Узип принцип работы – советы электрика

Классы УЗИП (схемы подключения защиты)

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 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.

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 кВАНоминальный ток 40 АДиапазон 50 – 400 В	1100
VC-115	Novatek-Electro	Мощность 3,5 кВАНоминальный ток 16 АДиапазон 170 – 260 В	950
VC-122	Novatek-Electro	Номинальный ток 16 АЧастота сети 47-65 ГцДиапазон 120 – 350 В	1450
ZUBR D40	DS Electronics	Номинальный ток 40 АКоличество фаз 1Диапазон 120 – 280 В	1900
РН-101М	Novatek-Electro	Мощность 3,5 кВАЧастота сети 47-65 ГцДиапазон 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

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

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.

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.

Чем можно заменить УЗИП?

Вместо УЗИП можно использовать грозо- и молниезащитные системы, перехватывающие разряд и отводящие ток в контур заземления.

Поможет также и активный молниеприемник, устанавливающийся на мачте и перед грозовым ударом ионизирующий окружающий воздух. При этом проводимость воздуха увеличивается.

Источник: http://electric-tolk.ru/klassy-uzip/

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.

Классификация УЗИП

Молниезащита зданий и сооружений

Устройство защиты, имеющее импульсное перенапряжение (УЗИП — рис.1) подразделяется:

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.

Видео о том почему УЗИП обязателен к установке

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

Грозо – и молниезащита для частного дома

Частный дом, для истосковавшегося по свободе и тишине жителя города — желанная мечта. Но, как и любая мечта, владение домом в реальности несет не только радость и покой, но и массу задач, которые в отличие от условий многоквартирного дома нужно решать не домоуправлению, а самому хозяину. Это и отопление, и канализация, и уборка мусора и прочее и прочее.

Однако помимо очевидных проблем, которые все так или иначе решают, есть вопрос, который в подавляющем большинстве случаев даже не поднимается на обсуждение — грозо- и молниезащита дома.

Разумеется, речь не идет о классическом молниеотводе, на многие метры вздымающемся ввысь, например над автозаправками или нефтебазами, для обычного частного дома это и впрямь лишнее.

Вначале немного теории…

Небесное электричество это впечатляющее и красивое зрелище. Как говаривал классик, май и гроза неразделимы, и без гроз лето потеряло бы значительную долю своего очарования. Но, в отличие от нас, электроника переносит разряды молний далеко не так благостно, и чем она сложнее, тем все хуже.

Корень проблемы в явлении электромагнитной индукции, благодаря которому работают наши сотовые телефоны и телевизоры.

Вкратце, оно заключается в том, что при любом электрическом разряде, вблизи него возникает электромагнитное поле, которое вначале резко возрастает, а затем так же быстро спадает до нуля.

И любой металлический проводник, оказавшийся в «зоне действия» этого поля, на короткое время становится антенной, превращающей напряженность поля в обычное напряжение, измеряемое в Вольтах.

Разумеется, разряд молнии, с его колоссальной мощностью, способен вызывать это явление в достаточно удаленных проводниках — до десятков километров.

А теперь представим себе сложную электронную схему, содержащую сотни тонких медных дорожек, на каждой из которых внезапно появляется напряжение, превышающее напряжение питания в несколько раз.

Я думаю, не нужно объяснять, что от этого она может выйти из строя, и часто все-таки выходит.

А теперь – практика

Частный дом достаточно редко имеет армированные стены и тем более крышу, поэтому для защиты электроники в его стенах приходится идти на ухищрения — например можно вмуровать в стену металлическую сетку и заземлить ее. Но, памятуя о том, что любая экономика должна быть экономной, лучше соизмерять затраты на такую модернизацию с соображениями здравого смысла.

Основное такое соображение состоит в том, что гораздо чаще простого «дистанционного» заноса перенапряжения, оно заносится через питающую и информационную сеть.

Оно и понятно, электричеству намного легче преодолеть километры, разделяющие молнию и вашу любимую ЖК-панель по медному проводу, чем через воздух, который крайне неохотно проводит электричество.

Именно поэтому, давайте обратим пристальное внимание на…

Устройства защиты от перенапряжений

Если обратиться к технической литературе или профильным сайтам, посвященным защите оборудования от импульсных перенапряжений, то без предварительной подготовки можно просто утонуть в пучинах профессионального жаргона, всевозможных марок, производителей, установщиков и прочей информации. Я потратил массу времени, чтобы сформировать какое-то более-менее внятное и логичное представление о типах защитной аппаратуры, областях ее использования и ее ассортименту, и, дабы оградить вас от необходимости проходить этот путь заново, постараюсь изложить эту информацию ниже.

