УЗИП так ли он нужен — 3 класса защиты от импульсных перенапряжений

Что такое УЗИП и от чего оно защищает?

УЗИП — устройство, защищающее оборудование и электроприборы в сети 220-380В от импульсных перенапряжений.

При этом не путайте импульсное перенапряжение, просто с повышенным, которое возникает в аварийных ситуациях — обрыве нуля или попадании фазы на нулевой проводник.

Импульс длится не более 1 миллисекунды.

Никакое реле напряжения не может работать в течение этого времени.

Кроме аббревиатуры УЗИП можно встретить и другие распространенные названия. Например, ОПС – ограничитель перенапряжения сети или ОИН – ограничитель импульсных напряжений.

Несмотря на разные названия, функциональное назначение всех этих устройств одинаково. Они должны выполнять две основные задачи:

• защитите оборудование от ударов молнии

И не обязательно от прямого попадания, но и от возникающих «разливов» и импульсных разрядов во время грозы.

Из строя могут выйти не только работающие приборы, но и «спящие”.

Это те, которые просто включаются в розетку — телевизор, холодильник, зарядное устройство.

• производитель от перенапряжений при коммутациях

Получается, что для появления импульсных аномалий в сети совсем не обязательно, чтобы молния попала в линии электропередач рядом с вашим домом. Достаточно кому-то в этой самой сети (0,38-6-10кВ) включить конденсаторные батареи, запустить мощный электродвигатель или сварочный аппарат.

Как вы понимаете, говорить об актуальности установки УЗИП в данном случае нужно не только для частных домов, но и для многоэтажных квартир. Эта коммутация будет сопровождаться кратковременным импульсом, который сожжет электронные компоненты вашего телевизора, стиральной машины или компьютера.

От всего этого не помогут ни УЗО, ни дифференциальные автоматы, ни реле напряжения.

А вот УЗИП реально спасет микроскопические приборы. Иногда такие порывы не приводят к капитальному ущербу, поэтому сопровождаются «зависанием» системы, потерей памяти и так далее. А это опять же дополнительные затраты на ремонт, настройку и обслуживание.

Принцип действия и устройство

Принцип работы УЗИП заключается в применении варисторов — нелинейного элемента в виде полупроводникового резистора, сопротивляющегося приложенному напряжению.

УЗИП имеет два вида защиты:

• Несимметричный (синфазный) — при перенапряжении устройства гругает импульсы на землю (фаза — земля и нетураль — земля);
• Симметричный (дифференциальный) — при перенапряжении энергия направляется на другой активный проводник (фаза — фаза или фаза — нейтраль).

Чтобы лучше понять принцип работы УЗИП, приведем небольшой пример.

Нормальное напряжение цепи 220 В, а при возникновении в этой цепи импульса напряжение резко повышается, например, при ударе молнии. При разком скачаце процесс, в УЗИП сопротивление уменьшается, что приводит к короткому замыканию, что в свою очередь приводит к срабатыванию автоматического выключателя и в итоге к отключению самой цепи.

Таким образом обеспечивается защита электрооборудования от резких перепадов напряжения, препятствуя прохождению через него высоковольтных импульсов.

Причины возникновения импульсных перенапряжений

Бытовое электрооборудование выполнено на полупроводниках и микропроцессорах, имеющих слабую изоляцию. Эта техника может выйти из строя даже при небольшом импульсном скачке напряжения. Поэтому для защиты электрооборудования от импульсных перенапряжений применяют ограничители импульсных перенапряжений УЗИП.

Существует несколько причин импульсных помех. Это дары молнии в линии электроперадач или в металлических конструкциях користные районы с украшением электроэнергии. Поражение молнией для молниезащиты разрады молний в облачных и наличные дары молний, ​​а также производят электрические мульний помехи в системах энергоснабжения.

Коммутация больших индуктивных и емкостных нагрузок на энергоемких предприятиях, короткие замыкания в сети. Электромагнитные помехи создаются даже на предприятиях при работе мощных электроустановок.

Разновидности УЗИП

Импульсные устройства защиты от перенапряжения выпускаются с одним или двумя входами и подразделяются на:

• Коммутирующие;
• Ограничивающие;
• Комбинированный.

Коммутирующие защитные аппараты

Характерной особенностью коммутационных аппаратов является высокое сопротивление, которое мгновенно падает до нуля при появлении сильного импульса напряжения. Принцип действия коммутационных аппаратов основан на разрядниках.

Что делать, если сломался электросчетчик в квартире?

Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)

Для ограничителя сетевого напряжения также характерно высокое сопротивление. Отличие его от коммутационного аппарата только в том, что уменьшение сопротивления происходит постепенно. ОПН основан на работе варистора (резистора), который используется в его конструкции. Сопротивление варистора нелинейно зависит от действующего на него напряжения.

При резком повышении напряжения происходит и резкое увеличение мощности тока, проходящего непосредственно через варистор, и таким образом происходит сглаживание электрических импульсов, после чего ограничитель сетевого напряжения возвращается в исходное состояние.

Комбинированные УЗИП

УЗИП комбинированного типа совмещают в себе разрядники и варисторы и могут выполнять как функцию разрядника, так и ограничителя.

Технические характеристики

Вот базовые технические частерации, на кометить выборки при выборе УЗИП. Обычно они написаны на корпусе устройства.

• номинальное и максимальное напряжение сети

Это напряжение, при котором устройство будет нормально работать, не работает. При его превышении УЗИП становится активным.

• номинальный и максимальный разрядный ток

Это ток, который УЗИП может пропустить через себя несколько раз без последствий и риска вырваться из конструкции.

УЗИП не обязательно является одноразовым устройством, как считают некоторые.

• уровень защитного напряжения или классификационного напряжения

Максимальное значение U на выводах устройства, когда варистор начинает открываться при протекании через него определенного тока.

• устройство класса

Классы или типы УЗИП — чем отличаются?

Все УЗИП делятся на три класса или три типа. Эти занятия подсказывают, куда нужно поставить то или иное устройство.

1 класс Защищает от перенапряжения, вызванного прямым попаданием молнии в здание или розетку молнии.Этот тип рассчитан на пиковое значение тока с фронтом 10/350 мс.

Что это значит? Это означает, что нарастание тока до максимального значения происходит в течение 10 мс. Далее его значение падает до 50% за 350 мс.

Это наблюдается именно при прямом попадании молнии. Это очень малое время воздействия, на которое другие защитные устройства часто не реагируют. А при достаточном импульсном токе они просто выходят из строя, никак не защищая подключенное оборудование.

А вот УЗИП при максимилих срабатываний данной параметра гарантированно заходит и цепь очень бы один раз.

УЗИП 1 класса устанавливаются непосредственно на входных щитах производственных и административных зданий.

Тип 1 используется при наличии системы молниезащиты – молниеотвода, металлической сетки на здании.

Кстати, приборы 1 класса соответствующей конструкции, с воздушным вводом провода СИП и наличием хорошего контура заземления, легко устанавливаются прямо на опору через специальные прокалывающие зажимы и арматуру.

2 класс Обеспечивает защиту от импульсных скачков напряжения, возникающих при включении или выключении очень мощного оборудования, а также при непрямом ударе молнии.

Они рассчитываются по пиковому значению тока с фронтом 8/20 мс. То есть максимальный ток достигается за 8 мс, а падает до половины за 20 мс.

Автоматы, УЗО, реле опять пропускают такой импульс, не успев вовремя среагировать.

УЗИП 2 класса необходимо устанавливать в вводных распределительных щитах многоквартирных жилых домов или в уличных ВРУ частных коттеджей и домов.

При входе в здание по воздуху это условие прямо регламентировано правилами ПУЭ.

Получается, что УЗИП Т-2 нужно использовать практически всегда.

3 класс Защищает от остаточных импульсных перенапряжений, возникающих при коротких замыканиях, или после гашения основного импульса, первые два класса УЗИП.

Третий класс часто встроен в сетевые фильтры и расширители.

Эта защита необходима для очень чувствительного электронного оборудования. Например, дорогостоящее медицинское оборудование, компьютеры и другие

Третий класс применяется только как дополнительная защита к Т-2 и имеет меньшую разрядную способность.

Тип Т-3 необходимо устанавливать, если устройства расположены дальше 30 метров от ввода УЗИП Т-2.

Обратите внимание, что для обеспечения селективной защиты нельзя устанавливать УЗИП разных классов параллельно, один за другим в одном месте. В противном случае максимальный ток молнии изначально не пройдет через это устройство и элементарно сожжет его.

Чтобы этого не произошло, между УЗИПами разного класса должен быть развязывающий элемент – индуктивность. Роль этой индуктивности выполняет обычный кабель или провод.

Рекомендуемое расстояние между разными УЗИПами – не менее 10 метров.

Читайте также: Устройство защиты от искрения (УЗИС): назначение, виды, характеристики и схема подключения

Принцип работы

Как работает УЗИП? Очень просто. При коротвременном высшем величестве от заданного значения, объявлении перед падением противления варистора, бесплатного в корпусе.

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

Один его контакт садит на фазе, другой на рассмотрении. Подключение в цепи параллельное!

При этом всегда обращайте внимание на длину проводов, к которым подключается УЗИП. Они играют существенную роль.

Так на кабеле новый всем 1 метр, от молнии может генеративная перенапфия в 1000В.

Для эффективной защиты необходимо уменьшить длину кабеля. Таким образом, общая длина всей цепи, по которой подключается УЗИП (провод на фазу + провод до заземления), не должна превышать 50 см!

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

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

При возникновении кратковременного импульса, многократно превышающего пороговое напряжение, варистор резко изменяет внутреннее сопротивление, вплоть до нулевых значений.

Вероятно чего фаза церез него сколько устремлеяться на земемляющий контур. И все перенапфия, грубо говоря, сливается с землей.

По мере прохождения импульса варистор автоматически возвращается в нормальное (закрытое) состояние.

При достаточной длительности импульса создается искусственное короткое замыкание, которое срабатывает автоматом, отключая всю цепь.

Получается, что УЗИП «повреждается» перед защищаемым оборудованием. Таким образом, это спасает его. В то же время нельзя сказать, что УЗИП — это одноразовое устройство.

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

Остаточное представление, которое все работы частично доходит е.

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

При его выходе из строя не придется менять все устройство, достаточно будет заменить один элемент. Это то же самое, что заменить сгоревший предохранитель.

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

Он должен изменить свою окраску с зеленого на красный.

Не смущайтесь, индикатор выпадает и сигнализирует не просто о работе, а о выходе из строя элемента!

Автомат или предохранитель перед УЗИП

Обязательным условием установки УЗИПа является наличие перед ним защитного устройства – автомата или предохранителя.

И специалисты рекомендуют устанавливать именно предохранитель.

В любом автоматическом выключателе есть катушка с индуктивностью. И эту самую катушку, состоящую из множества витков, устанавливаете последовательно в цепочке с УЗИПом. Помните, ранее мы говорили о максимальных расстояниях проводников для подключения устройства?

Так вот, вы поставили перед УЗИП, у вас тиклись систояние, в вас тиклись компания, кожа может быть прочной, без описом ОПС, будет пред через все автоматическую колыку, оборачиваясь на ней доставленное воздужное. Иногда это значение может достигать 100кВ!

Поэтому перед УЗИПом ставят взрыватели с плавкой вставкой, длина которой всего пара сантиметров.

Кстати, есть модели УЗИП, у которых плавкая вставка встроена в корпус аппарата.

Только не путайте напачание всех техов продуханителей или автоматов. Они не нужны для защиты ОПС Их область — отсоединение после сработывания поврежденного элемента цепи.

УЗИП выполнив свою основную задачу, остается фактически «закороченным», и вы не сможете подать напряжение на все остальное оборудование с короткозамкнутым элементом в цепи.

В то же время у этой защиты, когда она стоит непосредственно перед самим устройством, а не на основном вводе, есть один существенный недостаток. Дело в том, что большинство молний многокомпонентны и их разряд вызывает не один импульс, а несколько.

И эти импульсы достигают устройства в один момент. Представьте себе такую ​​картину – пришла первая волна максимальной магнитуды и заставила не только УЗИП сработать, но и вывела из строя сменный модуль (выпал красный индикатор) с устройством защиты рядом с ним.

И тут же накатить второй за пример импульсом (всего через 60-80мс), и никакой защиты тогда нет! Поэтому иногда на главном входе ставят лучшую защиту в виде автоматов или охранников. Она будет газировать всю сеть 220В.

УЗИП чаще всего ломаются (работают без возможности восстановления параметров варистора) по двум причинам:

• слишком большое напряжение или разряд, выходящий за пределы рабочего диапазона (неправильно подобранный или установленный не там, где должен быть)

• длительное перенапряжение (не кратковременный импульс)

Например, при обрыве нейтрали или при длительном однофазном КЗ.

Как выбрать УЗИП?

Первое, что вам нужно сделать при выборе УЗИП, это определиться с системой заземления, которая используется в здании.

Система заземления может быть трех видов:

• TN-S с одной фазой;
• ТН-С с тремя фазами;
• TN-C или TN-CS с тремя фазами.

Не менее важно и реверсивную температуру, которую можно поддерживать при покупке устройства. Большинство УЗИП рассчитаны на работу при температуре до -25. Если в вашем регионе очень холодный климат, а зимы суровые, то электрическая плата не должна располагаться на улице, иначе устройство выйдет из строя.

При выборе УЗИП также необходимо учитывать следующие факторы:

• Значение защищаемого оборудования;
• Риск воздействия на объект: местность (город или пригород, равнинная открытая местность), зона особого риска (деревья, горы, вода), зона особого воздействия (молниеотвод на расстоянии менее 50 м от здания, представляет опасность).

В связи с прозоложенном, при компьютерном везикла установить УЗИП, проверить продукты класса (I, II, III).

Также важно учитывать напряжение, которое может выдержать устройство. Для устройств первого класса этот показатель не превышает 4 кВ. Устройство II класса выдерживает уровень времени до 2,5 кВ, устройство III класса до 1,5 кВ.

Еще одним важным параметром при выборе УЗИП является максимальное длительно рабочее напряжение — действующее значение переменного или постоянного тока, подаваемого на УЗИП в течение длительного времени. Этот параметр должен быть равен номинальному напряжению в сети. Подробную информацию можно найти в стандарте МЕК 61643-1, приложение 1.

При подключении УЗИП для защиты оборудования важно учитывать его номинальный постоянный или переменный ток, который может подвергаться нагрузке.

Как подключить УЗИП в частном доме?

Установка УЗИП производится в зависимости от показателя напряжения: 220В (одна фаза) и 380В (три фазы).

Схема подключения может быть направлена ​​на надежность или безопасность, необходимо определить приоритеты. В первом случае грозозащита может быть временно отключена, чтобы не допустить перебоев в электроснабжении потребителей. Во втором случае не допускается отключение молниезащиты даже на несколько секунд, но возможно полное отключение питания.

Схема подключения в однофазной сети системы заземления TN-S

При использовании однофазной сети TN-S к УЗИП необходимо подключить фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводник. Фаза и ноль сначала подключаются к соответствующим клеммам, а затем подключаются к линии оборудования.

Заземляющий проводник соединен с защитным проводником. УЗИП устанавливается сразу после ввода машины. Для удобства процесса подключения все контакты на устройстве указаны, так что сложностей не возникнет.

Пояснение к схеме: А, В, С – фазы электрической сети, N – рабочий нулевой провод, PE – защитный нулевой провод.

СПРАВКА. Для дополнительной защиты УЗИП рекомендуется использовать предохранители, которые размещаются непосредственно на самом устройстве.

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-S

Отличительной особенностью трехфазной сети TN-S от однофазной является то, что от источника питания отходят пять проводников, три фазы, рабочий нуль и защитный нулевой проводник. К клеммам подключаются три фазы и нулевой провод. Пятый защитный проводник соединен с корпусом электроприбора и с землей, то есть служит своеобразным реле.

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-C

В системе заземления TN-C рабочий и защитный проводники объединены в один провод (PEN), что является основным отличием от системы заземления TN-S.

Система TN-C более проста и уже достаточно устарела, широко распространена в устаревшем жилом фонде. По современным нормам используется система заземления TN-CS, в которой нулевая рабочая и нулевая защитная жилы расположены отдельно.

Переход на более новые системы необходим во избежание поражения обслуживающего персонала электрическим током, а также ситуаций с возникновением пожара. И, наконец, в системе TN-CS лучше защищена от резких импульсных перенапряжений.

Во всех трех вариантах подключения при перенапряжении ток направляется на землю по заземляющему кабелю или по общему защитному проводу, что предотвращает повреждение импульсом всей линии и оборудования.

Ошибки при подключении

1. Установка УЗИП в электрошитовую с плохим контуром обзора.

При допущении подобной ошибки можно потерять не только все электроприборы, но и сам щиток при первом ударе молнии, так как не будет смысла защищать его плохим контуром заземления, а соответственно никакой защиты.

2. Неправильно подобранный УЗИП, который не подходит под используемую систему заземления.

Перед приобретением устройства обязательно узнайте, какая система заземления используется в вашем доме, а при покупке внимательно ознакомьтесь с его технической документацией, чтобы не допустить ошибок.

3. Использование УЗИП не одного класса.

Как вы уже поняли выше, существует 3 класса устройств защиты от импульсных перенапряжений. Каждому классу соответствует определенный щит, и он должен быть установлен согласно правилам и нормам.

4. Установка УЗИП только одного класса.

Часто для надежной защиты недостаточно установить УЗИП одного класса.

5. Изменить класс устройства и место его назначения.

Бывает и так, что приборы класса В размещаются в распределительном щитке квартиры, приборы класса С – в здании, а приборы класса D – перед электронной аппаратурой.

УЗИП вещь безусловно хорошая и полезная, но использование его в домашнем электричестве не обязательно. В случае подключения этого устройства стоит помнить, что оно подбирается индивидуально для каждой системы заземления. Именно по этой причине непосредственно перед покупкой рекомендуется воспользоваться услугами опытного электрика, чтобы избежать неприятностей.