УЗИП — защита от импульсных перенапряжений для частного дома.

Назначение УЗИП

Чтобы обезопасить электрическую линию, электрическое оборудование и электрические приборы от резких скачков напряжения и опасных электрических токовых импульсов применяют устройства защиты от импульсных перенапряжений (сокращённо УЗИП).

В состав УЗИП входит как минимум один нелинейный элемент. Если их несколько, то внутреннее подключение УЗИП может выполняться между разными фазами, между фазой и заземлением (землёй), а также между нулём и фазой, между нулём и заземлением. Кроме того, подключение нелинейных элементов выполняется и в виде определённой комбинации.

По количеству вводов УЗИП бывают одновводные и двухвводные. Подключение первого вида выполняется параллельно защищаемой электрической цепи. УЗИП второго вида имеют два комплекта выводов – вводные и выводные.

По типу нелинейного элемента делятся на:

● УЗИП коммутирующего типа;

● УЗИП ограничивающего типа;

● УЗИП комбинированного типа.

1. УЗИП коммутирующего типа в нормальном рабочем режиме обладает достаточно высоким значением сопротивления. Но в случае резкого скачка напряжения сопротивление УЗИП резко изменяется до очень низкого значения. УЗИП коммутирующего типа основаны на «разрядниках».
2. УЗИП ограничивающего типа также изначально имеет сопротивление большой величины, но по мере увеличения напряжения в сети и увеличения волны электрического тока, сопротивление постепенно снижается. УЗИП данного типа нередко называют «ограничителями».
3. Комбинированные УЗИП конструктивно состоят из элементов с функцией коммутации и элементов с функцией ограничения, соответственно они способны коммутировать напряжение, ограничивать повышение напряжения, а также способны выполнять эти две функции одновременно.

Защита от перенапряжения: обзор доступных вариантов и эффективных устройств (90 фото)

Современные бытовые приборы оснащены крайне чувствительной электроникой, поэтому перепады напряжения могут легко вывести их из строя. Полностью устранить перепады невозможно, защиту от перенапряжений сети обеспечивают специальные устройства, выбор которых огромен.

Необходимо разобраться с причинами появления перепадов напряжения, последствиями сбоев, уяснить принцип работы защитных устройств.

Природа перепадов напряжения

Перепады представляют собой непродолжительные изменения амплитуды напряжения, которое затем восстанавливается до значений, близких к изначальному. Продолжительность такого изменения составляет доли секунды, однако его достаточно, чтобы произошел сбой в работе.

Выделяют следующие причины возникновения перепадов:

• Грозовые разряды, дающие высокое перенапряжение, могут стать причиной пожара. Многоэтажные дома в плане защиты от подобных явлений защищены благодаря поставщикам электроэнергии. В частном доме систему защиты необходимо будет продумать самостоятельно, выполнив все работы своими руками или вызвав специалистов.
• Скачки, вызванные коммутационными процессами при запуске/отключении потребителей с большой мощностью.
• Электростатическая индукция.
• Подключение мощного оборудования определенного типа (сварочный аппарат, электродвигатель коллекторного типа).

Существуют явления долгосрочного повышения или понижения напряжения. Первое возникает при аварии, когда по какой-либо причине обрывается нулевой провод, повышая напряжение до 380 В. При такой аварии ни один прибор справиться со сбоем не сумеет, придется ждать завершения восстановительных работ.

Долгосрочное понижение характерно для сельской местности или на дачных участках. Объясняется это явление маломощным трансформатором, установленным на подстанции.

В чем заключается опасность перепадов?

Существующие нормы говорят о возможных отклонениях в большую и меньшую стороны на 10% от номинального напряжения. Однако скачки могут дать более существенные расхождения.

Блоки питания, которыми оснащена некоторая бытовая техника, перегружаются, что может вывести их из строя или значительно сократить срок службы. Существует и вероятность возникновения пожара. Поэтому установка устройства для защиты от перенапряжения будет разумным шагом.