По простому — устройство защиты от перенапряжения (УЗИП), это устройство, которое подключается к проводу электросети или слаботочки (телефония, интернет) и преграждает путь импульсам, которые попадают в сети благодаря разрядам молний.

Но импульсы, к сожалению бывают разные. Пользуясь рыболовной аналогией, поясню так: сеть с мелкими ячейками и тонкими нитями задержит мелкую рыбешку, но крупная рыба просто порвет ее и уплывет прочь. Так же как и крупноячеистый невод с прочными ячейками поймает крупных рыб, а мелких упустит.

Мощность импульса варьируется в очень широком диапазоне — от самых слабых фликеров (импульсных перенапряжений), порожденных очень далекими молниями или работающими неподалеку искрящими электроприборами (например сваркой), до сверхмощного перенапряжения, возникающего от молнии, ударившей неподалеку в провод воздушной линии. Защита нужна и от того, и от другого, и от всех импульсов, находящихся по шкале мощности между этими крайними случаями.

Для обеспечения защиты «по всем фронтам» применяется не одно УЗИП, а целых три, включенных одно за другим, на манер фильтра, в котором крупные ячейки сменяются все более и более мелкими. И каждое отвечает за свой тип импульсов.

1-я ступень УЗИП – «В»/класс I

УЗИП — самые мощные. Внутри они представляют собой искровой разрядник, включенный между фазными и нулевым проводами и землей. Для нормального напряжения он просто разомкнут и никак не влияет на протекание электротока. Но при достижении определенного напряжения, искровой промежуток (меньше миллиметра) пробивается, и излишнее напряжение отводится на землю.

Нужно помнить о том, что пробой и отвод потенциала происходит не мгновенно, и для того, чтобы энергия перенапряжения не успела достичь приборов, которые мы хотим защитить, эту ступень защиты лучше поместить подальше от щитка распределения, желательно прямо на столбе воздушной линии, с которой берется электричество. Очень хорошо для этого подходит щиток со счетчиком, который в последнее время вешают на столбе, для защиты от нерадивых потребителей электричества.

При невозможности вынесения этого УЗИП за пределы дома, его можно установить в распределительном щите рядом с остальной автоматикой, для чего нужно поставить между ним и остальными приборами так называемую «отделяющую индуктивность», которая задержит распространение мощного импульса на время, достаточное для сработки УЗИП. И еще одно — поставьте его в отдалении от прочих приборов, при срабатывании он искрит — будь здоров!

2-я ступень УЗИП – «С»/класс II

И во вторых оно защищает от перенапряжений, которые возникают при ударе молнии в землю вблизи проводов линии электропередачи.

Энергия такого импульса велика, но для срабатывания УЗИП первой ступени ее недостаточно.

Оно чаще всего представляет собой варистор — полупроводник, имеющий при нормальном напряжении очень большое сопротивление, которое резко понижается при повышении напряжения до определенного уровня. Включается это УЗИП так же как и первая ступень — между токоведущими проводами и землей, но помещается в распределительном щите.

3-я ступень УЗИП – «D»/класс III

Этот тип УЗИП, как и предыдущий суть варистор, пробиваемый повышенным напряжением, но намного более чувствительный. Обычно он «открывается» при достижении напряжения 280 Вольт.

Это тип защиты самый ювелирный, и по сути необходим только для самых ответственных и сложных приборов, обычно для компьютеров, в том числе серверов, мини-АТС, промышленных контроллеров и т. д.

Если две предыдущие ступени обычно устанавливаются на линии 220/380 Вольт, то эти УЗИП, обычно в виде маленьких выводных компонентов устанавливаются на слаботочные линии локальных сетей слаботочные линии локальных сетей, интернет и телефона.

Кроме классических, модульных корпусов, такие УЗИП изготавливаются в виде модулей, которые крепятся за розеткой, в виде переходников, встраиваются в удлинители (это то, что в обиходе называют «сетевой фильтр»), что позволяет оптимизировать затраты, защитив именно те приборы, которые того требуют.

Что же нам нужно?

Однозначно ответить на такой вопрос, конечно нельзя. Но можно обозначить критерии целесообразности той или иной меры защиты.

В средней полосе России вероятность прямого удара молнии в дом очень мала. Для ориентировки — один удар в 50 лет. Соответственно, сооружение молниеотвода будет очень большой перестраховкой.

Вероятность прямого удара молнии в линию электропередачи намного выше, но до дома дойдет только тот удар, который придется на участок линии от трансформаторной подстанции до дома, что бывает редко.

Но если случится — сгорит все, поэтому установку первой ступени УЗИП я рекомендовал бы всем — оно того стоит.

Вторая ступень УЗИП нужна в том случае, если в доме есть мало-мальски сложная электроника. Если речь идет о бабушкином доме с лампами накаливания и ламповым же телевизором, то, пожалуй оно и ни к чему. Но в остальных случаях, которых большинство, его однозначно нужно ставить.

Третья ступень нужна во-первых на линии телефона и интернет, а во-вторых, на компьютер.

Для слаботочки лучше всего организовать отдельную секцию в распределительном щите, очень удобные варианты есть у фирмы ABB, где и разместить кросс-панели с разрядниками (рис. справа).

Для компьютера достаточно сетевого фильтра, только нужно брать хороший, например Pilot-GL, потому как более дешевые модели никакой реальной защиты не обеспечивают.

Источник: https://homemasters.ru/articles/elektrika-i-slabotochka/grozo-i-molniezashita-dlya-chastnogo-doma/

Устройство защиты от импульсных перенапряжений

Введите ваш запрос для начала поиска.

В данной статье вы узнаете о назначении защиты от импульсных перенапряжений, конструктивные особенности. Схема подключения и классификация, принцип действия.

Молнии случайны, обладают огромной энергией, раскалывают столетние деревья, создают пожары, разрушают строения.

Способы защиты от них известны и отработаны:

применение молниеотвода и отвод энергии разряда по тоководу на потенциал земли;

ограничение высокого потенциала молнии на входе в электросхему здания при ее попадании в воздушную ЛЭП.

Молния очень кратковременна, ее разряд импульсный. Поэтому для защиты важно использовать не обычные ограничители напряжения, а работающие в аналогичном с ней импульсном режиме.

Область применения

Дорогая микропроцессорная и полупроводниковая техника весьма чувствительна к качеству подводимой электроэнергии. При завышении напряжения быстро ломается. Именно поэтому устройствами защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) стали широко пользоваться. Они востребованы в офисах, производственных и бытовых помещениях.

Принцип действия, классификация

Вся работа УЗИП для электрических схем 220/380 вольт скопирована с высоковольтного оборудования, используемого в энергетике. Даже производители остались те же.

Они используют нелинейность вольтамперных характеристик включаемых в защиту разрядников или оксидно-цинковых варисторов, которые, являются резисторами, изготовленными из полупроводников.

Имеют величины сопротивлений, измеряемых несколькими гигаомами при обычных условиях. При приложении на них высоких напряжений скачкообразно, нелинейно изменяют свою проводимость. Разряд молнии направляется в землю.

С учетом огромных величин напряжений, создаваемых молнией, защита УЗИП разделена на три класса (ступени):

1-й класс

Ступень УЗИП-1 подвергаются наибольшему воздействию, устанавливается на входе схемы электроснабжения здания в ГЩУ, рассчитана на воздействие токов импульсного характера 25100 kA, имеющих крутизну фронта волны (КФВ) 10/350 s длительностью до 350 s.

2-й класс

УЗИП-2 защищает от перенапряжений, создаваемых коммутациями оборудования с возникающими переходными процессами в подводимых распредсетях, совмещает 2-ю ступень защиты. Ступень создается на восприятие токов 1520 kA, имеющих КФВ 8/20 s. Размещается в распределительном щитке.

3-й класс

УЗИП-3 устраняет остаточные токовые импульсы 1,2/50 s и 8/20 s. Монтируется вблизи защищаемого оборудования.

Конструктивные особенности

Все ступени выполняются однообразно: в неподвижном корпусе вмонтирован съемный модуль с ножевыми контактами. Корпус из негорючих материалов изготовлен для монтажа на DIN-рейку. Любой модуль своими электрическими характеристиками подобран для работы в определенной ступени.

У последних моделей стали внедряться индикаторы срабатывания, облегчающие визуальный контроль исправности. Элитные изделия дополняются термическими расцепителями, защищающими варисторы от перегревов.

В зависимости от количества фаз применяют однофазные и 3-х фазные блоки.

Схемы подключения

Блоки УЗИП подключают к токоведущим частям с преднамеренным соединением к заземляющему контуру. Большая величина гигаомного сопротивления разрядника в обычном режиме эксплуатации разделяет токоведущие части от контура заземления.

Под воздействием тока молнии разрядник отводит попавшую в схему мощность от разряда молнии на потенциал земли.
Сети с конфигурациями вида TNC и TNS 220/380 вольт подключаются индивидуальными схемами подключения.

Для отвода токов молнии используется специальный RE-проводник. Его сопротивление строго регламентировано.

Наличие защиты требует монтажа каждой ступени на взаимном удалении между ними на расстояниях больше 10 метров по питающему кабелю для координации работы ступеней. При меньших дистанциях требуется включение дросселя, возмещающего недостающие активно-индуктивные сопротивления проводов.

Особенности выбора

На 1-й ступени УЗИП воспринимает самые большие импульсные нагрузки. Серьезные требования предъявляются к контактным соединениям съемного модуля. Удары токов величиной свыше 25 kA вызывают большие электродинамические силы, способны выбросить съемный модуль из пластин крепления.

Варисторы, изготовленные для токов, превышающих значения 20 kA, требуют при производстве сложной дорогостоящей технологии, экономически невыгодны. Для встречи импульса перенапряжения в ГЩУ лучше применять блок УЗИП с стационарно закрепленным модулем разрядника.

Любое подключение разрядника с открытым доступом опасно: через его контакты при работе проскакивает электрическая дуга, сопровождаемая газами и брызгами расплавленных металлов, способная причинить повреждения оборудованию. Корпуса таких модулей делают в герметичном исполнении из прочных и пожаробезопасных материалов.

Конструкции УЗИП европейских заводов выполняются по немецкому национальному стандарту, который не обязателен в некоторых вопросах для российских предприятий. Используя изделия разных производителей для защиты оборудования, следует анализировать их совместимость.

Источник: http://stroy-masterden.ru/zashhityi-ot-impulsnyix-perenapryazhenij-v-byitu-osobennosti-ekspluataczii.html

Импульсная защита. Типы и классы защиты. Работа и применение

Импульсная защита – это устройство блокировки от чрезмерного напряжения в виде импульсов тока. Она устанавливается в квартирах и домах, обладает такими преимуществами, как высокая эффективность, низкая стоимость, совершенная конструкция.

Такой тип защиты оборудования силовых распределительных линий до 1000 вольт служит для защиты от повышенных напряжений, связанных с импульсами.

Источниками импульсов могут быть:

• Разряды молнии в цепь электропитания или в молниеотвод объекта рядом с вводом питания в объект.
• Разряды молнии на расстоянии до нескольких тысяч метров возле коммуникаций объекта.
• Подключения достаточно мощных нагрузок, замыкания в линиях распределения питания.
• Помехи от электромагнитных волн, от электронных приборов и оборудования.

В офисах и квартирах имеется много бытовой, компьютерной и другой дорогостоящей техники, которая потребляет электроэнергию.

Поэтому, во избежание риска повреждений и выхода из строя от импульсных перенапряжений оборудования, лучше приобрести и установить защитное устройство.

Импульсная защита служит для ограничения напряжения в виде импульсов от разрядов молнии, подключений мощной индуктивной нагрузки (Это могут быть большие электромоторы, трансформатор) и т.п.

Типы и классы защиты от импульсов напряжения

1. Тип 1. Класс В. Устройства применяются при возможном прямом ударе молнии в цепь питания или рядом с объектом в землю. Если ввод питания осуществлен по воздушной линии, а также, если имеется молниеотвод, то установка импульсной защиты строго обязательна.

   Оборудование монтируется в железном корпусе, рядом с входом питания в здание, либо в распределительном щите.

2. Тип 2. Класс С. Имеет уменьшенную защиту от импульсов напряжения, монтируется у входа в электроустановку и в помещение, как 2-й уровень защиты. Монтируется в распределительных щитках.
3. Тип 3.

   Класс D. Защищает электрооборудование от остаточного перенапряжения, несимметричных токов, помех высокой частоты. Монтируется вблизи электрических приборов.

   Рекомендуется защиту от импульсов устанавливать рядом с потребителем, не более пяти метров от него, а если есть молниеотвод, то непосредственно на входе питания потребителя, так как ток в молниеотводе провоцирует значительный по величине импульс в электропроводке.

Принцип действия

Действие защиты от импульсов напряжения можно легко объяснить, так как в нем простая схема вывода перенапряжения. В схему устройства вмонтирован шунт, по которому ток поступает к нагрузке потребителя, подключенного к питанию. От шунта к земле подключена перемычка, которая состоит из разрядника или варистора.

При нормальном напряжении в сети варистор имеет сопротивление несколько мОм. При появлении на линии перенапряжения, варистор начинает пропускать через себя ток, поступающий далее в землю. Так просто действует защита от импульсов. При нормализации напряжения питания варистор перестает быть проводником тока, и питание поступает к потребителю по встроенному шунту.

Устройство защиты

Импульсная защита построена на основе варисторов или разрядников. Также имеются устройства индикации, которые подают сигналы о выходе из строя защиты.

К недостаткам варисторной защиты можно отнести тот факт, что при срабатывании защиты варисторы нагреваются, и для повторной работы требуется время на охлаждение.

Часто защита на варисторах производится с приспособлением для закрепления на DIN рейку. Варистор легко меняется путем обычного его извлечения из корпуса защиты и монтажа нового варистора.

Практическое применение

Чтобы надежно защитить потребитель энергии от перенапряжения, сначала необходимо проложить хорошее заземление. Для этого используют схемы с защитным и разделенным нулевым проводником.

Далее, устанавливаются защитные устройства таким образом, чтобы расстояние от соседних устройств защиты было не менее 10 метров по проводу линии питания. Это правило важно для правильного порядка срабатывания защиты.

Если для питания используется воздушная линия, то оптимальным вариантом применения будет импульсная защита на базе плавких предохранителей и разрядников.

В главном щитке дома устанавливаются защиты на варисторах 1 и 2 класса, в этажных щитках – 3 класса.

Чтобы дополнительно защитить электрические потребители, в розетки втыкаются переносные импульсные защиты в виде удлинителей с предохранителями.

Такие меры защиты уменьшают вероятность воздействия от повышенного напряжения, но полной гарантии не дают. Поэтому, во время грозовой погоды лучше всего, по возможности выключить чувствительные приборы и оборудование.

Как защитить само устройство защиты

Само устройство защиты также нуждается в обеспечении защиты от повреждений. Они могут возникнуть вследствие разрушения деталей при поглощении импульсов перенапряжения. Бывали случаи, что сами устройства защиты загорались, и являлись причиной пожара.

• Устройства класса 1 защищаются вставками на 160 ампер.
• Класс 2 предохраняется вставками на 125 ампер.

Если номинал предохранителя выше рекомендованного, то нужно установить вспомогательную вставку, защищающую детали щита от неисправностей. При длительном действии большого напряжения на защиту, варисторы сильно нагреваются. Терморасцепитель выключает защиту от питания в случае достижения варистором температуры критического значения.

Импульсная защита может быть оборудована автоматами выключения. Защита 1 класса может защищаться только вставками, так как вставки отключают токи короткого замыкания при большом напряжении.

Можно сделать вывод, что правильное использование импульсной защиты от перенапряжений дает возможность эффективно предохранять оборудование от неисправностей, вызванных чрезмерным напряжением линии питания.

Импульсная защита — как выбрать

по току молнии

Электроэнергия в здание может поступать по воздушной линии со следующими свойствами:

• Изолированные провода, самонесущие.
• Простые провода без изоляции.

Если провода воздушной линии и ее элементы имеют изоляцию, то это оказывает влияние на устройство действующей защиты и схемы подключения, а также снижается действие удара молнии.

УЗИП в системе TN-C-S

При подключении дома от изолированной линии, заземление производится по схеме, изображенной на рисунке. Импульсная защита устанавливается между фазами и РЕN. Место разъединения РЕN на РЕ и N проводники при отдалении на 30 м от дома требует вспомогательной защиты.

Если на доме есть установленная молниезащита, имеются коммуникации из металла, то это оказывает влияние на схему и выбор подключения защиты от импульсов, а также отрицательно влияет на электробезопасность дома.

Варианты предполагаемых схем

1 вариант. Условия.

Электроэнергия поступает по изолированной воздушной линии.

Здание:

• Без защиты от молнии.
• Нет металлоконструкций снаружи дома. Схема заземления выполнена по схеме TN – C — S.

Решение

В таком случае маловероятно, что будет непосредственный удар молнии в дом, по причине:

• Наличия изоляции проводов воздушной линии.
• Отсутствия громоотвода и наружных металлических коммуникаций на доме.

В итоге, достаточно будет защиты от импульсов большого напряжения, которые имеют форму 8/20 мкс для тока. Подходит защита от импульсов со смешанным классом защит в одном корпусе.

Диапазон тока от импульсов напряжения выбирается из интервала от 5 до 20 килоампер. Лучше выбрать наибольшее значение.

2 вариант. Условия.

Электрический ток поступает по изолированной воздушной линии.

На доме:

• Отсутствует защита от молнии.
• Снаружи дома есть коммуникации из металла для газо- или водопровода. Система заземления выполнена по схеме TN-C-S.

Решение

Если сравнивать с предыдущим вариантом, то здесь может быть удар молнии по трубе с током до 100 килоампер. Внутри трубы этот ток разделится на два конца по 50 килоампер. С нашей стороны здания эта часть поделится по 25 килоампер на здание и заземление.

РЕN провод возьмет на себя часть в 12,5 килоампер, а остальная часть импульса такой же величины через устройство защиты будет проходить в фазный проводник. Можно применять такое же устройство защиты, как и раньше.

3 вариант. Условия.

Электроэнергия поступает по воздушной линии без изоляции.

Решение

Большая вероятность разряда молнии в провода, у здания применяется схема заземления ТТ.

УЗИП в системе ТТ

Должна быть обеспечена импульсная защита, как от проводов фаз относительно земли, так и от нулевого провода. Защита от нулевого провода относительно земли используется редко, по причине местных условий.

При монтаже проводов к открытой линии без изоляции, на безопасность дома оказывает влияние форма ответвления, которая может производиться:

• Кабелем.
• Проводами с изоляцией, как на изолированной воздушной линии.
• Оголенными проводами.

При ответвлениях по воздуху меньше рисков создают изолированные провода сечением не менее 16 мм кв. В такие провода вероятность удара молнии очень мала.

Разряд молнии возможен в узел разделки проводов возле изоляторов на вводе. В этом случае на фазе возникнет половина напряжения от разряда молнии.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrotehnika/jelektrobezopasnost/impulsnaia-zashchita/

Принцип работы устройства для защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Для создания внутренней системы грозозащиты применяется устройство для защиты от импульсных перенапряжений УЗИП, что это такое и для чего именно оно необходимо – один из наиболее частых вопросов наших клиентов.

В первую очередь нужно сказать, что данное устройство используется для защиты электрооборудования в здании от импульсных перенапряжений, возникающих во время грозы.

Оно помогает уберечь электрооборудование не только от перенапряжений при прямых ударах молний и их вторичных воздействиях, но и от электромагнитных помех, созданных промышленными приборами и установками.

Как работает УЗИП?

У УЗИП принцип работы основывается на изменении проводимости: материал варистора устройства пропускает электрический ток при многократном возрастании напряжения, модулятор стабилизирует пороговую частоту, триод-проводник подает ток на выходные контакты, при этом параметр проводимости тока меняется.

Варистор выдерживает не менее двух срабатываний при максимальном электрическом разряде и не менее пяти – при номинальном, после чего утрачивает свои свойства.

Поэтому некоторые производители комплектуют устройства сменными варисторными модулями, а также индикаторами состояния, которые отображают износ оборудования и его работоспособность.

Где в Москве можно купить УЗИП?

Для грамотного обустройства грозозащиты УЗИП потребуется обязательно, поскольку именно выход из строя электрооборудования при разрядах молний – наиболее частая проблема любых зданий. При условии грамотной установки УЗИП обеспечивает защиту от молнии и ее вторичных воздействий всего имеющегося в здании электрического оборудования.

В данном случае одним из важных условий надежной грозозащиты является правильный выбор УЗИП: устройство защиты от импульсных перенапряжений выбирается с учетом вида объекта (жилой или промышленный), требуемого класса защиты, а также конструкционных параметров, особенностей и функций самого оборудования.

В каталоге компании «Алеф-ЭМ» представлен широкий ассортимент высококачественных и надежных УЗИП по цене производителя. Все оборудование поставляется немецкой компанией с мировым именем в сфере молниезащиты и безопасности электросетей – Dehn+Soehne.

Источник: https://Groze.net/princip_raboty_ustrojstva_dlya_zashhity_impulsnyh_perenapryazhenij_uzip.html

Что такое УЗИП

УЗИП: особенности выбора и применения

Даже кратковременные импульсные броски напряжения, в несколько раз превышающие номинальное, могут нанести непоправимый ущерб дорогостоящей электротехнике и электронике, а то и стать причиной пожара.

