Что такое устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)?
5 июля 2020
В результате разрядов атмосферного электричества или включения энергопотребителей большой мощности в электрических сетях наблюдается резкое скачкообразное повышение разницы потенциалов (перенапряжение), длящееся доли секунды, но способное принести непоправимый ущерб не только самой сети, но и подключенным к ней приборам. Избежать серьезных последствий от таких скачков поможет УЗИП – устройство защиты от импульсных перенапряжений.
Принцип действия устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)
Основным чувствительным элементом УЗИП является особый полупроводниковый модуль (варистор), сопротивление которого резко уменьшается, если напряжение, которое протекает через него, превышает номинальные установленные значения.
Принцип работы УЗИП для частного дома можно рассмотреть на примере лампы, включенной в однофазную электрическую цепь.
Следует помнить, что один полюс УЗИП подключается к фазному проводнику после автоматического выключателя, а второй полюс к контуру заземления.
Если напряжение в сети не превышает верхнюю границу допустимых колебаний, установленных ГОСТ 29322-92, варистор защитного устройства имеет высокое сопротивление и поэтому электрический ток беспрепятственно поступает к нагрузке, минуя УЗИП.
Когда, по какой-либо причине, напряжение в сети резко возрастает, сопротивление полупроводникового элемента УЗИП мгновенно падает до минимальных значений. В результате этого ток начинает поступать через защитное устройство на контур заземления, создавая искусственное короткое замыкание, провоцирующее срабатывание автоматического выключателя и обесточивание сети. После того, как напряжение снизится до допустимых пределов, сопротивление варистора возрастет и цепь продолжит работу в обычном режиме.
УЗИП: классы
Такие устройства, в зависимости от конструкции и целевой защиты, подразделяются на три класса.
УЗИП I класса является действенной защитой от перенапряжений, причиной которых является разряд молнии. Устройства этого класса устанавливаются на вводах питающего напряжения в энергоемкие производственные цеха, крупные административно-бытовые здания, торговые и развлекательные комплексы и пр.
УЗИП II касса предохраняют бытовую технику и электрическую проводку от импульсов перенапряжения, возникающих из-за включения или отключения оборудования большой мощности. Устройство УЗИП II класса монтируются в распределительные щиты, установленные в подъездах многоквартирных домов.
УЗИП III класса наиболее чувствительны и реагируют на мгновенные скачки напряжения, причиной которого является короткое замыкание в сети. Такие устройства необходимы для защиты высокоточного и дорогостоящего электронного оборудования, в том числе медицинского.
На некоторых моделях УЗИП может стоять другая маркировка, например ОПС (ограничитель перенапряжений сети) или ОИН (ограничитель импульсных напряжений). Однако какое бы название не имело такое устройство, задача у него одна – защита от импульсных перенапряжений.
Базовые характеристики УЗИП
Выбор УЗИП для дома или для защиты промышленной сети должен основываться на базовых характеристиках устройства. Для удобства и облегчения подбора устройства защиты от импульсных перенапряжений они типографским способом наносятся на его корпус:
- номинальное и предельное напряжение питающей сети – напряжение, на которое рассчитано устройство;
- номинальный и максимальный ток разряда – импульс тока, который даже при многократном прохождении через устройство не приведет к его выходу из строя;
- уровень напряжения защиты – предельная величина напряжения, при котором устройство не срабатывает;
- класс испытаний;
- индикатор состояния варистора – зеленый (рабочий), а красный (устройство вышло из строя).
Цветовая индикация состояния варистора позволяет заметить, что он находится в нерабочем состоянии, и вовремя заменить его на новый.
Отправить сообщение Voltinvest через Viber
Отправить сообщение Voltinvest через Telegram
Отправить сообщение Voltinvest через Instagram
Отправить сообщение Voltinvest через Facebook
Youtube канал Voltinvest
Сохранить
Твитнуть
Поделится
Поделится
Новый комментарий
Войти с помощью
Отправить
Как защитить дом от импульсных перенапряжений | Публикации
В техподдержке интернет-магазина «АСберг АС» клиенты часто задают вопросы о том как защитить дом от перепадов напряжения, что такое устройства защиты от перенапряжения, какие они бывают и как их подбирать. Класс продукции УЗИП известен покупателям значительно меньше чем автоматические выключатели или УЗО и игнорирование защиты от перенапряжения часто служит причиной пожаров и выхода из строя дорогостоящего электронного оборудования в частных домах.
Хотелось бы восполнить этот пробел в знаниях покупателей и рассказать более подробно о том, что такое УЗИП, для чего он нужен и как его подобрать.
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?
Широкое распространение получили УЗИПс быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку
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. | 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 несимметричном режиме при превышении напряжением пороговой величины устройство защиты отводит энергию на землю. 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.
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
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.
УЗИП на основе газонаполненных разрядников рекомендуется к применению в зданиях с внешней системой молниезащиты или снабжаемых электроэнергией по воздушным линиям.
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.
При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защитыКлассы 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.
Необходимость защиты, экономические преимущества устройств защиты и соответствующие устройства защиты должны определяться с учетом факторов риска: соответствующие нормы прописаны в МЭК 62305-2. Критерии проектирования, монтажа и техобслуживания учитываются для трех отдельных групп:
| 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 |
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.
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.
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.
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.
Устройства защиты от перенапряжения | Устройства защиты от перенапряжений ABB
предназначены для защиты от кратковременных перенапряжений. Крупные одиночные перенапряжения, такие как молния, могут достигать сотен тысяч вольт и могут вызывать немедленный или периодический отказ оборудования.
Однако аномалии молний и электроснабжения составляют только 20% переходных скачков напряжения. Остальные 80% импульсной активности производятся внутри компании. Хотя эти всплески могут быть меньше по величине, они происходят чаще и при постоянном воздействии могут повредить чувствительное электронное оборудование на объекте.
Рыночное предложение UL
ОВРХТП
OVRHT3B
OVRHT3C
ОВРХС3У
ОВРХЛД
ОВРХТЕ
ОВРХМСУ
ТПМЭ/ТПТО
ТЛЭ/ТМЭ
TLE/TME (WMN)
Удлинитель коробки 9” и 24”
Сургитрон I
Предлагается DIN-рейка
УЗИП Класс I
Высокая пропускная способность
УЗИП класса II
Хороший уровень защиты
УЗИП класс III
Защита вашего электрооборудования
Линии данных
Защита линии передачи данных
SPD для приложений данныхАксессуары
Полный ассортимент принадлежностей для УЗИП
ОБЩ
ОВР ПВ 1500
ОВР СЛ
Внешняя молниезащита OPR
ОБЩ PV
ОВР WT 3L 690 P ТС
NEMA Жилой
ТОМЕСУРГ
THQLSURGE
ОВРХР361202С
Видео
Посмотреть видео
Устройства защиты от перенапряжения ABB
Узнайте о различных типах УЗИП и обеспечиваемой ими защите.
Посмотреть видео
Защита от перенапряжения с помощью УЗИП ABB
Сокращение дорогостоящего простоя любого здания.
Узнать больше
Часто задаваемые вопросы по СПД
Глоссарий СПД
Устройство защиты от перенапряжения
Данные о продукте
Обучение LMS
Загрузить брошюру
Информация для домовладельца
Устройства защиты от перенапряжения (SPD)- Защита оборудования HVAC от скачков напряжения, отключений и других нарушений напряжения
- Защита от одиночных скачков тока до 60 000 А и повторяющихся скачков тока до 20 000 А
- Решения для защиты от перенапряжений для канальных и бесканальных кондиционеров, тепловых насосов, систем отопления и всего дома.
RSH-120 предлагает защиту всего дома с двумя диагностическими светодиодами и звуковой сигнализацией. |
RSH-VRM60A обеспечивает расширенный контроль напряжения , позволяя пользователю определить соответствующий диапазон входного напряжения. |
