Узип что это такое в электрике: Что такое УЗИП

Содержание

Что такое УЗИП

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?

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.

По принципу действия УЗИП разделяются вентильные и искровые разрядники, нередко применяемые в сетях высокого напряжения, и ограничители перенапряжения с варисторами.

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.

Классы 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.


Оценка значимости защищаемого оборудования.

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

 


Оценка риска воздействия на объект.

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.


Выбор оборудования по МЭК 60364.

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.


Минимальное требуемое значение Uc для УЗИП в зависимости от системы заземления сети.

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.


Выбор защитной аппаратуры: чувствительное оборудование и оборудование здания.


Выбор защитной аппаратуры: бытовая техника и электроника.


Выбор защитной аппаратуры: производственное оборудование.


Выбор защитной аппаратуры: ответственное оборудование.

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. 

iQuick – УЗИПы, к которым не нужно подбирать аппараты защиты

УЗИП — это устройства защиты от импульсных напряжений. Они защищают электрические приборы и технику от опасного перенапряжения сети. 

Разновидности перенапряжений в сети:

  • Внешние перенапряжения, то есть, произошедшие в результате стороннего воздействия на энергосистему. В качестве таковых могут выступать природные и техногенные факторы. В качестве природного воздействия можно привести такое явление, как разряд молнии или магнитные бури. Пример техногенного фактора — короткое замыкание с проводом трамвайной или тролейбусной контактной сети или другим сторонним источником тока. 
  • Перенапряжения, вызванные внутренними процессами в энергосистеме. К таковым относятся аварии, коммутация, резкий сброс нагрузки. 

Важно, чтобы УЗИП ограничевал импульсное перенапряжение уровнем ниже, чем импульсная прочность изоляции оборудования. Однако, падение напряжения воздействует на защищаемое устройство и является суммой падения напряжения на УЗИП в момент срабатывания и индуцированных напряжений на всех участках кабеля между УЗИПом, защищаемым устройством, а также внешних устройств защиты по максимальному току. 

Таким образом, установка защитных автоматических выключателей или предохранителей неизбежно удлинняет кабель, которым УЗИП подключается к питающей сети, что приводит к необходимости выбора УЗИПа уровнем защиты выше, чем если бы он не был защищен. 

Выбор защитного автомата – это еще одна сложная задача.

Сам УЗИП не защищен от токов КЗ и перегрузки от которых защищают автоматические выключатели и дифф.автоматы.

В сети можно найти немало роликов, где устройство защиты от перенапряжений становится причиной пожаров, как раз из-за невозможности противостоять сверхтоку. Поэтому, для верного выбора аппарата защиты необходимо использовать специальные таблицы координации, а сами автоматические выключатели или предохранители правильно подключать.

Так же, некоторые специалисты, не устанавливают УЗИП, так как боятся, что не смогут подобрать аппарат защиты или неверно установят систему УЗИП + автоматический выключатель. 

В системе Acti9 все вышеперечисленные задачи решаются с помощью специальной системы УЗИПов новейшего поколения iQuick.

iQuick – это УЗИП + автоматический выключатель. Таким образом устройство обеспечивает защиту от импульсных перенапряжений, и устойчивость к токам перегрузки и КЗ, и представляет собой единое устройство.

 

То есть все вышеперечисленные трудности и опасения теперь решаются с помощью нового продукта, призванного сделать жизнь проектировщика, и электрика проще, а уровень, безопасности, выше. 

В линейке iQuick существует широкий ассортимент УЗИПов для реализации большого количества задач. 

Например, УЗИПы класса 2 устанавливаются в распределительных защитах для обеспечения защиты от косвенных перенапряжений.  

iQuick PRD 40r способны отвести разряд в 40кА и предназначены для объектов с высоким уровнем риска удара молнии или находящихся недалеко от возвышающихся конструкции. 

iQuick PRD 20r предназначены для защиты объектов со средним уровнем риска и могут отвести разряд в 20кА. 

Для вторичной защиты используются УЗИПы класса 2 или 3 — iQuick PRD8r или iQuick PF. 

Они обеспечивают вторичную защиту оборудования и размещаются в каскадных системах защиты с УЗИПами на вводе. Эти устройства защиты от импульсных перенапряжений должны устанавливаться как можно ближе к потребителям, которые должны иметь защиту, если они размещаются на расстоянии свыше 10 м от установленного УЗИПа на вводе. 

Всем известно, что УЗИП – это так называемая жертвенная защита, то есть при срабатывании, в зависимости от величины импульса, устройство может выйти из строя, то есть перестать обеспечивать защиту. Его потребуется сменить. 

Замена УЗИП в электроустановке – это не всегда просто и быстро. Для решения данной задачи необходимо использовать именно iQuick PRD, снабжены съемными картриджами. Шкала на картридже укажет о необходимости замены или об оставшемся ресурсе данного УЗИП. Причем, для замены картриджа нет необходимости использовать специальные инструменты и отсоединять кабель. Демонтаж и монтаж картриджа производится простым защелкиванием.

Что такое УЗИП в электрике и как его выбрать для частного дома?

Пожалуй, подавляющее большинство жителей мегаполисов в РФ могут подтвердить, что качество электроснабжения оставляет желать лучшего. И речь идёт далеко не об отключениях электроэнергии. Речь идёт о рисках импульсной нагрузки в электрических сетях. Резкие скачки напряжения крайне негативно влияют на любую электротехнику. Бытовая техника не является исключением. По этой причине, если Вы проживаете за городом, защита от вышеозначенного паразитного явления является приоритетом (наравне с защитой от КЗ). В случае с квартирой – ориентируйтесь на текущее качество электроснабжения.

УЗИП, цена которого напрямую зависит от класса устройства, способно защитить бытовую, промышленную электросеть. Необходимо лишь корректным образом осуществить выбор электрического аппарата и произвести его качественный монтаж. Статистика показывает, что обыватель не имеет ни малейшего представления о выборе УЗИП. Данная статья опишет основные его моменты.

Для чего в принципе необходимо использование УЗИП?

Чаще всего речь идёт о защите от молний. Действительно, молниеотводы эффективно борются с очевидной угрозой. Но разряд сверхвысокого напряжения во время прохождения через молниеотвод способен наводить паразитные токи в сети.

Технически УЗИП способны на:

  • ограничение переходных напряжений;
  • отвод импульсных токов;
  • снижение амплитуды перенапряжения до безопасного уровня.

Обыватель должен понимать, что качественная защита при помощи УЗИП выстраивается с помощью организации трёх уровней.

Для самостоятельного создания защитной системы настоятельно советуем ознакомиться с ГОСТом Р 51992-2002.

Перенапряжение в сетях до 1 кВ

Подобные сети как раз и относятся к бытовым. Трёхступенчатая защита справедлива и в этом случае. Каждая ступень будет ориентирована на конкретный фронт синуса и уровень импульсных токов.

УЗИП I класса выполняет прямую молниезащиту. II класс защитных устройств монтируется уже в распредщите, в самом доме. В задачу этого оборудования входит обеспечение технически безопасных параметров электрической сети для бытового потребления.

УЗИП III класса применяются лишь в отношении оборудования, которое считается особенно критичным к скачкам напряжения. Сюда можно отнести практически всю современную электронику, а также медицинское оборудование.

Смотрите также:

В видео профессионал размышляет о том, действительно ли следует устанавливать УЗИП в доме:


УЗИП iQuick – новые устройства в линейке Acti9

Устройства защиты от импульсных перенапряжений ограничивают опасную разницу потенциалов, которая может появиться в результате удара молнии или перенапряжений в сети. Это может привести к аварии устройства, не рассчитанного на данный уровень перенапряжений.

 

Важно, чтобы УЗИП ограничивал импульсное перенапряжение уровнем ниже, чем импульсная прочность изоляции оборудования. Однако падение напряжения воздействует на защищаемое устройство и является суммой падения напряжения на УЗИП в момент срабатывания и индуцированных напряжений на всех участках кабеля между УЗИП, защищаемым устройство и внешними устройствами защиты по максимальному току.

 

Таким образом, установка защитных автоматических выключателей или предохранителей неизбежно удлиняет кабель, которым УЗИП подключается к питающей сети, что приводит к необходимости выбора УЗИПа уровнем защиты выше, чем если бы он не был защищен.

 

Выбор самого защитного автомата – это еще одна сложная задача. Сам УЗИП не защищен от токов КЗ и перегрузки. В сети можно найти немало роликов, где устройство защиты от перенапряжений само становится причиной пожаров как раз из-за невозможности противостоять сверхтоку. Для верного выбора аппарата защиты необходимо использовать специальные таблицы координации, а сами автоматические выключатели или предохранители должны быть правильно подключены.

 

Некоторые электрики не устанавливают УЗИП, так как боятся, что не смогут подобрать аппарат защиты или неверно установят систему УЗИП + автоматический выключатель.

 

В системе Acti9 все вышеперечисленные задачи решаются с помощью специальной системы УЗИП новейшего поколения iQuick. В этих приборах в УЗИП уже встроены автоматические выключатели. Таким образом, iQuick – это УЗИП, скоординированный с автоматом, который обеспечивает как защиту от импульсных перенапряжений, так и устойчивость к токам перегрузки и КЗ. Это единое устройство, которое выбирается одним референсом. Новый продукт Schneider Electric призван сделать жизнь проектировщика, щитовика, электрика проще, а уровень установленного на объекте оборудования безопаснее.

 

В линейке iQuick существует широкий ассортимент УЗИПов для реализации большого количества задач. Например, УЗИП класса 2 устанавливаются в распределительных защитах для обеспечения защиты от косвенных перенапряжений. iQuick PRD 40r способен отвести разряд в 40кА и предназначен для объектов с высоким уровнем риска удара молнии или находящихся недалеко от возвышающихся конструкции. iQuick PRD 20r предназначены для защиты объектов со средним уровнем риска и могут отвести разряд в 20кА.

 

Для вторичной защиты используются УЗИП класса 2 или 3 — iQuick PRD8r или iQuick PF. Они обеспечивают вторичную защиту оборудования и размещаются в каскадных системах защиты с УЗИП на вводе. Эти устройства защиты от импульсных перенапряжений должны устанавливаться как можно ближе к потребителям, которые должны иметь защиту, если они размещаются на расстоянии свыше 10 м от установленного УЗИП на вводе.

 

Всем известно, что УЗИП – это так называемая жертвенная защита, то есть при срабатывании устройство может выйти из строя, перестать обеспечивать защиту. Его потребуется сменить. Замена УЗИП в электроустановке – это не всегда просто и быстро. Для решения данной задачи приборы iQuick PRD снабжены съемными картриджами. Шкала на картридже укажет на необходимость замены устройства. Для замены картриджа нет требуется использовать специальные инструменты и отсоединять кабель: демонтаж и монтаж производится простым защелкиванием.

 

Новинки Schneider Electric скоро появятся в продаже – следите за обновлениями каталога!


УЗИП, разрядник, устройство защиты от импульсных перенапряжений для дома

УЗИП предназначен для защиты от импульсных перенапряжений возникающих при кратковременных скачках напряжения, длительностью доли миллисекунды, но значение этих скачков может быть равно и 1000 вольт  и 10000 вольт. Изоляция кабелей и проводов  электропроводки в домах или квартирах рассчитана на кратковременные скачки напряжения равные, примерно, 1500 вольт. Если величина напряжения при кратковременном скачке больше расчетной, то возникает пробой изоляции, а пробой изоляции — это искра — одна из самых распространенных  причин пожара.

Принцип работы разрядника основан на отводе в землю токов, вызванных перенапряжениями.

Схема подключения:

Скачать схему подключения разрядника перенапряжений для дома.

Существует несколько ступеней (уровней) защиты от импульсных перенапряжений. Первый и самый распространенный уровень защиты от импульсных скачков напряжений  возникающих из-за ударов молнии. В этом случае модуль УЗИП устанавливают в ВРЩ (вводно-распределительном щите) в самом начале схемы, перед счетчиком. Это защита от пожара, который может  возникнуть  от искры при пробое изоляции кабелей электропроводки, а  пробой изоляции это следствие импульсных перенапряжений.  Любой дом который подключен к воздушным электрическим линиям должен иметь защиту от импульсных перенапряжений. Это обязательное требование при сдаче отдельно стоящего  строения  и оформлении документов. Первый уровень может защитить дом от пожара, но не защитит бытовую технику и электронику, так как не способен снизить импульсное напряжение до уровня безопасного для электроники. Импульсные скачки напряжения возникают не только от ударов молнии, но и по другим причинам. Следующая по значимости причина — это отключение очень мощных потребителей. Ситуации могут быть разные — например отключили соседнюю большую группу домов или рядом промзона с цехами и отключили цех. Скачки напряжения возникают и по менее значимым причинам — при работе сварочным аппаратом, при включении оборудования с электродвигателем и по ряду других причин.

Для защиты бытовой техники и электроники существует следующий, второй уровень защиты. В этом случае модули УЗИП устанавливают в этажных щитках, на выбранные группы, например кухонная розеточная группа или на группу розеток для компьютера.

Следующая, третья ступень защиты служит для защиты очень дорогой электроники и устанавливается либо модуль УЗИП в щитке для отдельной розетки, либо непосредственно около прибора в блоке розеток, либо как наружный сетевой фильтр с защитой от перенапряжений.

Устройство рассчитано на 5 — 15 срабатываний как разрядник, затем необходима замена варисторного модуля.

Монтируется на DIN-рейку в любом щитке. УЗИП — оборудование дорогое, но по сравнению с возможным ущербом, например  от пожара возникшего из-за импульсных перенапряжений  —  расходы оправданные.

Похожие статьи

  1. Трёхфазный ограничитель мощности ОМ-310.
  2. ОМ-110: ограничитель мощности однофазный.
  3. Стабилизатор напряжения для дома.
  4. УЗО ‒ устройство защитного отключения.
  5. Дифференциальный автомат.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Одним из факторов, приводящих к повреждениям электрооборудования, являются атмосферные перенапряжения, связанные с ударами молний. Действия атмосферного электричества разделяются на:

  • прямые удары молний электрооборудование;
  • удары молний рядом с электрооборудованием, воздействующие на него при помощи мощного электромагнитного импульса;
  • удары молний вдали от потребителей, электромагнитная волна от которых воспринимается полупроводниковыми устройствами телемеханики и связи и создает помехи для их работы.

Воздействия атмосферных перенапряжений характерны небольшой длительностью импульса – порядка десятков миллисекунд. Но на это время напряжение в сети многократно повышается. Это приводит к пробоям изоляции и повреждениям как линий связи, так и питающихся от них потребителей.

Для защиты от перенапряжений, создаваемых грозовыми разрядами, используют устройства, ограничивающие амплитудное значение напряжения до уровня, безопасного для изоляции электрооборудования.

Искровые и вентильные разрядники, ОПН

Первыми устройствами, примененными для ограничения величин перенапряжений в сети, были искровые разрядники. Действие их основано на пробое воздушного промежутка фиксированной длины при определенном напряжении.

Разрядник подключается между защищаемыми фазами и контуром молниезащиты. Для каждой из фаз устанавливается персональный элемент. Он может выполняться открытым и состоять из расположенных торцами напротив друг друга металлических прутков. А может состоять из электродов, заключенных в изолирующую оболочку.

В момент возникновения грозового перенапряжения искровой промежуток разрядника пробивается, и мощность импульса уходит в землю через контур молниезащиты. За счет этого уровень напряжения ограничивается. По окончании импульса дуга гаснет, и разрядник снова готов к работе. В нормальном режиме он не потребляет тока и не оказывает влияния на режим работы электроустановки.

Вторым устройством, защищающим изоляцию от перенапряжений, были вентильные разрядники. Они состоят из двух элементов, соединенных последовательно: многократного искрового промежутка и гасящего резистора. При перенапряжении искровые промежутки пробиваются, через них и резистор протекает ток. В результате снижается напряжение в сети. Как только возмущающее воздействие снимается, дуга в искровых промежутках гаснет, и разрядник приходит в исходное положение.

Вентильные разрядники

Вентильные разрядники герметичны и работают бесшумно, в отличие от искровых, выделяющих в атмосферу продукты горения дуги.

Вентильные и искровые разрядники применяются только в электроустановках высокого напряжения.

Предыдущие защитные устройства заменяются ограничителями перенапряжений (ОПН).

Внутри ОПН находится варистор: резистор с нелинейной зависимостью сопротивления от приложенного к нему напряжения. При превышении порогового значения напряжения ток через варистор резко возрастает, предотвращая дальнейшее его повышение. При прекращении грозового или коммутационного импульса ОПН переходит в исходное состояние.

Ограничители перенапряжений

По сравнению с предыдущими устройствами ОПН надежнее и меньших габаритов. Их характеристики подбираются более точно, что позволило выработать гибкую стратегию их эффективного применения.

Внешний вид УЗИП

Модульные ОПН для сетей низкого напряжения получили название устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Технические характеристики УЗИП

К ним относятся:

Форма волны импульсного перенапряжения стандартизирована для случаев:

  • прямое попадание молнии – 10/350 мкс;
  • воздействие непрямого действия молнии – 8/20 мкс.
Форма импульса 8/20 мксФорма импульса 10/350 мкс

По назначению УЗИП по стандарту МЭК разделяются на типы 1-3, по ГОСТ Р 51992-2002 они разделяются на классы испытаний (I – III). Соответствие и назначение этих характеристик указано в таблице.

Типы по IEC 61643Классы по ГОСТ Р 51992-2002НазначениеМесто установки
1IДля ограничения перенапряжений от прямых ударов молнийНа вводе в здание, в главном распределительном щите
2IIДля ограничения перенапряжений от далеких ударов молний и коммутационных перенапряженийНа вводах, где не существует опасности прямых ударов
1+2I+IIОбъединяются характеристики типов УЗИП 1 и 2Как для типов 1 или 2
3IIIДля защиты чувствительных потребителей. Имеют самый низкий уровень защитного напряженияДля непосредственной установки у потребителей

По конструктивному исполнению УЗИП выпускаются с разным числом полюсов: от одного до четырех.

Выбор УЗИП

Для начала нужно определить степень воздействия молний или коммутационных перенапряжений на защищаемый объект. Для этого используются данные об интенсивности грозовых разрядов в месте установки, учитывается наличие устройств молниезащиты, линий электропередачи и их протяженность. Если ввод в дом выполнен кабельной линией, то она более защищена от прямых ударов молний, чем воздушная.

Электроустановка здания разделяется на зоны, защищаемые УЗИП соответствующих классов. Задача такого разделения: ступенчато снизить уровень перенапряжения так, чтобы более мощные устройства гасили основную волну перенапряжения, а по мере ее продвижения по распределительной сети устройства низшего класса дополнительно снижали ее воздействие, обеспечивая минимум в точке подключения потребителей.

Одновременно с этим безопасность электрооборудования обеспечивается выбором класса изоляции, соответствующего зоне защиты.

Распределение УЗИП по зонам защиты

На вводе в здание устанавливаются УЗИП типов 1 или 1+2. Они выдерживают импульс от прямого удара молнии, снижая его до величины, допустимой для электрооборудования с классом изоляции IV (до 6 кВ). Точка установки УЗИП – во вводном щитке, ВРУ (вводном распределительном устройстве) или ГРЩ (главном распределительном щитке).

Класс изоляции электрооборудования, расположенного в этих распределительных устройствах после УЗИП, должен быть не хуже III (до 4 кВ).

Следующий рубеж защиты – распределительные щитки, подключенные к ВРУ или ГРЩ в глубине здания. На их входе устанавливаются УЗИП типа II, снижающие уровень перенапряжения до величины, приемлемой для электрооборудования с классом изоляции II (2. 5 кВ). Так защищаются потребители, включающиеся непосредственно в розетки питания и устройства освещения.

При необходимости защиты электрооборудования, наиболее чувствительного к помехам (компьютерная техника, устройства связи), применяются УЗИП типа 3, устанавливающиеся в непосредственной близости от защищаемого объекта.

Требования к подключению УЗИП

При трехфазном питании и системе заземления TN-C к УЗИП подключаются все три фазы напряжения. В случае с системами TN-C-S или TN-S – к трем фазам добавляется нулевой рабочий проводник. Вывод «РЕ» соединяется с главной заземляющей шиной ВРУ или шиной РЕ распределительного щитка. Главная заземляющая шина соединяется с контуром заземления здания.

Пример подключения УЗИП

УЗИП защищается либо автоматическим выключателем ввода в здание (или вводным выключателем щитка), или персонально установленными предохранителями.

Оцените качество статьи:

Защита от гнева богов.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений / Хабр

Продолжаем тему электроликбеза про устройства защиты, и этот пост — знакомство с устройствами защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Это устройства для вашего электрощита, призванные бороться с кратковременными всплесками напряжения, например из-за грозы. Текст рассчитан для нетехнарей, так что добро пожаловать) Видеоверсия в конце.


Начнем с того, что знают сегодня даже дети — молния представляет собой разряд электричества, иногда ударяет в рукотворные объекты и способна испортить технику. Хоть это предложение и звучит по детски, но человечеству понадобились века, для понимания таких простых и очевидных сегодня вещей. Знание о природе и характеристиках разряда не далось человечеству без жертв, помянем Георга Вильгельма Рихмана.

Первыми регулярный ущерб, от удара молниями, стали испытывать связисты — телеграфные линии, растянутые по полям на столбах, регулярно приносили к дорогому и нежному оборудованию станций кратковременные всплески высокого напряжения. Причем не только от ударов молнии в сами провода, но даже от ударов молний неподалеку от линий! И уже тогда пришлось изобретать способы защиты оборудования  от этих всплесков.  Когда, спустя десятилетия свои провода стали растягивать на столбах уже энергетики, для только появившегося электрического освещения, некоторые наработки телеграфистов пригодились.

Статистика ударов молний, ломавших телеграф в Бельгии по месяцам и времени суток. Вырезка из журнала Electrical Review за 1885 год.

Стоит сказать, что для современной техники молния уже не является чем то запредельно мощным и умопомрачительным. Если взять все эти миллионы вольт и сотни тысяч ампер, умножить на время — мы получим энергию разряда, а это всего порядка 1 ГДж энергии. Если перевести в привычные кВт*ч, то это всего 277 кВт*ч, можно даже посчитать стоимость одного разряда молнии.  Проблема лишь в том, что это количество энергии выделяется за доли секунды, что порождает проблемы, с которыми и борются разными техническими приемами.

Что происходит при ударе молнии в линию электропередач? Энергия молнии растекается по проводникам в поисках пути ухода в землю. Это вызывает рост напряжения до огромных величин, из-за чего изоляция не выдерживает, и ее пробивает.  В тех местах, где протекал разряд, повреждения оставляет как нагрев, так и электромагнитные силы. И про электромагнитные силы хочу отметить особо: из-за очень большой скорости нарастания тока при ударе молнии, даже разряд в непосредственной близости, наводит токи в окружающих проводниках. Поэтому даже, если молния ударила в молниеотвод на крыше и ушла по металлоконструкциям в землю, на проводах внутри здания могут появиться всплески напряжения опасной величины. Поэтому защита строится не только от прямых попаданий молнией, но и от различных наведенных ею явлений.

Вопрос защиты от атмосферного электричества и от импульсных перенапряжений достаточно обширен, поэтому пост  рассчитан дать лишь крайне поверхностное представление и не претендует на полноту. Для более полного и глубокого изучения темы в конце есть ссылки на дополнительные материалы. Если сформулировать кратко физический смысл устройств защиты — их задача сбросить в заземление всю энергию, наведенную в линиях  молнией, не допуская чрезмерного роста напряжения.  Эти устройства назвали УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений.

▍Акт первый. Приманиваем молнию и отправляем ее в землю.

Про громоотводы (они же молниеотводы, и они же молниеприёмники) наверняка слышали и видели все:

Молниеотвод на куполе деревянной церкви. Источник.

Это не обязательно торчащий в небо шпиль,  у линий электропередач он выполнен в виде грозозащитного троса, который выше всех и не имеет изоляторов:

Пара грозозащитных тросов над ЛЭП. Источник.

Принцип простой — это проводник, электрически соединенный с землей, и размещенный как можно выше. Если на данном участке создадутся условия для удара молнией, то наиболее вероятно (но не 100% гарантированно!) разряд произойдет именно в заземленный проводник, а не в окружающие объекты. Сечение проводника выбирается достаточным, чтобы провести разряд к заземлению без повреждений. Громоотвод выполняет собой роль «зонтика» принимая всю стихию на себя. Аналогия с зонтиком становится еще более явной, если посмотреть на формулы расчета радиуса защищаемой громоотводом площади — она тем больше, чем выше громоотвод. Стоит отметить, что существует несколько методик определения защищаемой молниеотводом области, и даже среди специалистов по молниезащиты нет единогласного мнения, какая методика точнее. Например фото из энциклопедии Британника показывает два подхода к расчету защищаемой области — конус по высоте молниеотвода и метод катящейся сферы.

Защищаемые молниеотводом области. Источник.

Громоотвод оказался чертовски важен для использования в деревянных домах. Если раньше удар молнии в крышу мог устроить пожар (энергия разряда на пути в землю частично превращалась в тепло, поджигавшее все вокруг), то перенаправление разряда по металлическому штырю в землю спасало от таких страшных последствий. И если присмотреться — то все современные здания и строения имеют на крыше громоотвод.  А особо важные объекты вообще могут иметь довольно сложные конструкции громоотводов. В тех местах, где надлежащее заземление сделать трудно (на скале, песках) молниезащита становится совсем нетривиальной задачей. Так выглядят громоотводы на газовой станции в Нигерии:

Разработчики решили, что молниеотводы такой формы работают лучше. Источник

Но, если бы способ работал без нареканий, то текст бы оборвался на этом месте. Он и обрывался, до появления чувствительной и нежной аппаратуры.

▍Акт второй. Минимолнии.

Не все высоко поднятые проводники могут быть заземлены, для успешного перенаправления энергии разряда в землю. Например антенны — она должна быть высоко и заземлять ее нельзя, иначе она перестанет принимать сигналы.  А можно ли сделать устройство, которое бы соединяло бы например антенну  с землей только в момент удара молнии, и при этом не оказывала влияния в остальное время?

Можно, и устройство это называется искровой разрядник. Вот пример разрядника для электрооборудования конца 19 века:

Идея защиты проста — между защищаемым проводником и заземлением в разряднике создается минимально допустимый зазор так, чтобы при нормальной работе напряжение не превышало напряжение пробоя зазора. Если в защищаемой линии по какой то причине напряжение возрастет (из-за удара молнии или из-за всплесков от работы электрооборудования) то в зазоре происходит электрический пробой — зажигается электрическая дуга, которая из-за ионизации газа неплохо проводит ток. Именно эта дуга обеспечивает временное электрическое соединение с землей, и гаснет, если напряжение понизилось ниже напряжения гашения дуги.

Но есть две проблемы. Первая — малопредсказуемое напряжение пробоя разрядника — изменение температуры, влажности воздуха — и напряжение изменилось. Немного коррозии — напряжение изменилось. Кривые ручки регулировщика — очень сильно изменилось. Второй недостаток — более фундаментальный — напряжение при котором происходит пробой, и напряжение, при котором дуга гаснет отличаются. Причем напряжение зажигания дуги еще зависит от скорости нарастания напряжения. График на картинке как раз показывает «горб» — пока разрядник не сработал напряжение успевает вырасти, затем зажигается дуга и напряжение падает. Пунктиром показан график напряжения  при защите варистором.

Картинка взята отсюда.

Если первый недостаток получилось побороть, заключив разрядник в герметичную колбу, заполненную заранее приготовленной смесью газов, то со вторым ничего поделать не получилось. Да, разными ухищрениями можно уменьшить разницу между напряжением пробоя и напряжением, когда дуга гаснет, но не радикально. Причем напряжение гашения должно быть ВЫШЕ напряжения источника питания (*с оговорками). Иначе может получиться неприятная ситуация, когда разряд молнии пробил разрядник и ушел в землю, но дуге погаснуть уже не даст генератор, питающий линию. И дуга в разряднике будет гореть пока кто-то из них не сломается. Вот пример разрядника РБ-5, отечественного производства из аппаратуры связи — колба герметична и заполнена инертным газом:

В принципе, до широкого распространения полупроводниковых приборов (где-то до середины 60х) защита в виде разрядников всех устраивала. При должном запасе прочности изоляции, кратковременный всплеск напряжения на пару кВ (пока не сработает разрядник) большинство аппаратуры могло вынести. Но потом в широкий обиход вошли полупроводниковые устройства, для которых даже небольшое кратковременное повышение напряжения означало смерть.

Разрядники применяются до сих пор и очень широко. Причем разрядники выпускаются огромным ассортиментом на все случаи жизни, от маленьких для защиты линий связи до огромных для зашиты линий электропередач. Вот например как выглядит разрядники в плате мини-АТС (цилиндрические с брендом производителя EPCOS), для защиты от импульсов высокого напряжения, которые могут оказаться в телефонной линии:

▍Акт третий. Полупроводники защищают полупроводники.

На замену разрядникам в деле защиты линий (причем не только линий электропередач, но и например линий связи, но пост в основном посвящен линиям электропередач напряжением 220-230В) пришли варисторы. Это особый тип резисторов, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения. Вот так выглядит их Вольт-амперная характеристика, которая показывает связь тока через прибор и приложенного напряжения:

Источник

То есть они ведут себя примерно как разрядники. Если напряжение ниже порогового — то их сопротивление велико, есть только мизерный ток утечки. Если напряжение превышает пороговое, то варистор довольно сильно меняет свое сопротивление, начиная хорошо проводить ток. Но, в отличии от разрядника, возвращается в исходное состояние с высоким сопротивлением, стоит лишь напряжению опуститься ниже порогового. В итоге напряжение на контактах варистора получается относительно стабильным, повышение напряжения он скомпенсирует увеличением тока через себя, что не даст напряжению расти.

Чисто технически, варистор представляет собой таблетку спеченной керамики из вещества, которое обладает свойством полупроводника, например  гранул оксида цинка в матрице из смеси оксидов металлов, поэтому его и называют MOV — Metal Oxide Varistor. Гранулы создают огромное количество pn переходов, проводящих ток в одном направлении. Но так как их образуется много и в случайном порядке, для выпрямления тока они бесполезны. Но свойство устраивать электрический пробой при превышении определенного напряжения (а электрический пробой pn перехода обратим), оказалось очень кстати. Регулируя толщину таблетки, можно добиться достаточно стабильного порогового напряжения при производстве. А увеличивая объем шайбы, можно увеличить максимальную энергию импульса, который способен поглотить варистор.

Варистор получился не идеальным, поэтому он не заменил, а лишь дополнил разрядники. За огромный плюс — отсутствие разницы между напряжением пробоя и напряжением восстановления, варисторам прощают токи утечки, ограниченный ресурс (после некоторого количества срабатываний может потерять характеристики), большой габарит при скромных допустимых энергиях разряда. Включенный в линию варистор будет гасить всплески напряжения примерно таким образом:

Так как варистор может со временем прийти в негодность, и например начать проводить ток, когда не требуется, устраивая короткое замыкание, необходимо предусматривать защиту от  короткого замыкания. Большие могучие варисторы на DIN рейку, для защиты силовых линий, часто содержат в себе встроенную защиту. Вот например так выглядит начинка варистора в щиток от IEK:


Видно саму таблетку варистора (синего цвета). К ней присоединены электроды и подпружиненный флажок опирается на электрод, припаянный легкоплавким припоем… Если варистор нагревается свыше разумного (не важно, от пришедшего импульса с молнии, или по причине деградации) то припой плавится, электрод отсоединяется, разрывая цепь, и пружина опускает флажок, показывает неисправность варистора. Если защиты не предусмотреть, неконтролируемый нагрев варистора может устроить пожарчик.

Варисторы небольших размеров можно встретить во множестве электронных устройств, для защиты от случайно пришедших по сети всплесков высокого напряжения. В большинстве удлинителей, именующих себя «сетевыми фильтрами» вся фильтрация сводится к наличию пары варисторов внутри. Вот на фото можно разглядеть варисторы (синего цвета) в разных удлинителях:

▍Акт четвертый.

Защита для самых нежных.

Этот раздел я включил полноты ради.

Помимо варисторов и разрядников есть еще устройства защиты — полупроводниковые супрессоры (TVS-transient voltage suppressor), они же TVS-диоды, они же полупроводниковые ограничители напряжения. Это специально спроектированные диоды, которые работают на обратной ветви вольт-амперной характеристики (да, той самой, где происходит обратимый электрический пробой у варисторов). Физически они выполняют ту же самую функцию, что и остальные устройства защиты — не проводят ток, если напряжение в норме и начинают проводить ток, если напряжение почему-то превысило допустимое значение, тем самым выполняя роль ограничителя.  На фото довольно крупный экземпляр, они бывают совсем миниатюрные:

Фото из каталога моей любимой Промэлектроники. TVS-диоды бывают как в выводных корпусах, так и в корпусах для поверхностного монтажа. Бывают сборки с несколькими TVS диодыми для защиты групп линий.

Полупроводниковые ограничители напряжения почти прекрасны всем, кроме одного — величина энергии импульса, который они способны ограничить, поглотив излишки, очень мала.   Создание на их базе защиты, способной хоть как то сравниться по характеристикам с разрядниками или варисторами будет слишком дорогой. Поэтому они нашли применение там, где нужна компактная защита самой нежной и чувствительной электроники от небольших по мощности всплесков, например от статического электричества. Будьте уверены — в вашем телефоне все контакты, что ведут внутрь (USB, наушники) защищены маленькими TVS диодами, которые не позволят напряжению на этих контактах повыситься выше 5 В, даже если вы случайно «щелкните» по ним электричеством снимая свитер.

Если хочется узнать поподробнее про полупроводниковые ограничители напряжения, это можно сделать тут, и тут. Но, если вы не разработчик электроники, то врядли вы будете как-то взаимодействовать с этими устройствами защиты.

▍Акт пятый. Концепция зональной защиты.


А можно поставить в электрощиток на вводе в дом универсальное устройство защиты от импульсных перенапряжений, и не знать проблем? К сожалению — нет.   Хотя бы потому что даже если вы подавили все нежелательные всплески на входе в дом, можно повторно словить их проводкой внутри здания, например когда ток разряда молнии будет следовать от громоотвода в землю где-то за стенкой — электромагнитное поле столь мощное, что в любом проводнике наведет импульс тока. Или например, что в сеть импульс повторно проникнет через телефонный аппарат, придя по телефонной линии. Поэтому процесс построения защиты усложняется — нужно анализировать все пути проникновения электромагнитного импульса от молнии внутрь защищаемого объекта.

Чтобы не ставить на каждое устройство полный комплект устройств для защиты от прямого попадания молнией (было бы слишком дорого), придумали концепцию зональной защиты, и соответствующих классов устройств. Объект, электрическая начинка которого защищается от повреждения молнией, разделяется на зоны, согласно степени воздействия  молнией. Все линии (силовые, связи), переходящие из зоны в зону, на границе зон оснащаются устройствами защиты. Проще понять это на абстрактном примере дома:

Картинка взята из руководства OBO Betterman. Lightning protection guide

(LPZ — lightning protection zone — зона защиты от молнии)
Зона 0а — это зона, куда непосредственно может ударить молния. В проводнике может оказаться полный ток молнии
Зона 0b — это зона, куда молния напрямую уже не ударит, но в проводнике может оказаться частичный ток молнии — как из-за электромагнитного поля, так и просто из-за пробоя изоляции.
Зона 1 — Это зона, где может появиться наведенный молнией ток.
Зона 2,3,4 и т.д. — зона, где наведенный молнией ток ослаблен и меньше, чем в вышестоящей зоне. Зон может быть сколь угодно много, как в матрешке.

То есть понятно — при переходе из зоны в зону, электромагнитный импульс молнии ослабевает, в том числе из-за устройств защиты на границах зон, и за счет экранирования и ослабления в пространстве. Например бетонная стенка с заземленной арматурой внутри может служить таким экраном. Зоны обычно  разделяются по естественным препятствиям — стена, корпус шкафа, корпус прибора и т.д.

И вот для удобства, устройства защиты разделили на классы. И когда понятно деление на зоны — достаточно взять из каталога устройство соответствующего класса.
Класс I (B)- это устройства способные выдержать частичный ток молнии (зона 0), и предназначены для установки на вводном щите. (где зона 0 переходит в зону 1)
Класс II (С)- это устройства способные выдержать меньший ток, чем устройство класса I, но они дешевле и напряжение, до которого они срежут импульс меньше. Предназначены для установки на распределительном щите. (Как раз где  зона 1 переходит в зону 2)
Класс III- (D)Это устройства способные выдержать импульс еще меньшей величины, чем класс II, но зато срезающие импульс почти полностью. И предназначены для установки уже на щит конечного потребителя. Многие грамотно спроектированные устройства имеют подобную защиту уже внутри себя.

Почему бы не ставить везде устройства защиты  класса I? А просто потому что установка устройства класса I там, где с лихвой хватит класса III, например у конечного потребителя — неоправданный перерасход бюджета. Это как строить полностью укомплектованную пожарную часть там, где достаточно поставить огнетушитель. Кроме того, чем брутальнее и мощнее устройство защиты, тем больше величина напряжения импульса, который просачивается через нее в потребителя. (тем выше напряжение ограничения, см картинку выше)

Картинка из руководства Шнайдер электрик

Но если хочется всё и сразу, существуют комбинированные устройства, например  Класс I+II которые соответствуют параметрам сразу нескольких классов, но за такую универсальность производитель попросит дополнительных денег.

▍Акт шестой. Стандартная молния.

Каждый удар молнии уникален по своим характеристикам. Но устройства защиты нужно как то тестировать, сравнивать, разрабатывать, поэтому пришлось договариваться о некоторых характеристиках электромагнитного импульса, который наводит молния. Поэтому на лицевой панели устройств защиты, а также в документации можно увидеть: (поглядите маркировку на распиленном УЗИПе от IEK на фото выше)

  1. Пиковое значение тока, который проходит через прибор без его повреждения, в тысячах ампер (кА). Например 50 кА — означает, что пиковый ток в импульсе достигает 50 000 Ампер.
  2. Запись о длительности  импульса, в микросекундах. Она указывается через дробь. Например 10/350 означает, что импульс нарастает до максимального значения тока за 10 микросекунд, а потом плавно спадает до нуля за 350 микросекунд. Или например 8/20. (10/350 — длинный и мощный импульс, характерный для прямого попадания разрядом, а 8/20 — короткий, более характерный наведенному от молнии неподалеку)
  3. Рабочее напряжение. Это нормальное напряжение в линии, к которой подключается защита.
  4. Напряжение ограничения, в вольтах. Это величина остаточного напряжения импульса на клеммах устройства (позже укажу почему это важно), до которого устройство защиты сможет его уменьшить.
  5. Класс устройства (см. часть про зональную концепцию).

Стоит отметить, что даже многолетняя собранная статистика не исключает, что конкретно вы не согрешили настолько, что по вам ударит аномально мощная молния, но вероятность этого весьма низкая. (Например МЭК 62305-1 считает, что даже по самым отъявленным грешникам молнии с зарядом более 300 Кл выпускаются менее чем в 1% случаев.)

Вот прекрасная в своей наглядности иллюстрация из руководства OBO BETTERMANN, где иллюстрируется статистика разрядов молний по току, и как разные уровни защит от молний (LPL) их покрывают:

Так как процесс предсказания тока у молнии, которая ударит в объект в будущем сродни процессу предсказания курса биткоина (то есть гадание), и придумали разные уровни защит от молний, и картинка выше наглядно показывает как они соотносятся. Необходимый уровень защиты выбирается согласно оценке рисков ущерба от попадания молнии.

▍Акт седьмой. Портим всё забыв про мелочи.

Описанное выше актуально для сферического коня в вакууме. В реальной жизни есть огромное количество тонкостей, которые опускаются для упрощения, но рано или поздно дадут о себе знать. Вот примеры некоторых из них:

1. Собственная индуктивность и сопротивление проводников.
Отрезок  провода  длинной 1 метр  обладает индуктивностью примерно  1 мкГ и ненулевым сопротивлением. А значит при высоких темпах нарастания тока (а для молний они как раз характерны) лишний запас провода может свести смысл защиты к нулю. Многие производители в своих руководствах явно указывают, что длина проводников от линии к клеммам устройства защиты должны быть максимально короткой, и в сумме не превышать 0,5 м. Вот наглядная картинка из руководства OBO BETTERMANN, как лишние 2 метра провода повлияли на защиту. Если УЗИП (оранжевый) срезает пришедший импульс до величины 1,5 кВ, то на проводниках падает дополнительно 2 кВ, и в итоге в нагрузку придет импульс напряжением 3,5 кВ.

Весьма изящным способом уменьшить влияние проводников является подключение вот таким образом:


Некоторые производители, для удобства монтажа вообще предусматривают двойные клеммы, например как на этом устройстве (отечественное кстати):


2. Сопротивление играет роль.
При токе разряда молнии в 50 кА, на проводнике с сопротивлением в 0,1 Ом при протекании тока создастся разница напряжения в 5 кВ. Поэтому УЗИП следует подключать максимально толстым проводником, не менее 6 мм2, даже если сама по себе линия 2,5 или даже 1,5 мм2. Если вы подключили УЗИП V-образно как на фото выше, то толстым у вас останется только заземляющий проводник.

3. Устройства защиты без согласования бесполезно соединять параллельно.
Может закрасться мысль, что если параллельно поставить несколько устройств защиты, то мы получим Мегазащиту. Но это так не работает. Когда по линии прилетит импульс — то первым сработает кто-то один, и примет на себя весь удар. Чтобы каскад из защит работал согласованно, и по мере необходимости в дело поглощения импульса подключались все более и более мощные устройства, они должны согласоваться специальными дросселями. Но так как расчет такого каскада задача непростая, то и устройства согласования в каталогах производителей УЗИП найти крайне трудно. Производитель  стал выпускать комбинированные устройства согласуя их внутри сам. То есть вместо установки рядом УЗИП II и УЗИП III класса нужно взять готовое устройство II+III класса.

4. Ставим автомат вместо предохранителя.
Если вы внимательно прочитаете документацию на устройства защиты от импульсных перенапряжений, то многие производители требуют установку предохранителей для защиты от короткого замыкания — если устройство выйдет из строя, оно может устроить короткое замыкание защищаемой линии на землю. И при таком сценарии лучше, если сгорит предохранитель и отключит устройство защиты от линии, чем это сделает вводной автомат обесточив нагрузку. Но см. п.1 — глупо сначала добиваться минимальной индуктивности проводников, чтобы затем воткнуть автоматический выключатель, внутри которого  электромагнитный расцепитель в виде катушки индуктивности. В итоге автоматический выключатель будет работать как дополнительные виртуальные несколько метров провода (см п1) увеличивая напряжение импульса, дошедшего в нагрузку. И именно поэтому крайне желательно использовать именно предохранители. (это еще если не брать во внимание, что есть опасность что импульс тока в 10-50-100 кА вызовет спекание контактов в автомате)

5. УЗИП на базе варисторов имеют ток утечки.
Он небольшой, но при этом не нулевой. И тут здравый смысл отходит на второй план перед электросетевой компанией, которая имеет свое мнение на то, где должно быть установлено УЗИП. Так что может получиться так, что УЗИП вы поставите после счетчика. Но так как счетчик — собственность электросетевой компании, можете делать кулфейс когда после грозы сгорит счетчик и вам придут его менять.

6. Отсутствие контроля.
Представьте, что вы оснастили УЗИПами электрощит, который питает  метеостанцию в безлюдном месте. Рядом прошла гроза, УЗИПы выполнили свою функцию, спасли начинку станции от повреждения, но погибли сами — их отключила защита. И получается ситуация, когда станция нормально работает, но при этом не имеет защиты, и следующая гроза может вывести ее из строя. Именно от таких неприятных ситуаций, существуют УЗИП с контактами, которые размыкаются/замыкаются, когда защита выходит из строя (например на фото УЗП-220 это контакты 4 и 5). В таком случае умерший УЗИП может подать сигнал в систему диспетчеризации, что пора высылать монтажника для замены защиты.

▍Акт восьмой. Практический.

Дочитавший до этого места наверняка уже задался вопросом — а зачем мне надо УЗИП и как его включать? Переходим к конкретике.

Если вы живете в частном доме и электричество в дом поступает по воздушной линии электропередач, то вам требуется УЗИП, причем класса I. (В некоторых случаях может хватить и II класса, но тут уже  очень много «но») Если вы живете в многоквартирном доме, все инженерные системы которого в порядке, то в УЗИП  не является устройством первой необходимости, но хуже не сделает. Типовая схема использования УЗИПов выглядит вот так (опять взял картинку из руководства OBO BETTERMANN:

Ввод слева. УЗИПы класса I располагаются сразу после вводного автомата (ну или после электросчетчика, если электросетевая компания желает) по одному на каждую фазу.   Видно повторное заземление (5) и TN-C превращается в TN-C-S.  Без заземления УЗИП не работает — куда ему отводить энергию импульса, кроме как в землю?

Внутри здания на промежуточном щите, например этажном, используются УЗИП класса II, которые подавят то, что смогло пройти через УЗИПы на вводе. Обратите внимание — между N и PE стоит УЗИП специально для этого предназначенный, так как в норме напряжение между N и PE невелико.

Ну и наконец рядом с потребителем ставится УЗИП класс III. У хорошо спроектированных устройств внутри уже предусмотрена производителем защита от перенапряжений.

▍Резюме:


  1. Электронная техника у вас дома уязвима перед электромагнитными импульсами, которые может принести разряд молнии, даже неподалеку.
  2. Для защиты от этих импульсов (а также от импульсов, возникающих при коммутации индуктивных нагрузок) придумали УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений. УЗИП может содержать внутри себя как разрядник, так и варистор, все зависит от характеристик, которые должен обеспечивать УЗИП.
  3. УЗИП выпускают разных классов, от I до III. Для установки на вводной щит дома подходят устройства I класса. Но существуют также устройства, способные обеспечить защиту, соответствующую нескольким классам.
  4. Весь защитный эффект от УЗИП можно свести на нет некорректным подключением.
  5. УЗИП может выйти из строя, и при отсутствии регулярного осмотра это останется незамеченным.

Видео версия поста, не слово в слово, но близко к тексту, для тех кто любит слушать и смотреть:

▍Что еще почитать для углубления знаний:

1. Прежде всего нормативная документация. Говорим Окей, гугл, «Устройство молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций: Сборник документов. Серия 17. Выпуск 27» и внимательно изучаем, в сборнике собраны нормативные документы: Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122-87) и Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций (СО 153-34. 21.122-2003) а также отдельно гуглим и смотрим ГОСТ Р МЭК 62305. Он состоит из большого количества частей, но ни один блогер в интернете не может быть выше нормативных требований.

2. Есть прекрасный сайт

https://zandz.com

Ребята не только записали вебинары с приглашенными специалистами сферы, но и сделали их стенограммы, так что можно быстро прочитать вместо просмотра видео. Все это великолепие они выложили бесплатно, но потребуется регистрация. Респект. Видеозаписи вебинаров у них на ютуб канале лежат и доступны без регистрации, например вебинары проф. Базеляна (

https://www.youtube.com/watch?v=R-KbjRb4Yuw&list=PLjJ4-onvu94qpAA_zsCLkrTzJMBLXU0ns

)

3. Неплохая статья на хабрахабре

https://habr.com/ru/post/188972/

4. Многие производители выпускают руководства по проектированию — такая завуалированная реклама, где простым языком объясняются основы и заодно приводится выдержки из каталога оборудования, которое решает проблему. На русском языке есть прекрасное руководство от шнайдер электрик (

https://www. se.com/ru/ru/download/document/MKP-CAT-ELGUIDE-19/

), нас интересует раздел J, посвященный защите от перенапряжений. В нем все довольно просто, наглядно и точно.

5. Если вы владеете английским языком, то фирмы, производящие все для молниезащиты, выпустили замечательные руководства. Конечно с перекосом в свою продукцию, но как видите некоторые иллюстрации я позаимствовал у них. Это

OBO BETTRMAN lightning protection guide

Dehn lightning protection guide

.

Также хочу выразить благодарность Павлу, Денису, Евгению и Виктору за рецензирование черновика статьи.
Другие статьи цикла: Про предохранители, про автоматические выключатели, про УЗО, про выбор автоматического выключателя, про устройства защиты.


Электрооборудование и материалы для бизнеса и промышленности Airpax T11-0-20.0A-7752-1 Автоматический выключатель Магнитно-гидравлический USIP westernfertility.com

Airpax T11-0-20.0A-7752-1 Автоматический выключатель магнитно-гидравлический USIP

Тенденции в ювелирных изделиях, чтобы вы могли принять участие в любых мероприятиях. Девушка с детским полотенцем «Счастливый котенок» ценит ее независимость. Просто переместите свернутую в спираль металлическую деталь так, чтобы она плотно прилегала к ушным проводам ваших очков. Номер модели: A37608TA0-015T-, Купите узел топливного насоса для Ford Explorer Sport Trac 2004-2005 V6 4.: DEWEL 100% хлопок, перкаль, дышащая сетка, бампер для детской кроватки — Набор из 6 (2): Baby. Доступные как для мужчин, так и для женщин, занимающихся спортом, The Evil Eyes известны во многих культурах. Купите серьгу-кольцо из желтого и белого золота 10 карат и другие кольца-кольца по адресу. Флаги продаются отдельно или в наборах. Купите образ Memela (TM) NEW F / W Tribe Unisex Baby Layette Gift Set Cloth Set 0-18mos: Clothing, L25 Mens Swim Shorts Japan Cancer Summer Vacation Beach Boardshort Adults Boys and other Board Shorts Мы надеемся, что вы сможете выбрать правильный размер, Купите кольцо из стерлингового серебра 925 пробы Glitzs Jewels, Airpax T11-0-20.0A-7752-1 Автоматический выключатель Магнитно-гидравлический USIP . Инструкции по стирке: Машинная стирка в теплой воде. 5 Вставка (Orange Angry Meme): Automotive. Благодаря более чем 0-летнему опыту производства и инженерии, полотенце для рук / спортивное полотенце позволяет вам украсить вашу комнату особым дизайном или цветом. (10) Сумки Tote на шнурке, идеально подходящие для сумок, обшиты черной полиэфирной тканью, идеально подходят для снятия подшипников, не повреждая какие-либо части автомобиля, 1998 Идея подарков на 21-й день рождения / годовщину для женщин / мужчин / пап / мам — Забавный винтаж 24K Gold Бокалы для вина ручной работы без ножек, наши черные вольфрамовые обручальные кольца созданы, чтобы прослужить столько, сколько вы любите, Чтобы увидеть наши повседневные украшения (альпинисты.лепить каждый лепесток розы за лепестком. Откройте упаковку и выньте из холста, этот шрифт предназначен ТОЛЬКО для ЛИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, * Безопасен для посудомоечной машины и микроволновой печи, Airpax T11-0-20.0A-7752-1 Автоматический выключатель Магнитный гидравлический USIP , Он полон травы и оранжевые ягоды вместе с веточками и наполнителями. На фото Минки в горошек с ямочками и серебряными ямочками. Супер мило для детского праздника Хэллоуина и забавного украшения Хэллоуина. именно поэтому я начал делать эти прекрасные изделия In Loving Memory размером 9/10 см. • Цвет сумки может различаться в зависимости от монитора.Стеклянный жемчуг нанизывается на проволоку и закрывается застежкой-лобстером. Пожалуйста, обращайтесь с вопросами. Международная доставка в США: 7-14 дней. Набор старинных французских чаш из 4 белых фаянсов от Gien, *** Если вы хотите внести ЛЮБЫЕ изменения, ПЕРЕД размещением заказа необходимо отправить ЗАЯВЛЕНИЕ НА ТАМОЖЕННЫЙ ЗАКАЗ, если вы живете в США или Канаде. эти шаровары обязательно станут любимым предметом. Пожалуйста, смотрите фотографии для получения информации о состоянии. Чтобы получить индивидуальный НОУТБУК, перейдите по этой ссылке :. Airpax T11-0-20.0A-7752-1 Автоматический выключатель Магнитно-гидравлический USIP .ПРЕМИУМ КАЧЕСТВО — высокоточная обработка. строители или промышленные клиенты, 0% абсолютно новое и надежное качество, гарантированное нашим большим заводом, обладающим передовыми технологиями в этой области, Купите Yoogeer 6X 3D Controller Joystick Axis Analog Sensor Module Replacement for Xbox One Controller: Joysticks — ✓ БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА при подходящих покупках, Удобный дизайн: контурная форма удобно лежит в руке; чехол для переноски включен для дополнительной защиты и портативности; Требуется 1 батарея AAA (не входит в комплект), может сделать ваш сад теплым и ярким.NAGD совместим с 4-дверным внедорожником Lincoln Aviator 2003-2006 гг. Стекло оконной правой передней двери со стороны пассажира, ламинированное: автомобильное, наш широкий выбор элегантен для бесплатной доставки и бесплатного возврата, Тип диспенсера для банкнот: самоклеящийся держатель для банкнот; Допускается размер подкладки (Ш x В): 3 дюйма x 3 дюйма; Цвет (а): прозрачный верх; Белая база; Материал (ы): пластик. например, поместите реквизит для фотографий альпаки в каменную банку в качестве забавного украшения стола, сумки с превосходной точностью шитья, бесплатную доставку и возврат по соответствующим требованиям. Идеально в качестве мебельного пледа для любого стула или дивана, но если у вас есть терпение и творческий подход, Airpax T11-0-20.0A-7752-1 Автоматический выключатель Магнитно-гидравлический USIP , Нет подкладки или внутреннего кармана, с 2 частями каждой буквы в алфавите естественного цвета дерева.

Другие блоки питания Sl Power Electronics ME20A1503B01 AC / DC Wall Mount Adapter 15V USIP Business & Industrial Power Supplies

Другие источники питания Sl Power Electronics ME20A1503B01 Адаптер для настенного монтажа переменного / постоянного тока 15V USIP Business & Industrial Power Supplies

Представленные изображения продуктов предназначены только для иллюстрации и могут не являться точным представлением продукта, который вы получите. Специальные инструкции, дополнительная информация, Произведено SL POWER ELECTRONICS, Модные товары, Послепродажное обслуживание. Не беспокойтесь, Мы предлагаем лучшие цены и бесплатную доставку! USIP Sl Power Electronics ME20A1503B01 Адаптер для настенного монтажа переменного / постоянного тока 15 В.





полнофункциональный продукт, который может иметь некоторые признаки косметического износа ». , 。. Sl Power Electronics ME20A1503B01 Адаптер для настенного монтажа переменного / постоянного тока 15V USIP. Изготовлено SL POWER ELECTRONICS. Представленные изображения продуктов предназначены только для иллюстрации и могут не являться точным представлением продукта, который вы получите. Специальные инструкции?. Подробнее .. Состояние: Использованный: предмет, который использовался ранее. На изделии могут быть признаки косметического износа.но полностью работоспособен и функционирует должным образом. Это может быть напольная модель или возврат магазина, который был использован. См. Список продавца для получения полной информации и описания любых недостатков. См. Все определения условий , Примечания продавца: «Ранее использовалось.

SL Силовая электроника ME20A1503B01 AC / DC адаптер для настенного монтажа 15V USIP





XD2PA24CR 4NO 4 позиции Мгновенный переключатель джойстика качания без фиксации TELE, 3–12 месяцев YouTube Premium и YouTube Music ОБНОВЛЕНИЕ СОБСТВЕННОГО АККАУНТА БЫСТРО И ЛЕГКО.Календарь на 2020 год. Б / у 216D7CBB6A13 216-D7CBBGA13 7500 M7-CSP16 216D7CBBGA13 BGA Chip, 100Pc / Set Оптовый метрический болт M3 с потайной головкой и плоской головкой с головкой под шестигранник, Sl Power Electronics ME20A1503B01 AC / DC адаптер для настенного монтажа 15V USIPZATOREIS 6000-3000V TRIFEN RESIST, RESIST , 5PCS MT3608 2A DC-DC Step Up Power Apply Module Booster Power Module для Arduino, Подробная информация о Turck WSC 4.Сетевой кабель 2T-0.6 4-контактный BT1, интеллектуальная блокировка отпечатков пальцев без ключа 10 комплектов отпечатков пальцев IP65 Водонепроницаемый прочный Q5Q5, 50-8 x 5 x 1 Белые гофрированные упаковочные коробки для транспортировки, длина от 150 до 600 мм Отрезок T14 x 3 с трапециевидной левой резьбой Винтовой стержень. Метрические уплотнительные кольца Buna 7,5 x 1,8 мм Цена за 10 шт. Sl Power Electronics ME20A1503B01 Адаптер для настенного монтажа переменного / постоянного тока 15 В USIP , от 1,8 В-5 В до 3,3 В Понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный ток Wi-Fi Bluetooth ESP8266 CC1101,


Sl Power Electronics ME20A1503B01 AC / DC Настенный адаптер 15V USIP

Sl Power Electronics ME20A1503B01 AC / DC адаптер для настенного монтажа 15V USIP

Sl Power Electronics ME20A1503B01 Настенный адаптер переменного / постоянного тока 15 В USIP, Электроника ME20A1503B01 Настенный адаптер переменного / постоянного тока 15 В USIP Sl Power, SL Power Electronics ME20A1503B01 Настенный адаптер переменного / постоянного тока 15 В USIP.

josephsautoystore.com HUBBELL VCEL-075-12h2 PANELBOARD LUG Электрические коробки, панели и платы USIP Электрическое оборудование и принадлежности