Когда напряжение понижается, это также сулит неприятности. Чувствительными являются холодильные компрессоры, блоки питания импульсного типа.

Защитные устройства

Можно выделить несколько разновидностей устройств защиты. Отличаются они выполнением разных функций и разной стоимостью.

Сетевой фильтр является самым простым и недорогим средством защиты бытовой техники с небольшой мощностью. Он превосходно справляется с бросками, достигающими 450 В.

Основным элементом защиты сетевика является варистор – полупроводник, способный менять сопротивление в зависимости от возникающего напряжения. Именно этот элемент фильтра возьмет на себя удар при серьезном скачке.

Кроме того, фильтр способен защитить технику от помех высокой частоты. Помимо указанных защитных узлов фильтр оснащен плавким предохранителем, который сработает при коротком замыкании.

В качестве защиты электросети на разных ее уровнях – от перехода с воздушной линии на кабельную до конкретных приборов внутри дома – используют модульные ограничители перенапряжения. Являясь по сути разрядником для защиты от перенапряжений, ограничитель в качестве главного рабочего органа имеет все тот же варистор.

Когда значения напряжения выходят за допустимые пределы срабатывает варистор; модуль, в котором он расположен, можно заменить после выхода его из строя.

Стабилизатор способен выровнять скачущее напряжение в соответствии с номинальным. Если установить рамки, к примеру, в диапазоне от 200 до 250 В, то качественное устройство будет выдавать необходимые 220 В до тех пор, пока напряжение не выйдет за пределы указанного диапазона. Прибор отключит подачу питания до тех пор, пока напряжение не вернется в заданные границы.

Для сельской местности монтаж стабилизатора иногда является единственным средством повышения напряжения до необходимых значений. Стабилизаторы бывают двух видов:

• линейные – к ним можно подключить несколько бытовых приборов;
• магистральные – монтируются на входе электрической сети в дом или квартиру.

Как выбрать УЗИП

При покупке устройства конечный потребитель должен для начала определить, что надо защищать, и в каком месте находится защищаемое здание. Выбор УЗИП для частного дома обычно опирается на защиту бытовых устройств – компьютеров, сигнализации, музыкальных центров и прочей техники.

Современными ГОСТами определено четыре степени риска, помогающие потребителю выбрать УЗИП как для дома, так и для находящейся в нём аппаратуры. Риск определяется исходя из положения дома:

• Первая, самая низкая степень риска – это город или пригород. Обычно власти на местах ставят необходимые защитные устройства, поэтому конечный потребитель может не заботиться об УЗИП первого и второго классов.
• Вторая степень риска – открытая местность. Имеется в виду отсутствие всего, что может притянуть удар молнии. Здесь уже стоит озаботиться аппаратом защиты второго класса.
• Третья степень риска возникает при близости здания к опорам ЛЭП, лесам, озёрам и горам. По ГОСТу такие объекты должны оснащаться трёхступенчатой защитой в обязательном порядке.
• Четвёртая, самая высокая, степень риска требует согласования с инженерами, которые к трёхступенчатой защите могут поставить дополнительные устройства. Эта степень опасности присваивается зданиям, находящимся в пятидесяти и меньше метрах от громоотводов.

Четыре степени риска по ГОСТам объединяются в два типа:

• Первый тип, объединяющий третью и четвёртую степень риска, требует установки разрядников с высокой ёмкостью на пару с громоотводом.
• Второй тип рекомендует устанавливать разрядник по каскадному типу, после разрядников первого типа, либо отдельно.

Предпочтение в выборе устройств защиты рекомендуется отдавать какому-то одному из множества производителей. И дело тут не в коммерческой составляющей, а в возможной разнице характеристик, иногда играющей решающую роль.

Для чего предназначены внутренние устройства молниезащиты и как они работают при разрядах

Стихийное возникновение молнии происходит внезапно, создавая огромные разрушения.

Защитить дом от него позволяет внешняя молниезащита, состоящая из молниеприемника, распложенного над крышей, а также молниеотвода и контура заземления.

Ток разряда, проникающий кратковременным импульсом по подготовленной цепи, имеет очень большую величину. Он наводит в близкорасположенной проводке здания и токопроводящих частях перенапряжения, способные сжечь изоляцию, повредить бытовые приборы.

Предотвратить опасные последствия грозового разряда предназначены внутренние устройства молниезащиты, представляющие собой комплекс технических устройств и приборов на основе модулей УЗИП с подключением их к системе заземления.

Они надежно работают не только при непосредственном ударе молнии по дому, но и гасят разряды, попадающие в:

1. питающую ЛЭП;
2. близлежащие деревья и строения;
3. почву, расположенную рядом со зданием.

Если с ударом по ЛЭП обычно вопросов не возникает, то в последних двух случаях перенапряжение способно импульсом проникнуть в домашнюю проводку по контуру земли, трубам водопровода, канализации, другим металлическим магистралям, как показано на самой первой картинке

Работа внутренней молниезащиты происходит за счет подключения проникшего высоковольтного импульса на специально подобранный разрядник или электронный элемент — варистор.

Он включается на разность двух потенциалов и для обычного напряжения обладает очень большим сопротивлением, когда токи через него ограничиваются, не превышают нескольких миллиампер.

При попадании на схему варистора аварийный импульс открывает полупроводниковый переход, замыкая его накоротко. Через него начинает стекать опасный потенциал на защитное заземление.

После варистора опасное напряжение значительно ограничивается. На базе этих электронных компонентов созданы современные модули защиты — УЗИП.

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 бесперебойность или на безопасность, нужно определить приоритеты. В первом случае может временно отключиться молниезащиты для того, чтобы не допустить перебоя в снабжении потребителей. Во втором же случае недопустимо отключение молниезащиты, даже на несколько секунд, но возможно полное отключение снабжения.

Схема подключения в однофазной сети системы заземления TN-S

При использовании однофазной сети TN-S к УЗИП нужно подключить фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводник. Фаза и ноль сначала подключаются к соответствующим клеммам, а затем шлейфом к линии оборудования. К защитному проводнику подключается заземляющий проводник. УЗИП устанавливается сразу после вводного автомата. Для облегчения процесса подключения все контакты на устройстве обозначены, поэтому сложностей не должно возникнуть.

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

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-S

Отличительной особенностью трехфазной сети TN-S от однофазной является то, что от источника питания исходит пять проводников, три фазы, рабочий нулевой и защитный нулевой проводники. К клеммам подключается три фазы и нулевой провод. Пятый защитный проводник подключается к корпусу электроприбора и земле, то есть служит некой перемычкой.

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-C

В системе подключения заземления TN-C рабочий и защитный проводник объединены в один провод (PEN), это и является главным отличием от заземления TN-S.

Как подобрать стабилизатор напряжения для частного дома или квартиры?

Система TN-C является более простой и уже довольно устаревшей, и распространена в устаревшем жилом фонде. По современным нормам применяется система заземления TN-C-S, в которой находятся по отдельности нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Переход на более новую систему необходим для того, чтобы избежать поражения электрическим током обслуживающего персонала, и ситуаций с возникновений пожара. Ну и конечно же в системе TN-C-S лучше защита от резких импульсных перенапряжений.

Во всех трех вариантах подключения при перенапряжении ток направляется на землю через кабель заземления или же через общий защитный провод, что не дает импульсу навредить всей линии и оборудованию.

Классы УЗИП

Существует всего три класса устройств по степени защиты:

• Устройство I класса (категория перенапряжения IV) — защищает систему от прямых ударов молнии, и устанавливается в главном распределительном щите или в вводно-распределительном устройстве (ВРУ). Обязательно нужно использовать данное устройство, если здание находится на открытой местности и окружено множеством высоких деревьев, что увеличивает риск грозового воздействия.
• Устройство II класса (категория перенапряжения III) — используется как дополнение к устройству I класса для защиты сети от коммутационного воздействия, т.е. от внутреннего перенапряжения сети. Устанавливается в распределительном щите.
• Устройство III класса (категория перенапряжения II) — применяется для защиты от остаточных атмосферных и коммутационных перенапряжений, а также для устранения высокочастотных помех прошедших через устройство II класса. Проводится монтаж как в обычные розетки или разветвительные коробки, так и в сами электроприборы, которые необходимо обезопасить.

Классификация по степени разряда тока:

• Класс В — разрядки воздушные или же газовые с током разряда от 45 до 60 кА. Устанавливаются на вводе в здание в главном щите или в вводно-распределительном устройстве.
• Класс С — варисторные модули с токами разряда порядка 40 кА. Устанавливаются в дополнительных щитах.
• Классы С и D применяются в тандеме в случае, если необходим подземный кабельный ввод.

Ошибки при подключении

1. Установка УЗИП в электрощитовую с плохим контуром заземления.

При допущении подобной ошибки можно лишиться не только всех электроприборов, но и самой щитовой при первом попадании молнии, так как от защиты с плохим контуром заземления не будет никакого толку, и соответственно никакой защиты.

2. Неправильно выбранное УЗИП, которое не подходит под используемую систему заземления.

Перед покупкой устройства обязательно узнайте какая система заземления используется в вашем доме, а при покупке тщательно ознакомьтесь с его техдокументацией во избежание ошибок.

3. Использование УЗИП не того класса.

4. Установка УЗИП только одного класса.

Часто бывает недостаточно установки УЗИП одного класса для надежной защиты.

5. Перепутан класс устройства и место его назначения.

Бывает и такое, что приборы класса B ставятся в распределительный щит квартиры, приборы класса С в ВРУ здания, а приборы класса D перед электронной аппаратурой.

УЗИП конечно вещь хорошая и нужная, но ее использование в электропитании дома не является обязательным. В случае подключения данного устройства стоит помнить, что оно подбирается индивидуально для каждой системы заземления. Именно по этой причине непосредственно перед покупкой рекомендуется воспользоваться услугами опытного электрика, дабы избежать неприятностей.

Метки: импульсный, нужный, ограничитель, перенапряжение

« Предыдущая запись

Как работает ограничитель импульсных перенапряжений?

По конструкции это обычный модульный блок, который ставится в электрический щиток. С одной стороны подключается фазный провод, а с другой заземление. Между контактами находится механизм, реагирующий на сверхток, и при его возникновении за доли секунды коммутирует контакты. После этого большая часть электричества пропускается в «землю», не доходя до потребителей.

В нормальном состоянии между контактами находится сильное сопротивление более 100 МОм, и как только появляется волна высокого напряжения, сопротивление резко падает. УЗИП срезает эту волну до безопасного порога. По принципу действия это напоминает варистор, меняющий сопротивление от перенапряжения, только в увеличенном масштабе.

Обычно защита ставится перед основной автоматикой в щитке, но после вводного автомата.

Это делается для того, чтобы не вышло из строя модульное оборудование с микросхемами (стабилизаторы, таймеры, реле). Притом в некоторых случаях приходится ставить сразу два или три разрядника разного класса.

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.

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

Линейка VC-115 отличается возможностью подключения без обкладки, ставится в щитах РР20.

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

Серия УЗИП от «Тесла-электрик» походит для резисторных трансформаторов. Подключение к оборудованию модулятора выполняется через демпфер. Фильтры устанавливаются преимущественно проходные. Модели обладают трем парами контактов, транзисторы применяются без пластин.

Показатель сопротивления — не более 55 Ом, усредненный параметр проводимости равен 3 мк.

УЗИП TESSLA D40 имеет три пары контактов и транзисторы без пластин