Перенапряжение в сетях может возникать из-за грозы, аварий или переходных процессов.

Например, импульсные перенапряжения могут стать следствием попадания молнии в систему молниезащиты или линию электропередач, переключения мощных индуктивных потребителей, таких как электродвигатели и трансформаторы, коротких замыканий.

Что такое УЗИП и для чего оно нужно?

Ограничитель перенапряжения в электроустановках напряжением до 1 кВ называют устройством защиты от импульсных перенапряжений – УЗИП. Устройства защиты от импульсных перенапряжений – как раз и призваны защитить электрооборудование от подобных ситуаций.

Они служат для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока на землю, снижения амплитуды перенапряжения до уровня, безопасного для электрических установок и оборудования.

УЗИП применяются как в гражданском строительстве, так и на промышленных объектах.

Основной российский документ, определяющий, что такое УЗИП, это ГОСТ Р 51992-2002, «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах».

УЗИП призваны обеспечить защиту от ударов молнии в систему молниезащиты здания (объекта) или воздушную линию электропередач (ЛЭП), защитить высокочувствительное оборудование и технику от импульсных перенапряжений и коммутационных бросков питания. Широкое распространение получили УЗИП с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку.

Аппараты защиты от импульсных напряжений включают в себя устройства нескольких категорий:

Тип устройства	Для чего предназначено	Где применяется
I класс	Для защиты от непосредственного воздействия грозового разряда. Защищают от импульсов 10/350 мкс: попадание молнии в систему внешней молниезащиты и попадание молнии в линию электропередач вблизи объекта. Амплитуда импульсных токов с крутизной фронта волны 10/350 мкс находится в пределах 25-100 кА, длительность фронта волны достигает 350 мкс.	Устанавливаются на вводе питающей сети в здание (ВРУ/ГРЩ). Данными устройствами должны укомплектовываться вводно- распределительные устройства административных и промышленных зданий и жилых многоквартирных домов.
II класс	Обеспечивают защиту от перенапряжений, вызванных коммутационными процессами, а также выполняющие функции дополнительной молниезащиты. Предназначены для защиты от импульсов 8/20 мкс. Они защищают от ударов молнии в ЛЭП, от переключений в системе электроснабжения. Амплитуда токов – 15-20 кА.	Важно Монтируются и подключаются к сети в распределительных щитах. Служат дополнительной защитой от импульсов, которые не были полностью нейтрализованы УЗИП I класса.
III класс	Для защиты от импульсных перенапряжений, вызванных остаточными бросками напряжений и несимметричным распределением напряжения между фазой и нейтралью. Также работают в качестве фильтров высокочастотных помех. Предназначены для защиты от остаточных импульсов 1,2/50 мкс и 8/20 мкс импульсов после УЗИП I и II классов.	Используются для защиты чувствительного электронного оборудования, поблизости от которого и устанавливаются. Характерные области применения – ИТ- и медицинское оборудование. Также актуальны для частного дома или квартиры – подключаются и устанавливаются непосредственно у потребителей.

Конструкция УЗИП постоянно совершенствуется, повышается их надежность, снижаются требования по техническому обслуживанию и контролю.

Как работает УЗИП?

УЗИП устраняет перенапряжения:

 – Несимметричный (синфазный) режим: фаза – земля и нейтраль – земля.

 – Симметричный (дифференциальный) режим: фаза – фаза или фаза – нейтраль.

В симметричном режиме отводимая энергия направляется на другой активный проводник. 

      

Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S. В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП. В нем нет контакта для подключения нулевого проводника.

По принципу действия УЗИП разделяются вентильные и искровые разрядники, нередко применяемые в сетях высокого напряжения, и ограничители перенапряжения с варисторами.

В разрядниках при воздействии грозового разряда в результате перенапряжения пробивает воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы с заземляющим контуром, и импульс высокого напряжения уходит в землю. В вентильных разрядниках гашение высоковольтного импульса в цепи с искровым промежутком происходит на резисторе.

В варисторных устройствах варистор подключается параллельно с защищаемым оборудованием.

При отсутствии импульсных напряжений, ток, проходящий через варистор очень мал (близок к нулю), но как только возникает перенапряжение, сопротивление варистора резко падает, и он пропускает его, рассеивая поглощенную энергию. Это приводит к снижению напряжения до номинала, и варистор возвращается в непроводящий режим.

УЗИП имеет встроенную тепловую защиту, которая обеспечивает защиту от выгорания в конце срока службы. Но со временем, после нескольких срабатываний, варисторное устройство защиты от перенапряжений становится проводящим. Индикатор информирует о завершении срока службы. Некоторые УЗИП предусматривают дистанционную индикацию.

Как выбрать УЗИП?

При проектировании защиты от перенапряжений в сетях до 1 кВ, как правило, предусматривают три уровня защиты, каждая из которых рассчитана на определенный уровень импульсных токов и форму фронта волны. На вводе устанавливаются разрядники (УЗИП класса I), обеспечивающие молниезащиту.

Следующее защитное устройство класса II подключается в распределительном щите дома. Оно должно снижать перенапряжения до уровня, безопасного для бытовых приборов и электросети. В непосредственной близости от оборудования, чувствительного к броскам в сети, можно подключить УЗИП класса III.

Предпочтительнее использовать УЗИП одного вендора.

Для координации работы ступеней защиты устройства должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга – более 10 метров по питающему кабелю. При меньших дистанциях требуется включение дросселя, возмещающего недостающие активно-индуктивные сопротивления проводов. Также рекомендуется защищать УЗИП с помощью плавких вставок.

При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты.

Классы УЗИП не являются унифицированными и зависят от конкретной страны. Каждая строительная организация может ссылаться на один из трех классов испытаний. Европейский стандарт EN 61643-11 включает определенные требования по стандарту МЭК 61643-1. На основе МЭК 61643 создан российский ГОСТ Р 51992.

Оценка значимости защищаемого оборудования.

Группа	Что включает	Где определяется
Первая	Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и вреда здоровью людей	МЭК 62305-3
Вторая	Меры защиты для минимизации отказов электрических и электронных систем	МЭК 62305-4
Третья	Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и отказов инженерных сетей (в основном электрические и телекоммуникационные линии)	МЭК 62305-5

Оценка риска воздействия на объект.

Нормы установки молниезащитных разрядников прописаны в международном стандарте МЭК 61643-12 (Принципы выбора и применения). Несколько полезных разделов содержит международный стандарт МЭК 60364 (Электроустановки зданий):

 – МЭК 60364-4-443 (Защита для обеспечения безопасности). Если установка запитывается от воздушной линии или включает в себя такую линию, должно предусматриваться устройство защиты от атмосферных перенапряжений, если грозовой уровень для рассматриваемого объекта соответствует классу внешних воздействий AQ 1 (более 25 дней с грозами в год).

 – МЭК 60364-4-443-4 (Выбор оборудования установки). Этот раздел помогает в выборе уровня защиты для разрядника в зависимости от защищаемых нагрузок. Номинальное остаточное напряжение устройств защиты не должно превышать выдерживаемого импульсного напряжения категории II.

Выбор оборудования по МЭК 60364.

В качестве первой ступени лучше применять УЗИП на базе разрядников без съемного модуля. Вряд ли вам удастся найти варисторное устройство с номинальным током Iimp более 20 кА. Шкаф, в котором установлено УЗИП такого типа, должен быть из несгораемого материала.

Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up. Он не должен превышать стойкость электрооборудования к импульсному напряжению. Для УЗИП I-го класса Up не превышает 4 кВ. Уровень напряжения защиты Up для устройств II-го класса не должен превышать 2,5 кВ, для III-го класса – 1,5 кВ. Это тот уровень, который должна выдерживать техника.

Ещё несколько важных параметров, которые необходимо знать для выбора УЗИП. Максимальное длительное рабочее напряжение Uc – действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения в электросети.

Минимальное требуемое значение Uc для УЗИП в зависимости от системы заземления сети.

Номинальный ток нагрузки IL – максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке. Этот параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. УЗИП обычно подключаются параллельно цепи, поэтому данный параметр у них не указывается.

Выбор защитной аппаратуры: чувствительное оборудование и оборудование здания.

Выбор защитной аппаратуры: бытовая техника и электроника.

Выбор защитной аппаратуры: производственное оборудование.

Выбор защитной аппаратуры: ответственное оборудование.

Сегодня многие крупные потребители электрической энергии с успехом используют на территории России высококачественные элементы УЗИП. Положительные результаты испытаний и эффективность применения УЗИП в России позволяют говорить о том, что их использование в российских условиях выгодно и удобно. Остается подобрать нужную модель устройства и установить ее на объекте. 

Источник: https://www.asberg.ru/shkola-elektrika/chto-takoe-uzip.html