Ювелирное обозрение

Во время грозы довольно часто возникают токовые импульсы, способные полностью вывести из строя приборы, оборудование, электронную аппаратуру, установленные внутри помещений. Для того чтобы защититься от негативных воздействий потребуется УЗИП для частного дома, представляющий собой устройство защиты от импульсных перенапряжений. Эти приборы применяются в низковольтных сетях, напряжением до 1 кВ. Область применения защитных устройств охватывает не только промышленные предприятия, но и частные жилые объекты.

Назначение УЗИП

До недавних пор основными средствами защит от перепадов напряжения считались УЗМ – устройства защитные многофункциональные. Они надежно защищали оборудование при наступлении аварийных ситуаций. Эти приборы массово устанавливаются в квартире, а также владельцами частных домов, и ни у кого не возникает сомнений в их целесообразности. С УЗИП наблюдается совершенно другая ситуация. Многие хозяева просто не понимают, что такое УЗИП и для чего нужен, ведь на объекте уже установлены УЗМ?

УЗИП обеспечивает защиту не от какого-то незначительного повышения напряжения с 220 до 380 вольт, а от мгновенного импульса, достигающего нескольких киловольт. При таких высоких значениях реле напряжения становится просто бесполезным, поскольку оно выйдет из строя вместе с другим оборудованием.

С другой стороны, УЗИП в силу своей специфики, не способно защитить сеть от перепадов в десятки или сотни вольт. Таким образом, не существует альтернативы УЗИП или реле напряжения, каждое из этих устройств используется отдельно, функционально дополняя друг друга и повышая тем самым степень защищенности объекта.

Импульсное высокое перенапряжение возникает даже при ударах молнии на значительном расстоянии от воздушной линии. Удар в ЛЭП на опоре может произойти очень далеко от дома, а импульс с высокой вероятность все равно проникает в домашнюю сеть. Общая протяженность кабелей и проводов в современных домах может достигать нескольких километров. Принимая на себя грозовой импульс, они получают огромное наведенное напряжение, с которым сможет справиться только УЗИП. После его срабатывания сеть оказывается обесточенной, и вся электроника остается в целости и сохранности.

Конструкция

Конструктивные особенности того или иного прибора зависят от степени защиты, которую он обеспечивает. Поэтому в качестве основы могут использоваться варисторы или разрядники. В обычном режиме эти устройства выступают в качестве байпаса, создавая резервный путь для электрического тока на случай аварийной ситуации. С этой целью УЗИП через шунт соединяется с заземлением.

Чаще всего для защиты объектов и электрики используются варисторные устройства. Они оборудуются тепловой защитой, обеспечивающей нормальную работу приборов в течение продолжительного времени. Постоянное воздействие токов с высокими амплитудами приводит к износу варистора и снижению его показателя – максимально допустимого рабочего напряжения. Увеличенные токи утечки, проходящие через корпус, нередко приводят к его перегреву и деформации. Пластик расплавляется и фазные клеммы оказываются коротко замкнутыми с металлической ДИН-рейкой.

Поэтому вместе с варисторами устанавливается тепловая защита или термический размыкатель. Их простейшая конструкция состоит из контакта с пружиной, припаянного к выводу УЗИП, который, в свою очередь, связан с пожарной сигнализацией. В некоторых приборах используются контакты, подключаемые к автономной сигнализации, срабатывающей при неисправностях устройства и передающей сигнал в места получения и обработки информации.

Иногда под воздействием огромных токов тепловая защита может отреагировать с некоторой задержкой, что приводит к образованию дуги и расплавлению корпуса. Поэтому, во избежание подобных ситуаций, последовательно с УЗИП устанавливаются тепловые предохранители с необходимыми характеристиками. Они устойчивы к высоким импульсным перенапряжениям и отличаются очень быстрым срабатыванием. Подобная защита обеспечивает своевременное полное или частичное отключение электрической сети.

Принцип работы

Все защитные устройства УЗИП разделяются на две основные категории:

• Ограничители перенапряжений сети – ОПС.
• Ограничители импульсных напряжений – ОИН.

Эти приборы обладают двумя видами защиты:

• Несимметричная или синфазная защита. При возникновении перенапряжения все импульсы перенаправляются на землю по маршрутам фаза-земля и нейтраль-земля.
• Симметричная или дифференциальная защита. В случае перенапряжений направление энергии изменяется в сторону другого активного проводника: фаза-фаза или фаза-ноль.

Принцип работы УЗИП заключается в использовании в нем варистора, представляющего собой полупроводниковый резистор с нелинейными характеристиками. В обычном состоянии сети в 220 V он свободно пропускает через себя электрический ток. Когда при ударе молнии в цепи возникает импульс, происходит резкий скачок напряжения. Под его воздействием происходит снижение сопротивление в УЗИП и возникает запланированное короткое замыкание.

В результате, срабатывает автоматический выключатель, и вся цепь оказывается отключенной. Резкий перепад напряжения не затрагивает электрооборудование и через него не будут протекать высокие токи.

В зависимости от конструкции, все УЗИП разделяются на несколько видов, для каждого из которых предусмотрена собственная схема подключения:

• Коммутирующие. Они отличаются высоким сопротивлением, которое впоследствии под действием сильных импульсов мгновенно снижается до нуля. Основой этих устройств служат разрядники.
• Ограничивающие приборы – ОПН. Они также отличаются высоким сопротивлением. В отличие от предыдущих устройств, его снижение происходит постепенно. Резкий рост напряжения приводит к такому же резкому росту силы тока, проходящего непосредственно через варистор. За счет этого происходит сглаживание электрических импульсов, а прибор возвращается в исходное положение.
• Комбинированные устройства соединяют в себе свойства варисторов и разрядников, выполняя функции обоих устройств.

Классификация и характеристики

Как выбрать УЗИП для частного дома? Все защитные устройства классифицируются по своим функциональным возможностям и, соответственно, отличаются собственными техническими характеристиками.

По классам защиты эти приборы условно подразделяются:

• 1-й класс (В). Защищают от ударов молний в систему электроснабжения, нейтрализуют атмосферные и коммутационные перенапряжения. Устанавливаются в щитках ВРУ на вводе или внутри главного распределительного щита. Обязательны к установке в отдельных зданиях, расположенных на открытой местности, на объектах, оборудованных молниеотводом или находящихся возле высоких деревьев. Величина номинального разрядного тока для таких устройств составляет от 30 до 60 кА.
• 2-й класс (С). Используются для защиты сетей от остаточных явлений, связанных с атмосферными и коммутационными перенапряжениями, которые смогли преодолеть прибор 1-го класса. Монтируются в местные распределительные щитки, например, на вводе в квартиру. Номинальное значение разрядного тока находится в пределах 20-40 кА.
• 3-й класс (D). Непосредственно защищают электронную аппаратуру от перенапряжений и помех, прошедших сквозь устройство 2-го класса. Монтируются в распределительных коробках, розетках или в самом оборудовании. Типичным примером является сетевой фильтр, в который подключаются компьютеры. Номинальный разрядный ток для таких приборов – 5-10 кА.

Перечень основных характеристик УЗИП:

• Величина номинального и максимального сетевого напряжения, на которое рассчитано конкретное защитное устройство.
• Значение рабочей частоты тока, необходимой для нормального функционирования УЗИП.
• Подобрать показатель номинального разрядного тока, многократно пропускаемого устройством без потерь работоспособности.
• Величина максимального разрядного тока, однократно пропускаемого через УЗИП без выхода из строя защитного устройства.
• Значение напряжения защиты. Означает степень максимального падения напряжения под действием импульса (кВ). Указывает на способность УЗИП путем подбора к ограничению перенапряжения.

Схема подключения

Защитные устройства подключаются по разным схемам в зависимости от сетевого напряжения 220 и 380 V. Такие сети могут использоваться в однофазной сети или трехфазной. Основным приоритетом схемы является ее бесперебойная или безопасная работа. В первом случае допускается временное отключение от молниезащиты во избежание перебоев в электроснабжении. Второй вариант не допускает такого отключения даже на короткое время, возможно лишь полностью отключить подачу электричества.

Чаще всего подключение УЗИП выполняется в однофазных сетях с заземляющей системой TN-S или ТТ. В этом случае к защитному устройству выполняется подключение фазного, а также двух нулевых проводников – рабочего и защитного. Вначале фазный провод и ноль подключаются к своим клеммам, после чего через общий шлейф они выводятся на линию с оборудованием.

Защитный проводник соединяется с заземляющим проводом. Монтаж УЗИП в однофазной сети выполняется сразу же за вводным автоматом. Все контакты прибора имеют свои обозначения, поэтому проблем с подключением обычно не возникает.

Представленная схема подключения используется для трехфазной сети, подключенной к заземляющей системе по варианту TN-S или ТТ. От однофазной она отличается наличием пяти проводников, идущих от источника питания. В их число входят три фазных и два нулевых проводника – рабочий и защитный. Три фазы и ноль подключаются к клеммам, а защитных проводник соединяется с корпусом электроприбора и землей, выполняя функцию своеобразной перемычки.

При использовании системы заземления по схеме TN-C, существует еще одна возможность произвести подключение УЗИП в трехфазной сети. Основным отличием является соединение рабочего и защитного проводников в общий провод PEN. Данная схема подключения считается устаревшей и применяется в домах старой постройки, где отсутствует заземление и заземляющие проводники.

В случае возникновения перенапряжения в каждом из трех вариантов высокий ток направляется в сторону земля при помощи монтажа заземляющего или общего защитного провода, не позволяя импульсу причинить вред оборудованию.

Ошибки при монтаже и подключении

Эффективность работы УЗИП во многом зависит от его правильного выбора, установки и подключения. Поэтому, перед тем как подключить УЗИП нужно учитывать следующие факторы:

• Нельзя устанавливать прибор в щитке с некачественным заземляющим контуром. Первый же удар молнии разрушит не только все оборудование, но и саму щитовую. Высоким токам просто некуда будет уходить.
• Неправильный выбор УЗИП в частном доме, когда устройство несовместимо с действующей системой заземления. Необходимо внимательно изучить техническую документацию перед покупкой.
• Установка УЗИП не с тем классом защиты.
• Не следует ограничиваться одним устройством. В некоторых случаях могут понадобиться 2 или даже 3 прибора, которые нужно правильно выбирать.
• Класс УЗИП перепутан с местом его установки. Защитная схема подключения серьезно нарушается и становится неэффективной.

В любом случае, перед оборудованием защитной системы с помощью этих устройств, следует проконсультироваться с опытными специалистами.

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

• 15 июня 2017 17:51:06
• Отзывы :
• Просмотров: 2149
• 

Современные частные дома имеют многочисленное количество дорогостоящих электрических приборов. В тоже время на все приборы есть риск опасного влияния импульсных перенапряжений. Эти воздействия возникают как от удара молнии, так и от внутренних коммутационных воздействий в электрической сети. Во всех случаях на электрическом оборудовании происходит резкое многократное увеличение напряжения, которое выводит из строя электроприборы.

Одним из эффективных мер защиты от опасных влияний резко повышающегося напряжения является установка Устройств Защиты от Импульсных Перенапряжений и Помех (УЗИП).

Защитные элементы УЗИП устанавливаются между питающими проводами и заземлением, а также между линиями телекоммуникации и заземлением. Во время возникающего перенапряжения защитные элементы резко снижают свое сопротивление и отводят импульсы перенапряжения на заземлитель, благодаря чему значительно снижается влияющее импульсное перенапряжение.

Компания EZETEK представляет широкую линейку защитных устройств от опасных импульсных перенапряжений. Все эти устройства классифицируются:

• В зависимости от используемых защитных элементов;
• В зависимости от класса испытаний и места установки.

Порядок выбора УЗИП:

• Определение опасных влияний и необходимых классов УЗИП;
• Определение конструкции УЗИП в зависимости от системы заземления;
• Определение уровней надежности защиты УЗИП.

Для электрического оборудования особенно опасными являются удары молнии в молниезащиту частного дома, а также в воздушную линию электропередачи, по которой осуществляется электропитание объекта. В этих случаях в системе электропитания возникают наиболее мощные перенапряжения. Перенапряжения характеризуются длительностью, равной времени протекания токов молнии. При наличии воздушной линии электропередачи или молниезащиты у объекта устанавливаются в главный вводной щит УЗИП для защиты электрооборудования в системах электроснабжения I, либо I+II класса. Примерами таких устройств являются УЗИП:

При наличии кабельной вставки от ближайшего столба воздушной линии электропередачи до непосредственно частного дома также устанавливается УЗИП I+II класса.

При отсутствии у частного дома системы молниезащты и при питании объекта от кабельной линии электропередачи на всем протяжении от подстанции существует риск поражения электрооборудования только от наведенного напряжения при ударе молнии. От такого рода воздействий защищает УЗИП II класса, установленное в главном щите дома. Примерами устройств защиты от наведенных перенапряжений являются УЗИП:

Конструкция УЗИП зависит от системы заземления частного дома. Могут использоваться УЗИП:

• На основе варисторов;
• На основе варисторов и разрядников.

Далее рассматриваются УЗИП для однофазных систем электроснабжения частного дома номинальным напряжением 220 В и для трехфазных систем 380 В линейного напряжения (220 В фазного напряжения).

Наиболее распространены три варианта выполнения систем заземления:

1. Заземление частного дома объединяется с нулевым рабочим проводником в главном щите (система заземления TN-C-S).

В таком случае устанавливаются УЗИП между фазными проводниками (L1-L3) и совмещенным нулевым рабочим и нулевым защитным проводником (PEN) на основе варисторов.

Примеры устройств на максимальное длительное рабочее напряжение 275 В приведены ниже. Схемы подключения УЗИП приведены на рис 1.

Рисунок 1. Установка УЗИП в системе заземления TN-C-S с разделением нулевого проводника в водном щите – а) однофазная схема; б) трехфазная схема.