя. Это могут быть: розетки, сетевые вилки.

Преимущества УЗИП:

  1. крепление по стандарту DIN, дает возможность надежно установить само устройство;
  2. подключение УЗИП в стандартный электро-щиток через совместимые разъемы;
  3. защита от воздействия грязи и пыли за счет специального защитного покрытия;
  4. все основные элементы имеют промаркированные знаки, что помогает производить монтаж и демонтаж без нарушений.

Защита от перенапряжения в частном доме

Молниезащита

Молниезащита частного дома конструктивно представляет собой: токовый отвод, заземлительный элемент и приемник молниевого сигнала.

Существует два основных типа:

  1. Пассивная молниезащита. Классическая схема, принцип которой основывается на приеме разряда, направленного к заземлительному элементу, располагающегося в земле.
  2. Активная молниезащита. Отличается тем, что она имеет рабочий радиус перехвата молниевого разряда и после этого направляет сигнал к заземлителю. Происходит протекция не только самого здания, но прилегающей территории. Активная молниезащита имеет рабочие элементы, аналогичные с пассивной. В большинство загородных домов стран Европы и ближайшего зарубежья установлена активная молниезащита.

Устройства молниезащиты подразделяются на различные виды систем:

Штыревой громоотвод

Монтаж молниезащиты заключается в установке высокого стержня, который будет соединяться с устройством заземления по токовым проводникам (рис.2).

Рис. 2 Типовой принцип работы штыревой системы

Тросовый громоотвод

Такая система молниезащиты в случае покрытия кровли шифером, использует трос либо проволоку, натянутую вдоль самой крыши на высоте около 0,5 -0,7 м (рис. 3).

Рис. 3 Изображение тросовой системы молниевой защиты

Натянутый трос, молниеотводом перенаправляет поступивший разрядный сигнал на заземлитель.

Сетчатая молниезащита дома

Является одной из самых конструктивно сложных. Такой громоотвод применяется для кровли, выложенных черепицей. На крышу устанавливается специальная сетка, с размером ячейки 6 х 6 м (рис. 4).

Рис. 4 Изображение системы защиты сетчатой

Разделенные участки являются токоотводниками молниевого сигнала к заземлителю.

Грозозащита для видеонаблюдения является одним из главных критериев. Зачастую видеокамеры повреждаются от сильных разрядов статики, не позволяя им работать соответствующим образом. Специально для таких устройств разработаны громоотводы, для обеспечения надлежащей работы в грозовую погоду.

Расчет молниезащиты

За основу расчета принимают конструктивные особенности здания и его прилегающей территории. Необходимо учесть рельеф местности и состояние грунта, а также учесть число молниевых ударов в сооружение за год.

Рис. 5 Расчет молниезащиты для дома

Тип зоны протекции вычисляются из категории молниезащиты и числа ударов молнией. Производится расчет между громоотводами и рассчитывают характеристики протекции на нужной высоте от грунта (рис. 5).

Для определения грозовой активности по различным регионам, используется карта, указывающая распределения количества гроз за год. Там также указывается время и длительность грозовых шквалов, а также координаты и контакты ближайшего пункта метеорологической станции.

Вышеуказанные методики и правильное оперирование рабочими устройствами позволяют снизить вероятность поражения молнией зданий, сооружений, объектов специального назначения. Правильный выбор этих схем громоотвода важен, поскольку он предотвращает разрушительные последствия разного рода природных катаклизмов.

о том почему УЗИП обязателен к установке

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/uzip-molniezashita.html

УЗИП



Внешняя молниезащита (External Lightning Protection) предназначена для защиты здания от пожара и разрушения при прямом попадании молнии.

  • Молниеприёмник (Lightning Rod) — громоотвод, который перехватывает разряд молнии:
    • Пассивный громоотвод (металлический стержень, сетка)
    • Активный молниеприёмник во время грозы ионизирует воздух вокруг себя, что увеличивает зону защиты
  • Тоководы (спуски) – отводят ток от молниеприёмников к заземлителю
  • Заземлитель – заглублённый в почву металлический проводник, по которому ток молнии стекает в землю.

Внутренняя молниезащита

Внутренняя молниезащита предназначена для защиты людей и электрооборудования внутри зданий от электромагнитного влияния близлежащего удара молнии (косвенного воздействия), которое передаётся по входящим в здание электрическим сетям, информационным кабелям и трубопроводам.

  • Защита от перенапряжений (Surge Protection)
  • Заземление (Grounding).

Зоны молниезащиты

  • Зона 0A Незащищённая зона прямого воздействия молнии вне здания, экранирования импульсных электромагнитных помех от грозовых разрядов нет
  • Зона 0B Защищённая молниеотводом зона вне здания, экранирования импульсных электромагнитных помех от грозовых разрядов нет
  • Зона 1 Область внутри здания, где возможно частичное влияние разряда молнии
  • Зона 2 Область внутри здания, где возможны незначительные перенапряжения
  • Зона 3 Область внутри здания, где отсутствуют перенапряжения и импульсные помехи

Чтобы поэтапно снизить перенапряжения до безопасного уровня на переходах между зонами устанавливаются соответствующие (по классу) устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Узип в сетях электропитания

  • УЗИП класса I (B) Грозозащитные разрядники (Lightning Current Arresters) устанавливаются во вводном щитке (на переходе из зоны 0B в зону 1) и служат для защиты от перенапряжений при прямом попадании молнии в молниеотвод здания или ЛЭП.
  • УЗИП класса II (C) Ограничители перенапряжений (Surge Arresters) устанавливаются в распределительных щитках (на переходе из зоны 1 в зону 2) и служат для защиты от перенапряжений при удалённом разряде молнии и коммутационных перенапряжений в электросетях.
  • УЗИП класса III (D) Устройства защиты от импульсных перенапряжений (Surge Protection Devices) устанавливаются в непосредственной близости от конечного оборудования (на переходе из зоны 2 в зону 3) и служат для защиты от коммутационных перенапряжений оконечных приборов (сетевые фильтры).

Узип в информационных сетях

В информационных сетях УЗИП выбираются как по принципу зонирования, так и по применениям:

  • Полевые коммуникационные шины
  • Локальные вычислительные системы
  • Системы измерения и регулирования (сигнальные кабели PLC)
  • Цифровые интерфейсы (RS-232, RS-422, RS-485, TTY)
  • Телекоммуникационное оборудование
  • ТВ, видео, спутниковые системы, радио.

Искровые разрядники

Искровые разрядники используются для выравнивания потенциалов (Equipotential Bonding) тех элементов конструкции, которые по условиям эксплуатации не могут быть соединены друг с другом.

Примеры:

  • Контур заземления силового оборудования и контур заземления IT оборудования
  • Металлоконструкции и газовые трубы
  • Металлическая кровля (как элемент молниезащиты) и воздушная линия низкого напряжения

При возникновении большой разности потенциалов между этими элементами искровый разрядник срабатывает и на короткое время соединяет эти элементы конструкции («если очень нужно, то можно»).

Импульсные разделительные дроссели

Используются для координации работы УЗИП разных классов:

  • УЗИП класса I (разрядников) и УЗИП класса II (варисторов)
  • УЗИП класса I и II (варисторов)
  • УЗИП класса II и III (варисторов)

так, чтобы сначала срабатывали УЗИП класса I, потом – УЗИП класса II и, наконец, — УЗИП класса III.

Литература

ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011. Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные. Часть 12. Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и применения.

УЗО

Источники бесперебойного питания

 

© Туманов А.В., 2016-2019

Источник: http://www.maxplant.ru/article/surge_protection.php

Устройство защиты от импульсных перенапряжений

Каждое современное жилище буквально насыщено различной бытовой техникой. Вся эта техника защищена автоматическими выключателями от коротких замыканий и перегрузок. Однако такая защита не гарантирует полной безопасности электронной аппаратуре частного дома.

Иногда в результате грозы, при нарушениях коммутации и аварийном перехлесте фаз в сети может возникнуть кратковременное импульсное напряжение, многократно превышающее номинал. В подобных случаях вся техника выходит из строя и не подлежит восстановлению.

Читайте также  Прекондей принцип работы

Во избежание негативных последствий рекомендуется использовать устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Принцип работы УЗИП

Устройства защиты этого типа предназначены для электроустановок напряжением до 1 кВ частного дома. Независимо от класса, они имеют одинаковые конструктивные элементы и отличаются только техническими характеристиками. Основными деталями служат неподвижное основание и съемный модуль. Крепление прибора, рассчитанное под DIN-рейку, расположено на основании, в задней части корпуса.

Ножевые контакты съемного модуля вставляются в основание, что дает возможность легко заменять неисправные нелинейные элементы. Такими элементами являются варисторы и различные типы разрядников. Конструкция устройства бывает с одним, двумя или тремя полюсами, в зависимости от количества проводников в данной электросети.

В некоторых моделях зарубежного производства установлены индикаторы, реагирующие на срабатывание. Они предназначены для визуального определения работоспособности. Дорогостоящие УЗИП оборудуются тепловыми расцепителями, препятствующими продолжительному течению токов, способных вызвать перегревание нелинейных деталей.

Принцип функционирования устройств защищающих от импульсных перенапряжений точно такой же, как у ограничителей перенапряжения. Его основой является нелинейная вольтамперная составляющая элемента, используемого для защиты. Этот показатель обязательно учитывается при составлении проекта на защиту сетей частного дома до 1 кВ от перенапряжения. В свою очередь, защитные качества УЗИП разделяются на три ступени, каждая из которых реагирует на обозначенные импульсные токи и другие параметры:

  • 1-й класс. Такая аппаратура используется в качестве вводных устройств и устанавливается на входе дома. Они служат первоначальной ступенью защиты от перенапряжений, функционируют в наиболее тяжелых и сложных условиях. Выдерживают импульсные токи в пределах 25-100 кА.
  • 2-й класс. Применяются при распределении сетей и защищают от излишних напряжений, связанных с переходными процессами. Относятся ко второй ступени и могут работать с импульсными токами в диапазоне 15-20 кА.
  • 3-й класс. Защищает электросети от проявлений остаточного характера, связанных с перенапряжением. Устанавливается после приборов 1 и 2 классов рядом с защищаемым оборудованием, применяется в виде фильтрующего элемента для высокочастотных помех.

Основные типы защитных устройств

Кроме классификации по степени защиты, существует разделение на типы, где учитываются конструктивные особенности и принцип работы тех или иных приборов.

До недавних пор использовались различные виды вентильных и искровых разрядников. Основным принципом их работы является эффект искровых промежутков. Соединение фазы ЛЭП и контура защитного заземления осуществляется посредством перемычки, входящей в состав разрядника. В такой перемычке обязательно предусмотрен воздушный зазор.

Если величина напряжения в данной цепи находится на уровне номинального значения, этот зазор будет находиться в разорванном состоянии. Когда под действием грозовых факторов в сети возникает значительное повышение напряжения, промежуток воздушного зазора в перемычке оказывается пробитым. Из-за этого начинается замыкание цепи между фазным проводником и заземлением, после чего энергия импульса утекает прямо в землю.

В разряднике вентильного типа устанавливается резистор, который непосредственно гасит высоковольтный импульс. Данные устройства чаще всего используются для защиты сетей, работающих под высоким напряжением.

Более современными считаются ограничители перенапряжения, сменившие крупногабаритные разрядники предыдущих старых конструкций. Каждое из них представляет собой устройство защиты от импульсных перенапряжений. Как уже отмечалось, основой УЗИП являются варисторы со специфическими вольтамперными характеристиками. Они изготавливаются на основе оксида цинка и соединений других металлов, в результате образуется сборка с р-п-переходом.

При напряжении электрической сети номинального значения, ток варистора будет иметь почти нулевые показатели. В случае появления аномально высокого напряжения, ток на р-п-переходе начинает очень быстро расти, в результате напряжение снижается до номинала. На следующем этапе варисторный элемент вновь находится в непроводящем состоянии и не оказывает какого-либо воздействия на функционирование прибора.

Широкий ассортимент и небольшие размеры ограничителей сделали возможным их широкое использование не только на производстве, но в различных видах жилья, в том числе и для частного дома. Существенным недостатком этих устройств является ограниченный рабочий ресурс из-за встроенной тепловой защиты.

Как подключить УЗИП

Перед установкой нужно обязательно сделать заземление, иначе вся схема подключения теряет смысл. Защитить электросеть от слишком высокого напряжения можно лишь путем преднамеренного соединения специальных деталей с нелинейными вольтамперными характеристиками и заземляющего контура.

Если устройство защиты от импульсных перенапряжений – УЗИП будет использоваться вместе с электроустановками, рассчитанными на напряжение до 1 кВ, в этом случае должен использоваться проводник заземления РЕ, обладающий нормируемым, то есть постоянным сопротивлением.

Хотя эти приборы и рассчитаны на работу с высокими импульсными токами и напряжениями, они не могут выдерживать токовые утечки и высокое напряжение в течение длительного периода времени.

Специалисты рекомендуют дополнительно обеспечивать защиту УЗИП с помощью плавких вставок, которые быстро срабатывают при импульсных токах и частых разрывах контактов у автоматических выключателей.

Классическим вариантом является трехступенчатая защита, когда между устройствами соблюдается определенное расстояние. Между 1 и 2 классом минимальное расстояние составляет 15 м и определяется длиной проводов. Это обеспечивает селективность и надежное гашение всех токовых возмущений. Между аппаратами 2 и 3 классов следует оставлять 5 метров. В случае невозможности соблюдения этих расстояний, компенсация сопротивления проводов осуществляется с помощью специального согласующего дросселя.

Источник: https://electric-220.ru/news/ustrojstvo_zashhity_ot_impulsnykh_perenaprjazhenij/2018-03-30-1483

Узип -устройства защиты от импульсных перенапряжений

2016-04-23 Статьи  

УЗИП (Устройства защиты от импульсных перенапряжений), или как их еще называют, ограничители импульсных перенапряжений применяются для защиты сетей от грозовых, коммутационных и электростатических импульсных перенапряжений.

