Необходимость в защите сетей электропитания в защите от импульсных перенапряжений возникла практически сразу после того, как люди научились передавать электроэнергию в пределах соседнего здания. Часто причиной импульсных перенапряжений является удар молнии в линию электропередач или же влияние молнии, ударившей недалеко от кабеля. Но бывают и другие причины, например, коммутационные процессы на подстанции. Естественно, в норме они не должны приводит к появлению в сети опасных всплесков напряжения, но в реальность такие всплески появляются из-за изношенности оборудования или недостаточной квалификации персонала.
Проблема борьбы с импульсными перенапряжениями стала особенно актуальной в наше время, так как к сети электропитания подключаются вычислительная техника и аппаратура связи. Импульсные перенапряжения способны вывести их из строя. Но даже, если тот же компьютер не сломается, то в его работе может произойти сбой с потерей информации. Для того, чтобы таких ситуаций не возникало, используются устройства защиты от импульсных перенапряжений, сокращенно УЗИП. Принцип работы УЗИП заключается в том, что при превышении значения напряжения на фазном проводе выше определенного значения этот провод мгновенно соединяется с проводом заземления, что позволяет отвести перенапряжение в землю.
Три класса УЗИП
Следует иметь в виду, что, чем мощнее УЗИП, тем выше и порог напряжения, при котором он возвращается в состояние «разомкнуто». Помимо данного фактора, срабатывание УЗИП на вводе в здание способно вызвать импульсные помехи во внутренней электросети. Поэтому для защиты от импульсных перенапряжений принято использовать трехступенчатую схему. Соответственно, УЗИП делятся на три класса.
Класс I (B по международной классификации) — нормируется для импульса 10/350 мкс. Здесь и далее первое значение — время нарастания до максимального значения напряжения, второе значение — время спада от максимального до номинального значения. УЗИП данного класса рассчитаны на токи 25 – 100 кА. Конструкция такого УЗИП основана, как правило, на разряднике.
УЗИП класса II Leutron LE-388-186
Класс III (D) — нормируется для импульсов 1,5/50 мкс и 8/20 мкс. УЗИП данного класса имеют ту же конструкцию, что и устройства класса II, но рассчитаны на ток не более 10 кА.
Правильное размещение
УЗИП размещаются в следующем порядке. Устройства класса I размещаются на вводе в здание. Устройства класса II устанавливают в распределительные шкафы. Наконец, устройства класса III располагаются в непосредственной близости (не дальше 5 метров) от защищаемой аппаратуры. Следует отметить, что современные электронные устройства часто оснащаются встроенным УЗИП, которое можно отнести к классу III. Но, тем не менее, даже если идет речь о защите именно такой аппаратуры, все равно имеет смысл устанавливать отдельное УЗИП данного класса. Дело в том, что, как правило, встроенные в аппаратуру УЗИП также основаны на варисторах, количество срабатываний которых, как уже упоминалось, ограничено. Применяя дополнительно отдельное УЗИП класса III, можно продлить срок службы электронных устройств.
Leutron LE-381-254 — компактное однофазное УЗИП класса III
Для нормальной работы системы защиты важна селективность. УЗИП должны срабатывать в следующей последовательности: класс I, класс II, класс III. Для обеспечения такой последовательности необходимо, чтобы кабель, соединяющий УЗИП класса II с УЗИП класса I, был длиной не менее 15 м, а УЗИП класса III с УЗИП класса II — не менее 5 м.
Каждая модель УЗИП рассчитана на строго определенные режимы нейтрали. Применение УЗИП в системе электроснабжения с режимом нейтрали, отличающимся от приведенного в технических данных, не допускается.
Комбинированные УЗИП
При электроснабжении коттеджа по воздушной линии электропередач питание обычно заводится прямо на распределительный щиток. Тогда можно упростить конструкцию щитка, используя УЗИП, совмещающее в себе функции устройств I и II классов. Если загородный дом небольшой, то используют УЗИП, совмещающие функции всех трех классов.
УЗИП класса 1+2+3 Leutron LE-381-214
По маркетинговым причинам, чтобы показать отличие таких УЗИП от обычных, их класс нередко указывается не римскими, а арабскими цифрами: «1+2» или «1+2+3».
Возможные опасности и способы их предотвращения
Через УЗИП в короткий промежуток времени протекает большой ток. При неправильном подключении УЗИП возможен выход его из строя. А в ряде случаев — возгорание и даже взрыв УЗИП. Также указанные явления могут иметь место, если в УЗИП есть дефекты конструкции.
Другой распространенной ошибкой является неправильная оценка уровня импульсных перенапряжений, в результате чего УЗИП класса I на вводе в здание вообще не устанавливают. Тогда на вход УЗИП II класса могут поступать импульсные перенапряжения, способные вызвать его перегрев.
Трехфазное комбинированное УЗИП класса 1+2+3 Leutron LE-373-960 заменяет сразу несколько устройств
Наконец, при выборе конкретных моделей УЗИП следует четко понимать, что ток порядка десятков кА может иметь разрушительное действие. Поэтому устройство, через которое он будет протекать, должно быть выполнено качественно. Среди специалистов высоко ценятся УЗИП, производимые компаниями, специализирующимся в основном на данном виде продукции, например, немецкой компании Leutron. И однозначно следует избегать применения УЗИП неизвестного происхождения.
Смотрите также:
Быстрый выбор УЗИП
Методика расчёта токов нагрузки УЗИП
Вебинар «Ответы на вопросы об УЗИП», страница 1
УЗИП и его плавкая вставка
Молниезащита объектов в районах вечной мерзлоты
Молниезащита и заземление для базовых станций стандарта 5G
Анализ нормативного документа ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ"