Вебинар "УЗИП и его плавкая вставка. Как выбирать и разумно использовать?". Стенограмма

Тридцать пятый вебинар из серии "Заземление и молниезащита: вопросы и проблемы, возникающие при проектировании".

Данный вебинар далеко не первый в серии вебинаров профессора Эдуарда Мееровича Базеляна в отношении использования УЗИП. Тем не менее в Технический центр ZANDZ постоянно поступают вопросы, касающиеся выбора самого защитного устройства и вспомогательных средств, которые должны сработать в аварийных ситуациях. Часть этих вопросов уже не раз рассматривалась.

10 декабря 2019 года на вебинаре детально рассмотрены следующие вопросы:

Когда технико-экономически оправдано использование УЗИП.
Как оценить ток молнии, на который должен быть рассчитан УЗИП.
Как определить уровень напряжения, которое должно быть на выходе УЗИП.
Как подобрать плавкую вставку к УЗИП и что делать, если такой подбор невозможен.
Есть ли альтернатива плавкой вставке.
Когда приходится прибегать к последовательной установке нескольких УЗИП.

Все перечисленные вопросы проанализированы так, чтобы проектировщик располагал конкретным алгоритмом для своих расчетов и, по возможности, достаточно простыми расчетными формулами.

Ниже представлена структурированная стенограмма вебинара Э. М. Базеляна «УЗИП и его плавкая вставка. Как выбирать и разумно использовать?». Стенограмма разделена на тематические блоки, соответствующие логике выступления автора.

Стенограмма вебинара

1. Вступление: Сложность проблемы и «кризис понимания»

[Начало доклада] Эдуард Мирович начинает с признания того, что тема выбора УЗИП оказалась значительно сложнее, чем кажется на первый взгляд.

«Когда я начал готовиться к этому семинару, я считал, что я понимаю всё. Через пару часов я начал маленько сомневаться. Через пару дней я понимал, что я уже не понимаю, как выбирать плавкие вставки. А когда я обратился к представителям продажников... я выяснил, что они тоже ничего не понимают».

2. Философия защиты: УЗИП как «сильнодействующее лекарство»

Автор подчеркивает, что избыточное количество УЗИП — это не благо, а угроза надежности системы.

УЗИП — крайняя мера: Это средство, которое нужно применять только тогда, когда традиционные методы (внешняя молниезащита, экранирование, трассировка) неэффективны или слишком дороги.
Проблема надежности:
«Если у вас их число очень большое, то надежность функционирования объектов в грозовой обстановке будет определяться... надежностью тех УЗИП, которые вы в него запихали. Допускать этого ни в коем случае нельзя».

3. Пересмотр нормативов: Стоит ли ориентироваться на 100 кА?

Эдуард Мирович Базелян ставит под сомнение необходимость выбора УЗИП по максимальным параметрам (100 кА) для обычных объектов.

Статистика: Ток в 100 кА встречается всего в 5% случаев.
Вероятность: Для обычного дома удар молнии в 100 кА может произойти примерно раз в тысячу лет.
Экономический расчет:
«Стоит ли выбирать УЗИП на такой колоссальный ток?.. Если этот УЗИП стоит в индивидуальном доме... то не случится только одно: что этот УЗИП нужно будет вышвырнуть, а другой вместо него поставить. Стоит ли выбирать УЗИП на такой колоссальный ток?».
Для частных домов автор предлагает ориентироваться на ток 30 кА, что потребует замены устройства раз в 200 лет, но обойдется значительно дешевле.

4. Снижение нагрузки на УЗИП методами внешней молниезащиты

Основной тезис: грамотная внешняя защита позволяет отказаться от сотен лишних УЗИП.

Многократные молниеотводы: Использование нескольких низких молниеотводов вместо одного высокого.
«В четыре раза уменьшается высота молниеотвода и в 16 раз (в квадрате высоты) уменьшается опасность электромагнитных воздействий».
Нейтрализация высотных объектов: Применение систем типа «DAtouWo» для «ослепления» молнии на высоких антеннах.
Густые токоотводы: Использование арматуры стен и стеклопакетов.
«Если вы разбросаете ток молнии по этим стеклопакетам... вполне может получиться так, что после этого никакие УЗИП вам вовсе не потребуются».
Экранирование: Металлические экраны снижают наводки минимум в 10 раз.

5. Миф о заземлении

Автор развеивает заблуждение о том, что низкое сопротивление заземления заменяет УЗИП.

Недостаточность 1 Ома: Даже при сопротивлении в 1 Ом ток самой слабой молнии создаст напряжение в 3 кВ, что выше прочности сети 220 В (2,5 кВ).
Импульсный режим: Реальное сопротивление в момент удара выше из-за скин-эффекта и индуктивности шин.
«Надеяться на то, что вы ослабите до безопасного уровня наводку за счет снижения сопротивления заземления... практически невозможно».

6. Распределение токов и выбор параметров УЗИП

Для выбора устройства необходимо понимать, как ток распределяется по коммуникациям.

Законы распределения: В первый момент ток делится обратно пропорционально индуктивности ветвей, а в установившемся режиме — обратно пропорционально их сопротивлениям.
Деление тока: Если линия трехфазная, ток молнии делится на количество проводов (например, на 4), что существенно снижает нагрузку на каждое отдельное устройство.

7. Главная дилемма: Плавкая вставка против Автомата

Центральная техническая проблема вебинара — выбор защитного элемента для самого УЗИП.

Почему нельзя автомат: Индуктивность катушки автомата создает огромное падение напряжения, которое может сжечь оборудование до срабатывания защиты.
Коварство плавкой вставки: Она обладает малой индуктивностью, но может перегореть слишком быстро.
«Плавкая вставка может сгореть раньше, чем прекратится вспышка молнии, и у меня моя электронная техника в доме окажется незащищенной».
Рекомендация для частных лиц: Для обычного дома автор предлагает схему без отдельного предохранителя для УЗИП. В случае повреждения устройства сработает вводной автомат здания.
«Мне не так трудно раз в 100 лет... заменить сгоревший УЗИП, но, по крайней мере, этот сгоревший УЗИП защитит меня от молнии со всеми ее компонентами».

8. Ответы на вопросы и финал

Заземление: Сопротивление выбирается по ПУЭ (электробезопасность), а не по требованиям УЗИП.
Индуктивность линии: Грубо принимается как 1 мкГн на метр длины.
Экранирование сеткой: Для частного дома практически бесполезно из-за наличия окон, через которые проникает магнитное поле.