Попадание грозового разряда в сеть способно вызвать пробой изоляции даже на значительных расстояниях от места разряда, что соответственно повлечет за собой выход из строя электробытовых приборов (компьютеров, телевизоров, стиральных машин и т.д.).

Чтобы уберечь технику от таких фатальных последствий и применяют УЗИП, который благодаря своему устройству гасит импульсы перенапряжений до безопасной величины.

Конечно, помимо УЗИП, для полной защиты в доме должно быть выполнено защитное заземление по системе TN-C-S, TN-S или ТТ с разделёнными нулевым и защитным проводниками, система молниезащиты, система уравнивания потенциалов.

Для эффективной защиты рекомендуется применять трехступенчатую схему включения защитных устройств:

  • Ограничители класса В – предназначены для защиты объектов от непосредственного удара молнии, атмосферных и коммутационных перенапряжений. Устанавливают на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или главном распределительном щите (ГРЩ). Номинальный разрядный ток 30-60 кА.
  • Ограничители класса С – предназначены для защиты электрооборудования объектов от остатков атмосферных и коммутационных перенапряжений, прошедших через ограничители класса В. Устанавливают в распределительных щитах. Защищают внутреннюю проводку, автоматику и т.д. Номинальный разрядный ток 20-40 кА.
  • Ограничители класса D – предназначены для защиты потребителей от остатков атмосферных перенапряжений, фильтрации высокочастотных помех, защиты от дифференциальных (несимметричных) перенапряжений.Устанавливаются непосредственно возле потребителя. Номинальный разрядный ток 5-10 кА.

Устройство УЗИП

Конструктивно большинство УЗИП класса C и D выполнены на базе варисторов, УЗИП класса B на основе разрядников.

Варисторы обычно выполнены в виде сменного модуля. Помимо этого, УЗИП оснащен механическим предохранителем, который является по сути тепловой защитой и цветовым индикатором состояния. Зеленый цвет индикатора сигнализирует об исправности элемента, оранжевый — о необходимости замены элемента.

Рис.1 1 — Корпус 2 — Варисторный модуль3 — Индикатор работы устройства4 — Предохранитель в виде металлической пластины

 Принцип действия УЗИП

При отсутствии импульсных напряжений ток через варистор пренебрежимо мал и поэтому варистор в этих условиях представляет собой изолятор.

При возникновении импульса перенапряжения варистор в силу нелинейности своей характеристики резко уменьшает свое сопротивление и шунтирует нагрузку, защищая ее и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. Тепловой излишек сбрасывается в землю, через защитный проводник РЕ (заземление).

Через варистор кратковременно может протекать ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безынерционен, то после прохождения импульса тока он вновь приобретает очень большое сопротивление.

При выборе защитных устройств обращайте внимание на следующие параметры:

  1. Номинальное рабочее напряжение.(Un) Это номинальное действующее напряжение сети, для работы в которой предназначено защитное устройство.
  2. Максимальное рабочее напряжение.(Uc) Это наибольшее действующее значение напряжения переменного тока, которое может быть длительно приложено к выводам защитного устройства.
  3. Классификационное напряжение. Это действующее значение напряжения промышленной частоты, которое прикладывается к варисторному ограничителю для получения классификационного тока (обычно значение классификационного тока принимается равным 1,0 мА).
  4. Номинальный разрядный ток.(In) Это пиковое значение испытательного импульса тока формы 8/20 мкс, проходящего через защитное устройство. Ток данной величины защитное устройство может выдерживать многократно. Используется для испытания УЗИП класса II. При воздействии данного импульса определяется уровень защиты устройства.
  5. Максимальный разрядный ток.(Imax) Это пиковое значение испытательного импульса тока формы 8/20 мкс, который защитное устройство может пропустить один раз и не выйти из строя. Используется для испытания УЗИП класса II.
  6. Уровень напряжения защиты. (Up) Это максимальное значение падения напряжения на защитном устройстве при протекании через него импульсного тока разряда. Параметр характеризует способность устройства ограничивать появляющиеся на его клеммах перенапряжения. Обычно определяется при протекании номинального разрядного тока (In).
  7. Время срабатывания. Для оксидно-цинковых варисторов его значение обычно не превышает 25 нс. Для разрядников разной конструкции время срабатывания может находиться в пределах от 100 наносекунд до нескольких микросекунд.

Схема подключения УЗИП

Шуруп, забитый молотком, сидит крепче, чем гвоздь закрученный отверткой

Источник: http://electric-blogger.ru/stati/uzip-ustrojstva-zashhity-ot-impulsnyx-perenapryazhenij.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий