Рисунки карандашомСхема подключения УЗИП — 3 ошибки и правила монтажа. Защита от импульсных перенапряжений.
Для всех нас стало нормой, что в распределительных щитках жилых домов, обязательна установка вводных автоматических выключателей, модульных автоматов отходящих цепей, УЗО или дифф.автоматов на помещения и оборудование, где критичны возможные утечки токов (ванные комнаты, варочная панель, стиральная машинка, бойлер).
Помимо этих обязательных коммутационных аппаратов, практически никому не требуется объяснять, зачем еще нужно реле контроля напряжения.
УЗИП или реле напряжения
Устанавливать их начали все и везде. Грубо говоря оно защищает вас от того, чтобы в дом не пошло 380В вместо 220В. При этом не нужно думать, что повышенное напряжение попадает в проводку по причине недобросовестного электрика.
Вполне возможны природные явления, не зависящие от квалификации электромонтеров. Банально упало дерево и оборвало нулевой провод.
Также не забывайте, что любая ВЛ устаревает. И даже то, что к вашему дому подвели новую линию СИПом, а в доме у вас смонтировано все по правилам, не дает гарантии что все хорошо на самой питающей трансформаторной подстанции – КТП.
Там также может окислиться ноль на шинке или отгореть контакт на шпильке трансформатора. Никто от этого не застрахован.
Именно поэтому все новые электрощитки уже не собираются без УЗМ или РН различных модификаций.
Что же касается устройств для защиты от импульсных перенапряжений, или сокращенно УЗИП, то у большинства здесь появляются сомнения в необходимости их приобретения. А действительно ли они так нужны, и можно ли обойтись без них?
Подобные устройства появились достаточно давно, но до сих пор массово их устанавливать никто не спешит. Мало кто из рядовых потребителей понимает зачем они вообще нужны.
Первый вопрос, который у них возникает: ”Я же поставил реле напряжения от скачков, зачем мне еще какой-то УЗИП?”
Запомните, что УЗИП в первую очередь защищает от импульсов вызванных грозой. Здесь речь идет не о банальном повышении напряжения до 380В, а о мгновенном импульсе в несколько киловольт!
Никакое реле напряжения от этого не спасет, а скорее всего сгорит вместе со всем другим оборудованием. В то же самое время и УЗИП не защищает от малых перепадов в десятки вольт и даже в сотню.
Например устройства для монтажа в домашних щитках, собранные на варисторах, могут сработать только при достижении переменки до значений свыше 430 вольт.
Поэтому оба устройства РН и УЗИП дополняют друг друга.
Защита дома от грозы
Гроза это стихийное явление и просчитать его до сих пор не особо получается. При этом молнии вовсе не обязательно попадать прямо в линию электропередач. Достаточно ударить рядышком с ней.
Даже такой грозовой разряд вызывает повышение напряжения в сети до нескольких киловольт. Кроме выхода из строя оборудования это еще чревато и развитием пожара.
Даже когда молния ударяет относительно далеко от ВЛ, в сетях возникают импульсные скачки, которые выводят из строя электронные компоненты домашней техники. Современный электронный счетчик с его начинкой, тоже может пострадать от этого импульса.
Общая длина проводов и кабелей в частном доме или коттедже достигает нескольких километров.
Сюда входят как силовые цепи так и слаботочка:
- интернет
- TV
- видеонаблюдение
- охранная сигнализация
Все эти провода принимают на себя последствия грозового удара. То есть, все ваши километры проводки получают гигантскую наводку, от которой не спасет никакое реле напряжения.
Единственное что поможет и защитит всю аппаратуру, стоимостью несколько сотен тысяч, это маленькая коробочка называемая УЗИП.
Монтируют их преимущественно в коттеджах, а не в квартирах многоэтажек, где подводка в дом выполнена подземным кабелем. Однако не забывайте, что если ваше ТП питается не по кабельной линии 6-10кв, а воздушной ВЛ или ВЛЗ (СИП-3), то влияние грозы на среднем напряжении, также может отразиться и на стороне 0,4кв.
Поэтому не удивляйтесь, когда в грозу в вашей многоэтажке, у многих соседей одновременно выходят из строя WiFi роутеры, радиотелефоны, телевизоры и другая электронная аппаратура.
Молния может ударить в ЛЭП за несколько километров от вашего дома, а импульс все равно прилетит к вам в розетку. Поэтому не смотря на их стоимость, задуматься о покупке УЗИП нужно всем потребителям электричества.
Цена качественных моделей от Шнайдер Электрик или ABB составляет примерно 2-5% от общей стоимости черновой электрики и средней комплектации распредщитка. В общей сумме это вовсе не такие огромные деньги.
На сегодняшний день все устройства от импульсных перенапряжений делятся на три класса. И каждый из них выполняет свою роль.
Модуль первого класса гасит основной импульс, он устанавливается на главном вводном щите.
После погашения самого большого перенапряжения, остаточный импульс принимает на себя УЗИП 2 класса. Он монтируется в распределительном щитке дома.
Если у вас не будет устройства I класса, высока вероятность что весь удар воспримет на себя модуль II. А это может для него весьма печально закончится.
Поэтому некоторые электрики даже отговаривают заказчиков ставить импульсную защиту. Мотивируя это тем, что раз вы не можете обеспечить первый уровень, то не стоит вообще на это тратить денег. Толку не будет.
Однако давайте посмотрим, что говорит об этом не знакомый электрик, а ведущая фирма по системам грозозащиты Citel:
То есть в тексте прямо сказано, класс II монтируется либо после класса 1, либо КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО.
Третий модуль защищает уже непосредственно конкретного потребителя.
Если у вас нет желания выстраивать всю эту трехступенчатую защиту, приобретайте УЗИП, которые изначально идут с расчетом работы в трех зонах 1+2+3 или 2+3.
Такие модели тоже выпускаются. И будут наиболее универсальным решением для применения в частных домах. Однако стоимость их конечно отпугнет многих.
Схема электрощита с УЗИП
Схема качественно укомплектованного с точки зрения защиты от всех скачков и перепадов напряжения распределительного щита, должна выглядеть примерно следующим образом.
На вводе перед счетчиком — вводной автоматический выключатель, защищающий прибор учета и цепи внутри самого щитка. Далее счетчик.
Между счетчиком и вводным автоматом — УЗИП со своей защитой. Электроснабжающая организация конечно может запретить такой монтаж. Но вы можете обосновать это необходимостью защиты от перенапряжения и самого счетчика.
В этом случае потребуется смонтировать всю схемку с аппаратами в отдельном боксе под пломбой, дабы предотвратить свободный доступ к оголенным токоведущим частям до прибора учета.
Однако здесь остро встанет вопрос замены сработавшего модуля и срыва пломб. Поэтому согласовывайте все эти моменты заранее.
После прибора учета находятся:
- реле напряжения УЗМ-51 или аналог
- УЗО 100-300мА – защита от пожара
- УЗО или дифф.автоматы 10-30мА – защита человека от токов утечки
- простые модульные автоматы
Если с привычными компонентами при комплектации такого щитка вопросов не возникает, то на что же нужно обратить внимание при выборе УЗИП?
На температуру эксплуатации. Большинство электронных видов рассчитано на работу при окружающей температуре до -25С. Поэтому монтировать их в уличных щитках не рекомендуется.
Второй важный момент это схемы подключения. Производители могут выпускать разные модели для применения в различных системах заземления.
Например, использовать одни и те же УЗИП для систем TN-C или TT и TN-S уже не получится. Корректной работы от таких устройств вы не добьетесь.
Схемы подключения
Вот основные схемы подключения УЗИП в зависимости от исполнения систем заземления на примере моделей от Schneider Electric. Схема подключения однофазного УЗИП в системе TT или TN-S:
Здесь самое главное не перепутать место подключения вставного картриджа N-PE. Если воткнете его на фазу, создадите короткое замыкание.
Схема трехфазного УЗИП в системе TT или TN-S:
Схема подключения 3-х фазного устройства в системе TN-C:
На что нужно обратить внимание? Помимо правильного подключения нулевого и фазного проводников немаловажную роль играет длина этих самых проводов.
От точки подключения в клемме устройства до заземляющей шинки, суммарная длина проводников должны быть не более 50см!
А вот подобные схемы для УЗИП от ABB OVR. Однофазный вариант:
Трехфазная схема:
Давайте пройдемся по некоторым схемкам отдельно. В схеме TN-C, где мы имеем совмещенные защитный и нулевой проводники, наиболее распространенный вариант решения защиты – установка УЗИП между фазой и землей.
Каждая фаза подключается через самостоятельное устройство и срабатывает независимо от других.
В варианте сети TN-S, где уже произошло разделение нейтрального и защитного проводника, схема похожа, однако здесь монтируется еще дополнительный модуль между нулем и землей. Фактически на него и сваливается весь основной удар.
Именно поэтому при выборе и подключении варианта УЗИП N-PE, указываются отдельные характеристики по импульсному току. И они обычно больше, чем значения по фазному.
Помимо этого не забывайте, что защита от грозы это не только правильно подобранный УЗИП. Это целый комплекс мероприятий.
Их можно использовать как с применением молниезащиты на крыше дома, так и без нее.
Принцип действия
Принцип действия УЗИП основан на ослаблении скачка напряжения до значения, которое выдерживают подключенные к сети приборы. Другими словами, данное устройство еще на вводе в дом сбрасывает излишки напряжения на контур заземления, тем самым спасая от губительного импульса дорогостоящее оборудование.
Определить состояние устройства защиты достаточно просто:
- зеленый индикатор – модуль рабочий
- красный – модуль нужно заменить
При этом не включайте в работу модуль с красным флажком. Если нет запасного, то лучше его вообще демонтировать.
УЗИП это не всегда одноразовое устройство, как некоторым кажется. В отдельных случаях модели 2,3 класса могут срабатывать до 20 раз!
Автоматы или предохранители перед УЗИП
Чтобы сохранить в доме бесперебойное электроснабжение, необходимо также установить автоматический выключатель, который будет отключать узип. Установка этого автомата обусловлена также тем, что в момент отвода импульса, возникает так называемый сопровождающий ток.
Он не всегда дает возможность варисторному модулю вернуться в закрытое положение. Фактически тот не восстанавливается после срабатывания, как по идее должен был.
В итоге, дуга внутри устройства поддерживается и приводит к короткому замыканию и разрушениям. В том числе самого устройства.
Автомат же при таком пробое срабатывает и обесточивает защитный модуль. Бесперебойное электроснабжение дома продолжается.
Запомните, что этот автомат защищает в первую очередь не разрядник, а именно вашу сеть.
При этом многие специалисты рекомендуют ставить в качестве такой защиты даже не автомат, а модульные предохранители.
Объясняется это тем, что сам автомат во время пробоя оказывается под воздействием импульсного тока. И его электромагнитные расцепители также будут под повышенным напряжением.
Это может привести к пробою отключающей катушки, подгоранию контактов и даже выходу из строя всей защиты. Фактически вы окажетесь безоружны перед возникшим КЗ.
Поэтому устанавливать УЗИП после автомата, гораздо хуже, чем после предохранителей.
Есть конечно специальные автоматические выключатели без катушек индуктивности, имеющие в своей конструкции только терморасцепители. Например Tmax XT или Formula A.
Однако рассматривать такой вариант для коттеджей не совсем рационально. Гораздо проще найти и купить модульные предохранители. При этом можно сделать выбор в пользу типа GG.
Они способны защищать во всем диапазоне сверхтоков относительно номинального. То есть, если ток вырос незначительно, GG его все равно отключит в заданный интервал времени.
Есть конечно и минус схемы с автоматом или ПК непосредственно перед УЗИП. Все мы знаем, что гроза и молния это продолжительное, а не разовое явление. И все последующие удары, могут оказаться небезопасными для вашего дома.
Защита ведь уже сработала в первый раз и автомат выбил. А вы об этом и догадываться не будете, потому как электроснабжение ваше не прерывалось.
Поэтому некоторые предпочитают ставить УЗИП сразу после вводного автомата. Чтобы при срабатывании отключалось напряжение во всем доме.
Однако и здесь есть свои подводные камни и правила. Защитный автоматический выключатель не может быть любого номинала, а выбирается согласно марки применяемого УЗИП. Вот таблица рекомендаций по выбору автоматов монтируемых перед устройствами защиты от импульсных перенапряжений:
Если вы думаете, что чем меньше по номиналу автомат будет установлен, тем надежнее будет защита, вы ошибаетесь. Импульсный ток и скачок напряжения могут быть такой величины, что они приведут к срабатыванию выключателя, еще до момента, когда УЗИП отработает.
И соответственно вы опять останетесь без защиты. Поэтому выбирайте всю защитную аппаратуру с умом и по правилам. УЗИП это тихая, но весьма своевременная защита от опасного электричества, которое включается в работу мгновенно.
Ошибки при подключении
1Самая распространенная ошибка — это установка УЗИП в электрощитовую с плохим контуром заземления.Толку от такой защиты не будет никакого. И первое же “удачное” попадание молнии, сожгет вам как все приборы, так и саму защиту.
2Не правильное подключение исходя из системы заземления.Проверяйте техдокументацию УЗИП и проконсультируйтесь с опытным электриком ответственным за электрохозяйство, который должен быть в курсе какая система заземления используется в вашем доме.
3Использование УЗИП не соответствующего класса.Как уже говорилось выше, есть 3 класса импульсных защитных устройств и все они должны применяться и устанавливаться в своих щитовых.
Статьи по теме
Ограничитель перенапряжения: устройство, виды, технические характеристики
Одним из наиболее опасных аварийных режимов в электрических сетях является импульсный скачек напряжения при атмосферных разрядах, перехлесте линий или коммутационных операциях. Эта величина значительно опережает нарастание импульсного тока и воздействует на изоляцию электрооборудования и других устройств, поэтому классические автоматы и другие защиты, реагирующие на изменение номинального тока, против нее не эффективны.
Значение перенапряжения может в разы превышать номинальную рабочую величину, поэтому такое явление подвергает опасности все оборудование и элементы сети. Для предотвращения значительных убытков и последующих затрат на восстановление в электроустановках используются ограничители перенапряжения (ОПН).
Устройство и принцип действия
Конструктивно ограничитель перенапряжения включает в себя полупроводниковый элемент с нелинейной величиной сопротивления. Как правило, в роли таких элементов выступают вилитовые диски, изготовленные на основе оксидов цинка с включением в из состав тех или иных примесей. Снаружи диски закрываются защитной рубашкой, а на концах имеют электрические выводы, один из которых подводится к защищаемой электрической сети, а второй заземляется. Пример частного варианта устройства ограничителя перенапряжения представлен на рисунке 1 ниже:
Рисунок 1: устройство ограничителя перенапряженияРабота ОПН схожа с обычным варистором, отличительной особенностью ограничителя являются некоторые различия с характеристикой варистора в части проводимости и скорости нарастания. Принцип действия ограничителя перенапряжения заключается в его нелинейной вольт-амперной характеристике (ВАХ). Это означает, что при номинальном напряжении сопротивление варисторов достаточно большое и ток через них не протекает – его сопротивление изоляции соизмеримо с изоляцией кабелей, изоляторов и электрических приборов.
В рабочем режиме при возникновении грозовых разрядов или других высоковольтных импульсов сопротивление нелинейных резисторов внутри ограничителя резко снижается. Как правило, эта величина приближается к нулю или несоизмеримо меньше сопротивления сети и всех подключенных к ней приборов. Поэтому при коммутационных или грозовых перенапряжениях ток разряда протекает только через ограничитель перенапряжения на землю, чем и обеспечивается защита электрооборудования.
Пределы срабатывания ограничителя перенапряжений на разряды молний или другие импульсные перенапряжения определяются его ВАХ.
Рис. 2: вольтамперная характеристика ОПНКак видите из рисунка 2, при работе ограничителя перенапряжения до 600В, протекающий через него ток будет равен нулю. Как только это значение пересечет отметку в 600В, сопротивление резко уменьшиться и протекающий ток увеличиться до сотен и тысяч ампер.
Здесь кривая характеристики представлена тремя участками:
- 1 – область нулевых или сверхмалых токов;
- 2 – область средних токовых нагрузок;
- 3 – область максимального тока.
Применение
Ограничитель перенапряжения применяется для предотвращения нарастания перенапряжения на электрическом оборудовании с последующим переводом импульса разряда на землю.
Рис. 3: пример использования ОПНШирокое применение нелинейных ограничителей распространено в линиях электропередач, где они выступают в роли молниезащиты, а сами провода являются молниеприемниками. В промышленных целях ограничители перенапряжения используются для защиты различных электрических аппаратов и персонала, к примеру, на тяговых и трансформаторных подстанциях, распределительных устройствах и т.д. В бытовых устройствах ОПН применяются для установки в электрических щитках на вводе в здание или для защиты какого-либо ценного оборудования.
Виды ОПН
В связи с большим спектром решаемых задач ограничители перенапряжения подразделяются на несколько видов, которые отличаются по таким параметрам:
- Класс напряжения – рабочая величина, на которую рассчитан ограничитель, разделяется на устройства до 1кВ и выше, как правило, номинал напряжения соответствует стандартному значению электрических параметров сети (6, 10, 35 кВ).
- Материал рубашки – определяет тип изоляции наружного слоя, наиболее часто используются фарфоровые или полимерные модели.
- Класс защищенности – определяет возможность установки или на открытой части, или только внутри помещения.
- Количеству элементов или фаз – число ограничителей перенапряжения зависит от числа защищаемых фаз и величины питающего их напряжения.
Так для каждой из фаз в электроустановке может устанавливаться отдельная колонка или одна для всех. Также следует отметить, что в электроустановках на 110 кВ и более ОПН для одной фазы может собираться из нескольких однотипных элементов, к примеру, из трех на 35 кВ.
В зависимости от причин возникновения перенапряжения в сети устройство защиты должно выстраиваться в соответствии с требованиями стандартов:
- ГОСТ Р 50571.18-2000 – от возможных перенапряжений в низковольтных сетях при замыканиях по высокой стороне.
- ГОСТ Р 50571.19-2000 – от скачков, образованных воздействием молнии и возникающих в результате переключения электроустановок.
- ГОСТ Р 50571.20-2000 – от перенапряжений генерируемых электромагнитными воздействиями.
Комбинация нескольких видов позволяет выстраивать многофункциональные или ступенчатые ограничители.
Фарфоровые
Рис. 4: фарфоровые ОПНДостаточно распространенным вариантом являются ограничители коммутационных перенапряжений с фарфоровым корпусом. Такие модели отличаются своими эксплуатационными параметрами, так как керамика невосприимчива к воздействию солнечной радиации, а находящийся внутри вентильный разрядник практически не зависит от температуры внешней среды.
Также весомым преимуществом этих ограничителей является большая механическая прочность на сжатие и разрыв, благодаря чему их можно использовать и в качестве опорной конструкции. Но фарфоровые ОПН характеризуются сравнительно большим весом, а также представляют значительную угрозу в случае разрыва, так как осколки фарфора поражают близлежащие здания и могут травмировать персонал.
Полимерные
Рис 5: полимерные ОПНС развитием химической отрасли и распространением полимеров в качестве диэлектриков они значительно вытеснили фарфоровые ограничители. Полимерные ОПН представляют собой устройства с рубашкой из каучука, винила, фторопласта или других подобных материалов.
Полимерные ограничители куда боле устойчивы к воздействию влаги, отличаются меньшим весом и большей взрывобезопасностью, так как в случае разрушения корпуса избыточным давлением внутри колонки, рубашка повреждается по линии разлома, но не разлетается острыми осколками. Значительным преимуществом полимерных моделей является их устойчивость к динамическим нагрузкам.
К недостаткам полимерных ОПН относится способность к накоплению пыли и прочих засорителей на поверхности диэлектрика, которые со временем приводят к повышению пропускной способности, увеличению тока утечки и пробою изоляции. Также полимеры боятся солнечной радиации и температурных колебаний в окружающей среде.
Одноколонковые
Такие ограничители перенапряжения представляют собой один конструктивный элемент с нелинейным сопротивлением. Число полупроводниковых дисков в них набирается в соответствии с категорией защищаемой электроустановки. В зависимости от количества и типа осаживающейся на поверхности пыли и засорителей, одноколонковые ОПН подразделяются по классам от II до IV согласно градуировке ГОСТ 9920.
Многоколонковые
В отличии от предыдущих устройств борьбы с коммутационными перенапряжениями, эти средства защиты высоковольтного оборудования имеют несколько колонок, модулей или блоков, объединяемых в одну систему. Данный вид ОПН характеризуется большей надежностью по отношению к защищаемым объектам, так как способен реагировать и на одиночные, и на дифференциальные перенапряжения.
Технические характеристики
При выборе конкретной модели ограничителя перенапряжения обязательно учитываются такие параметры устройства:
- Время срабатывания – характеризует скорость открытия полупроводникового элемента ограничителя после нарастания напряжения.
- Рабочее напряжение – определяет величину электрической энергии, которую ОПН может выдерживать без нарушения работоспособности в течении любого промежутка времени.
- Номинальное повышенное напряжение – значение рабочей величины, которое ОПН способен выдерживать в течении 10 секунд, также нормируется совместно с остаточным напряжением, которое остается в сети.
- Ток утечки – возникает как результат приложения напряжения к ограничителю перенапряжения и определяется его омическим сопротивлением или параметрами резисторов. В исправном состоянии этот параметр составляет сотые или тысячные доли ампер, перетекающие по рубашке и полупроводнику от источника к проводу заземления.
- Разрядный ток – величина, образующаяся при импульсных скачках, в зависимости от источника перенапряжения разделяется на атмосферные, электромагнитные и коммутационные импульсы.
- Устойчивость к току волны перенапряжения – определяет способность сохранять целостность всех элементов конструкции в аварийном режиме.
Обслуживание и диагностика ОПН
В процессе эксплуатации ограничители перенапряжения не являются одноразовым элементом. Поэтому могут многократно производить операции перевода импульсного разряда на заземляющую шину автоматически. Из-за особенностей протекания и величины перенапряжения ОПН может утрачивать заводские параметры, снижать эффективность работы до полного выхода со строя. Для предотвращения подобных ситуаций они подвергаются периодической проверке в процессе эксплуатации, которая регламентируется п.2.8.7 ПТЭЭП. При этом проверяется:
- Сопротивление – не менее раза в 6 лет, измеряется при помощи мегаомметра.
- Ток проводимости – проверяется только при условии снижения предыдущего параметра.
- Пробивное напряжение и герметичность проверяются только после заводского ремонта или при приемке в эксплуатацию на заводе. Самостоятельно электроснабжающими и эксплуатирующими организациями такие меры диагностики для ограничителей не производятся.
- Тепловизионные измерения должны выполняться в соответствии с регламентом изготовителя или местными планово-предупредительными ремонтами.
Также в процессе эксплуатации может выполняться внешний осмотр устройства на наличие подгаров, сколов, загрязнения или других дефектов в изоляции.
Видео по теме статьи
https://www.youtube.com/watch?v=2ZZwQRD6q4I
Список использованной литературы
- М.А. Аронов, О.А.Аношин, О.Н.Кондратьев, Т.В.Лопухова. «Ограничители перенапряжений в электроустановках 6-750 кВ» 2001
- Булат В.А. «Техника высоких напряжений» 2003
- Александров Г.Н. «Ограничение перенапряжений в электрических сетях» 2003
- Ю.В.Борц, Е.В. Чекулаев «Контактная сеть» 1981
- Базуткин В.В. Ларионов В.П. Пинталь Ю.С. «Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах» 1986
Предназначение и правила установки ограничителя перенапряжения
Чтобы обеспечить стабильную и безаварийную работу электрического промоборудования и бытовой техники, необходимо, чтобы поступающая электроэнергия соответствовала определенным параметрам. Сегодня мы рассмотрим, что такое ОПН и как подключить ограничитель перенапряжения – приспособление, которое предотвращает многие проблемы, связанные с перепадами напряжения в электрической сети, вызванные различными факторами.
Предназначение ограничителя перенапряжения
ОПН – приспособление, предназначенное для защиты электроустановок и техники от резкого превышения напряжения в сети, которое возникает вследствие грозовых разрядов или коммутационных явлений в электроустановке. Такие импульсы могут стать причиной возникновения аварийных ситуаций, выхода из строя электротехники, пожара. Последствия таких ситуаций обходятся достаточно дорого.
Сейчас вместо утративших актуальность старых моделей разрядников используются ОПН. Приспособление состоит из полимерной или фарфоровой емкости, в которую помещены варисторы. Когда показатели напряжения в электросети соответствуют нормальным параметрам, устройство находится в непроводящем состоянии.
При возникновении опасных импульсов, которые могут повредить защитную оболочку и вывести из строя технику, в цепи резисторов устройства возникает высокий импульс электротока, который уменьшает перенапряжение до показателей безопасных для работы электротехники. После этого приспособление обратно переходит в непроводящий режим.
Ограничители перенапряжения: виды и описание
Приспособления классифицируются по следующим критериям:
- по виду изоляционного корпуса – полимерные и фарфоровые;
- по особенностям конструкции – на одну или несколько колонок;
- по показателю рабочего напряжения;
- по месту монтажа устройства.
Также ограничители делятся на несколько классов:
- А – защищают ЛЭП и ближайшие строения в случае удара молнии;
- В – монтируют на вводе в постройку;
- С – устанавливают в распределительном электрощите здания или квартиры;
- D – ставят на отдельное электрооборудование.
Как установить ограничитель перенапряжения?
Все работы, связанные с монтажом оборудования, должны выполняться опытным электриком, имеющим соответствующий допуск. При этом должны строго соблюдаться правила техники безопасности, а работы – проводиться в соответствии с инструкцией. Рассмотрим, как подключить ограничитель импульсных перенапряжений на примере модели ОПН/TEL-35.
Правила и особенности установки
Данный тип устройств используется для обеспечения защиты электроустановок на подстанциях, а также в электросетях со средним и высоким показателем напряжения. Такие ограничители зарекомендовали себя как надежные, безопасные и не требующие специального обслуживания.
Модель ОПН/TEL предназначена для вертикального монтажа, ее установка производится следующим образом:
- приспособления в специальной таре доставляются к месту проведения работ;
- на металлическую рамку основания устанавливают подставку;
- предварительно проводят визуальный осмотр ограничителей, удаляют загрязнения, коррозионные пятна;
- монтаж ОПН производится вручную с точным соблюдением расстояний, предусмотренных Правилами устройства электроустановок, крепежи затягивают по кругу на половину оборота;
- с помощью специальных шин или электропровода проводят подключение к электросети или другим объектам; чтобы предотвратить развитие коррозионных явлений, следует использовать только алюминиевые проводники;
- необходимо выдержать расстояние до заземленного металлического объекта или других частей электроустановки не менее 90,0 сантиметров.
Профессионально выполненная установка должна исключать воздействие статических нагрузок на ограничитель перенапряжения и обеспечить его продолжительную эксплуатацию.
Варианты подключения
В технической документации, которая прилагается к ОПН, содержится информация о правилах монтажа и возможных вариантах подключения устройства. Чтобы избежать аварийных ситуаций и различных проблем, необходимо строго соблюдать указанные рекомендации и выполнять работы по прилагающейся схеме.
Ограничители импульсного перенапряжения: подключение УЗИП
Установка УЗИП — ограничители импульсного перенапряжения, правильный монтаж и подключение
Ограничители импульсного перенапряжения — скачкообразное напряжение атмосферного происхождения является основной причиной выхода из строя электронного оборудования и простоев производства. Наиболее опасный тип перенапряжения вызван прямыми ударами молнии.
Фактически, молния создает пики тока, которые генерируют перенапряжения в сети электропередачи и передачи данных, последствия которых могут быть чрезвычайно нежелательными и опасными для систем, сооружений и людей. У разрядников для защиты от перенапряжений есть много применений, от защиты дома до коммунальной подстанции.
Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого дома, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях. В данной публикации мы расскажем как правильно подключать ограничители импульсного перенапряжения, и покажем схемы соединения. В частности здесь речь пойдет о конкретном устройстве ОИН-1.
Для чего нужен ОИН-1 и его функциональные возможности
Прибор ограничителя импульсных напряжений в первую очередь нужен для защиты электрической сети переменного тока 380/220v. Скачкообразные, импульсные напряжения, многократно превышающие штатные значения, могут возникать из-за грозовых разрядов.
Кроме этого, действующее сетевое напряжение может изменяться в следствия бросков тока в электросети. Возникают они как правило во время подсоединения к сети либо отключения каких либо мощных электрических устройств.
В схему прибора ОИН-1 включен мощный варистор, выполняющий функции разрядника, которые применялись в устройствах более старшего поколения.
Устройство защиты от импульсных перенапряжений в силовом щитке
В этом варианте прибор подключен к защищаемой электрической цепи по параллельной схеме.
В случае каких либо возникших аварийных ситуаций, когда штатное напряжение начинает периодически «прыгать» до критического уровня, тогда устройство защиты мгновенно сработает.
Принцип действия защиты заключается в следующем. Во время образования в силовой цепи внезапного подъема напряжения, например, от грозового разряда. При этом на варисторе снижается сопротивление, и как следствие возникает короткое замыкание, после чего срабатывает автомат и отключает электрическую цепь. Установленные в этом силовом тракте, после варистора, различные приборы не получат повреждений, благодаря тому, что вовремя сработали ограничители импульсного перенапряжения.
В процессе эксплуатации ОИН-1 он может получить повреждения, чтобы убедится в его исправности, нужно ориентироваться на показание встроенного индикатора. В случае, если индикатор отображается зеленым цветом, то прибор находится в рабочем состоянии, а если индикатор покраснел, тогда устройство защиты подлежит замене.
Область использования
Защитный ограничитель напряжения ОИН-1 очень востребован при монтаже электро сетей, его практически всегда устанавливают в распределительных щитках на входе в помещение. А подключается он в цепь непосредственно перед прибором учета электроэнергии, то есть и сам счетчик будет под защитой от перенапряжения.
Кроме этого, данный прибор используется для защиты от перенапряжений, начиная от жилого дома до коммунальной подстанции. Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого помещения, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях.
Технические параметры
| № | Таблица основных характеристик ОИН-1: | Значение |
|---|---|---|
| 1 | Стандартное напряжение | 220 В |
| 2 | Номинальный разрядный ток | 6 |
| 3 | Максимальный РТ | 13 |
| 4 | Остаточное напряжение | 2200 |
| 5 | Уровень защиты | не ниже IР21 |
| 6 | Температурный режим | от -50 до +55 |
| 7 | Параметры устройства (размеры) | 80 × 17,5 × 66,5 |
| 8 | Вес | 0,12 кг |
| 9 | Срок службы | 3–3,5 года |
Ограничители импульсного перенапряжения — как подключить прибор
Существуют схемы подключения как по одной фазе, так и по трем фазам. Кроме описываемого здесь устройства ОИН-1 есть множество идентичных защитных ограничителей напряжения от разных брендов, потому принцип их подключения ничем не отличается друг от друга. Типовую схему, представленную ниже, практически можно использовать с любыми видами устройств.
В первом варианте прибор подключен к цепи по схеме параллельного соединения, второй вариант показывает последовательное с разъединителем подключение. Из этого вытекает, что во время срабатывания ограничителя импульсного перенапряжения при резком повышении сетевого напряжения разъединитель разомкнет питающую цепь.
Внимание! Помимо правильного монтажа фазового и заземляющего кабеля, существенно большое значение имеет сечение и длина монтажного провода.
От точки подключения на клеммной колодке устройства до шины заземления длина монтажного провода не должна составлять более 500 мм.
Что нужно устанавливать перед устройством защиты — автоматический выключатель или предохранитель
Чтобы обеспечить гарантированную подачу электроэнергии в помещение, нужно устанавливать автомат-выключатель для корректного отключения УЗИП, а для надежности можно еще и предохранитель.
Последствия удара молнии в распределительный щит
Из всего выше сказанного образуется такой вывод: ограничители импульсных перенапряжений желательно устанавливать как в сетях промышленного потребления, так и в домашних электро сетях. Такая защита поможет вам избежать воспламенения установленного оборудования, следовательно и пожара.
Ограничитель импульсных напряжений. Как грамотно подключить.
УЗИП для частного дома: 6 схем подключения
Парадокс наших дней — задал простой вопрос десятку знакомых: вы понимаете, что от удара молнии может сгореть стиралка, холодильник, морозильник и дорогая электроника: компьютер, телевизор, домашний кинотеатр?
Спастись от этой беды можно. Достаточно подключить УЗИП для частного дома в отдельном щитке и возложить на него защиту от случайной аварии.
Только один человек сказал, что планирует решить этот вопрос. Остальные же отложили его рассмотрение до лучших времен. Вот я и решил объяснить его подробнее.
Содержание статьи
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:
- питающую ЛЭП;
- близлежащие деревья и строения;
- 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.
Устройство защиты от импульсных перенапряжений: как правильно выбрать и установить модуль
Представьте картинку, когда накопленная энергия статического электричества между движущимися на больших расстояниях облаками разряжается молниеносным ударом по зданию или питающей его ЛЭП.
Усредненная форма импульса тока приведена ниже. Она вначале круто возрастает примерно за 10 микросекунд, а затем, достигнув своего апогея, начинает плавно снижаться. Причем спад до середины максимального значения тока происходит через 350 мкс и продолжается дальше до нуля.
Этот импульс грозового разряда создает перенапряжение в сети, которое примерно повторяет форму тока, но может отличаться за счет работы ограничителей перенапряжения, установленных на воздушной ЛЭП.
Форма такого импульса, обработанного разрядниками, показана чуть правее, а обычная синусоида частотой 50 герц для сравнения ниже.
Ограничители перенапряжения ЛЭП работают за счет пробивания калиброванного воздушного зазора повышенным импульсом разряда. В обычном состоянии его сопротивление исключает протекание токов от напряжения нормальной величины.
У высоковольтных линий электропередач ограничители имеют довольно внушительные размеры.
На воздушных ЛЭП 0,4 кВ их габариты значительно меньше. Они располагаются на опоре рядом с изоляторами.
Ограничители перенапряжения ВЛ способны погасить очень высокое напряжение разряда молнии только до 6 киловольт. Такой импульс имеет измененную форму нарастания и спада напряжения с характеристикой 8/20 мкс. Он поступает на вводные устройства вашего дома.
Защита перенапряжения ЛЭП его сильно урезала и преобразовала. Но этого явно недостаточно для обеспечения безопасности оборудования и жильцов.
Бытовая проводка 220/380 вольт выпускается с изоляцией, способной противостоять импульсам 1,5÷2,5 кВ. Все, что больше, ее пробивает. Поэтому требуется использовать дополнительное устройство защиты от импульсных перенапряжений для частного дома.
Ассортимент таких конструкций обширен. Их необходимо уметь правильно выбирать и монтировать.
УЗИП для сети 0,4 кВ выпускаются на 2 режима возможной аварии для гашения:
- тока разряда с формой 10/350мкс, который не претерпел изменений от ОПН воздушной ЛЭП;
- импульса перенапряжения с характеристикой 8/20мкс.
По этим факторам удобно при выборе УЗИП пользоваться алгоритмом, который я показал картинкой ниже.
Однако следует представлять, что практически нет устройств, способных разово погасить импульс 6 киловольт до безопасной для бытовой проводки величины в 1,5 кВ.
Этот процесс происходит в три этапа. Под каждый из них используется свой класс УЗИП, хотя есть небольшие исключения из этого правила.
Модули класса 1 способны снизить импульс перенапряжения с 6 до 4 кВ, который проникает:
- после ограничителей ЛЭП;
- или наводится от тока разряда молнии, стекающего по молниеотводу;
- либо ее удара в близко расположенные строения, деревья, почву.
УЗИП класса 1 устанавливают во вводном щиту здания внутри отдельной герметичной пожаробезопасной ячейки. Пренебрегать этим правилом опасно.
При монтаже следует правильно прокладывать защищаемые кабели. Они не должны пересекаться с отводом аварийных токов на контур земли и приходящими, не подвергнутыми защите магистралями.
От сверхтоков модули спасают силовыми предохранителями с плавкими вставками.
Автоматические выключатели для этих целей не приспособлены. Их контакты не выдерживают создаваемые импульсные перегрузки. Они привариваются, а повреждение продолжает развиваться.
Следующий класс УЗИП №2 снижает импульс перенапряжения с четырех до 2,5 кВ. Его ставят в следующем по иерархии распределительном щите, например, квартирном. Он дополняет работу предшествующего модуля, но может использоваться и автономно.
Класс №3 устройства защиты от импульсных перенапряжений может выполняться модулями, устанавливаемыми на DIN-рейку или комплектами, встраиваемыми в бытовые приборы, удлинители, сетевые фильтры.
УЗИП класса 3 способен обеспечивать безопасность только после срабатывания защиты класса №2. Он ставится последовательно за ней потому, что от 4-х киловольт сгорает.
Производители побеспокоились о сложности выбора правильной конструкции УЗИП и предлагают комплексное решение этого вопроса общим модулем, называемым 1+2+3.
Он ставится в отдельном боксе. Однако, цена такой разработки не всем по карману.
Защита от импульсного перенапряжения: частный дом с однофазным питанием
Монтаж электропроводки в частном доме, особенно выполненном из древесины и горючих материалов, требует тщательного соблюдения правил электрической безопасности.
Необходимо учесть, что здание может быть запитано по разным схемам заземления:
- типовой старой TN-C;
- либо современной, более безопасной TN-S или ее модификациям.
Разберем оба случая.
Схема подключения УЗИП: 2 варианта по системе заземления TN-S
На картинке ниже представлена развернутая схема с защитой комбинированного класса 1+2, которое используется для установки после вводного автоматического выключателя.
Варистор ограничителя перенапряжения встроен в корпус модуля, защищает электрическую схему от прямых или удаленных атмосферных разрядов молний.
Традиционный для всех УЗИП сигнальный флажок имеет два цвета:
- зеленое положение свидетельствует об исправности устройства и готовности к работе;
- красное — о необходимости замены в случае срабатывания или перегорания.
Такой модуль может применяться во всех системах заземления, а не только TN-S. Он имеет 3 клеммы подключения:
- сверху слева L — фазный провод;
- сверху справа PE — защитный проводник заземления;
- снизу N — нулевой провод.
УЗИП защищает электросчетчик и все цепи после него.
На очередной схеме показан вариант использования защиты с УЗО. После него создается дополнительная шинка рабочего нуля N1, от которой запитаны все потребители квартиры.
Схема вроде понятна, вопросов не должно возникнуть.
Для дополнительных систем заземления TN-C-S и ТТ предлагаю к изучению и анализу еще две схемы. У них УЗИП монтируется тоже во вводном устройстве.
Цепи подключения счетчика, реле контроля напряжения РКН и УЗО, а также потребители подробно не показываю. Но принцип понятен: используется защитная шина PE.
А вот в старой системе заземления ее нет, за счет чего снижается надежность и безопасность. Но все же она осуществляет защиту, поэтому и рассматривается.
Схема подключения УЗИП по системе заземления TN-C
Отсутствие шины РЕ диктует необходимость подключения УЗИП только между потенциалами фазного провода и PEN. Других вариантов просто нет.
Слева показан способ монтажа защиты для однофазной проводки, а справа — трехфазной.
Импульс перенапряжения снимается по принципу создания искусственного короткого замыкания в питающей цепи.
Защита от импульсного перенапряжения: частный дом с трехфазным питанием
Разбираю принципы подключения УЗИП на примере разных систем заземления.
Схема подключения УЗИП для трехфазного питания дома по системе TN-S
Защита проводки возложена на:
- трехполюсный вводной автоматический выключатель;
- однополюсные и трехполюсные автоматы отходящих линий;
- устройство защиты от импульсных перенапряжений комбинированного типа 1+2+3.
Учетом электроэнергии занимается трехфазный электросчетчик. После него в цепях рабочего нуля образована дополнительная шинка N1. От нее запитываются все потребители.
Шинки N и РЕ, модуль УЗИП подключены стандартным образом.
При раздельном использовании защит классов №1, 2, 3 следует распределять их по зонам I, II, III.
Проникновение импульсов перенапряжения со всех сторон потенциалов фаз, рабочего нуля и соединенного с контуром земли оборудования блокирует включение модулей между шинами фаз, нуля и РЕ.
Схема подключения УЗИП: 2 варианта для трехфазного питания дома по системе TN-C
В предлагаемой разработке показан не чистый вариант подключения защит под систему заземления TN-C, а рекомендуемая современными требованиями модификация перехода на TN-C-S с выполнением повторного заземления.
Проводник PEN по силовому кабелю от питающей трансформаторной подстанции подается на свою шинку, которая подключается перемычкой к сборке рабочего нуля и шине повторного заземления.
Трехполюсный УЗИП, включенный после вводного автомата, защищает электрический счетчик и все его цепи, включая УЗО, от импульсов перенапряжения. Напоминаю, что он должен монтироваться в отдельном несгораемом боксе.
При отсутствии повторного заземления нижняя клемма модуля УЗИП подключается на шину PEN проводника отдельной жилой, а проводка работает чисто по старой системе TN-C.
Еще одна методика снижения нарастающего фронта броска импульса перенапряжения показана ниже. Здесь работают специальные реактивные сопротивления — дросселя LL1-3 с индуктивностью от 6 до 15 микрогенри, подбираемые расчетным путем.
Они используются при близком расположении оборудования для создания небольшой задержки срабатывания защиты, необходимой по условиям селективности.
Их монтируют в отдельном защитном щитке совместно с УЗИП. Так проще выполнять настройки и периодические обслуживания, профилактические работы.
Считаю, что необходимо указать еще на один вариант использования ограничителей перенапряжения и разрядников, которым иногда пренебрегают владельцы сложной электронной техники.
В отдельных ситуациях, как было у меня в электротехнической лаборатории на подстанции 330 кВ. Настольный компьютер подвергался различным видам облучения электромагнитных полей с частотами низкого и высокого диапазонов. Это сказывалось на отображении информации и даже быстродействии.
Выход был найден за счет создания мощного экранирующего чехла и подключения его к отдельному функциональному заземлению.
Однако при ударе молнии в рядом расположенную почву или молниезащиту такой путь может стать источником опасности. Исправить ситуацию позволяет метод создания дополнительной гальванической развязки.
Ее создают подключением разрядника. У меня использовалась разработка компании Hakel, как показано на картинке выше.
3 главных ошибки электрика в схемах молниезащиты
Отвод случайного разряда молнии от здания и ликвидация опасных последствий перенапряжения — это сложная и ответственная техническая задача, требующая:
- тщательного инженерного расчета;
- надежного монтажа;
- своевременного профилактического обслуживания.
Три перечисленных пункта требуют профессиональных знаний и опыта, которыми обладает далеко не каждый специалист.
Отличает профессионала от других электриков не наличие диплома об образовании, количество сертификатов или положительных отзывов, а готовность взять на себя всю полноту материальной ответственности за проделанную работу и причиненный ущерб в случае допущения ошибки на любом вышеперечисленном этапе.
Расчет проекта молниезащиты
Он должен выполняться по двум направлениям:
- внешней схеме отвода тока разряда;
- внутренней ликвидации импульса перенапряжения с полным учетом местных условий.
На расчет конструкции влияют характеристики грунтов, форма и габариты здания, условия подключения электроэнергии и многие другие факторы.
Их требуется просчитать, смоделировать, подвергнуть испытаниям специализированными компьютерными программами и внести необходимые усовершенствования.
Но есть и другой путь — собрать доступную информацию самостоятельно, например, с интернета и рискнуть безопасностью дома и жильцов: вдруг пронесет. Грозы то бывают не каждый день, авось… (Так поступает большинство, причем часто по незнанию.)
Монтаж внутренней и внешней молниезащиты
Попробуйте ответить на простой вопрос: можно ли изготовить надежно работающую систему без точного проекта, учитывающего аварийные и эксплуатационные режимы?
А ведь так поступают многие владельцы домов. В итоге создаются контуры заземления с завышенным электрическим сопротивлением, ненадежные молниеотводы, что превращает задуманную защиту в ловушку молний, когда молниеприемник притягивает на себя грозовой разряд, а его энергия не отводится на потенциал земли, а прикладывается к зданию.
Ошибки монтажа внутренней молниезащиты ведут к выгоранию бытовой проводки, повреждению дорогого оборудования, бесполезной трате денег, времени.
Профилактическое обслуживание систем молниезащиты
Здесь надо учитывать, что любая техника не только морально изнашивается, но и естественно стареет.
Электрические характеристики грунта меняются в зависимости от погоды, сезона, влажности. Электронные защиты на УЗИП при срабатывании, как и их предохранители могут выгореть. Контактные соединения собранных цепочек со временем увеличивают сопротивление.
Все эти процессы требуется контролировать внешним и внутренним осмотром, выполнением электротехнических измерений точными специализированными приборами.
Внутри многоэтажного здания вопросами внутренней и внешней молниезащиты занимается эксплуатирующая организация ЖКХ со своими работниками. Владелец частного дома решает их самостоятельно и выполнить их обязан надежно и качественно привлечением специалистов лабораторий.
В статье я привел типовые схемы, показывающие как подключить УЗИП для частного дома и постарался кратко объяснить принципы их работы.
Дополняет этот материал видеоролик владельца Василия Юферева. Обратите внимание на комментарии: отдельные люди так и не поняли роль этой защиты.
Если у вас возникли вопросы по изложенной теме, то воспользуйтесь разделом комментариев. Обсудим.
Ограничитель импульсных перенапряжений: принцип работы, схемы подключения
В промышленных и бытовых электрических сетях устанавливается оборудование, которое работает в заданных пределах силы тока и напряжения. Однако на питающих трансформаторных подстанциях, мощных силовых электродвигателях приходится периодически менять режимы работы. Переходной процесс характеризуется резким импульсным повышением электрических параметров сети. Наиболее опасными являются атмосферные разряды в виде молний, где импульсный скачок перенапряжения достигает критической величины способной вывести из строя электрическое оборудование. Для предотвращения таких аварийных ситуаций используется ограничитель импульсных напряжений.
Принцип работы
В импульсных переходных процессах изменение напряжения происходит значительно быстрее, чем силы тока. Поэтому классические всем известные защитные автоматы по току здесь будут неэффективны. Наличие в составе ограничителя с полупроводниковым элементом, имеющим нелинейную вольтамперную характеристику, обеспечивает приборы электрической сети защитой от высокого импульса напряжения.
Как видно из графика, при номинальном значении напряжения сопротивление полупроводника (его называют варистором) достаточно большое и ток, проходящий через него практически нулевой (зона 1). При действии на варистор высоковольтных импульсов (зона 2) сопротивление его резко уменьшается, приближаясь к почти нулевому значению (зона 3). В таком варианте варистор ограничителя будет выступать в качестве шунтирующего соединения воспринимающего на себя всю токовую нагрузку, которая направляется на заземляющий контур.
Конструкция
Кроме основного элемента — варистора с нелинейными характеристиками, ограничитель перенапряжения отличает специальный корпус из фарфора или полимера. Сам варистор изготавливается в большинстве случаев из вилитовых дисков (из особого керамического состава с основой в виде оксидов цинка со специальными добавками). Диски покрываются изолирующей обмазкой и устанавливаются в корпусе.
В зависимости от условий эксплуатации ограничители перенапряжения могут иметь различные исполнения.
- Для установки на линиях электропередач и защиты оборудования на промышленных объектах.
- Защита от пиковых импульсов бытового оборудования дома или квартиры обеспечивается компактными, с привлекательным дизайном устройствами.
На изображении цифрами обозначены следующие конструктивные элементы:
- 1 — корпус;
- 2 — предохранитель, срабатывающий после прохождения импульса напряжения, с параметрами силы тока короткого замыкания;
- 3 — варисторный модуль, легко сменяемый без отключения базового элемента;
- 4 — индикатор, показывающий текущий ресурс работы устройства;
- 5 — насечки на контактных зажимах, увеличивающие плотность и площадь соприкосновения с целью предотвращения оплавления проводов в результате нагрева.
Технические характеристики
Помимо конструктивного исполнения не менее важным фактором при выборе необходимого ограничителя (импульсных) перенапряжений (ОПН) служат его следующие основные технические параметры.
- Максимальное рабочее напряжение, которое действует на ОПН неограниченно долго, не нарушая его работоспособности.
- Максимальное напряжение, действующее на ОПН в течение заданного производителем времени не вызывая в нем никаких повреждений.
- При приложении к концам ОПН рабочего напряжения измеряется ток, проходящий через изоляцию. Этот параметр называется током утечки. Величина его в исправном состоянии ограничителя стремится к нулю.
- Разрядный ток — его величина определяет принадлежность ограничителя перенапряжения в защите от различных факторов вызывающих скачок напряжения: грозовые, электромагнитные, коммутационные.
- Способность выдерживать работу в аварийном режиме сохраняя целостность всех конструктивных элементов.
Виды
Классификация ограничителей (импульсных) перенапряжений определяется государственными стандартами. В нормативных документах обозначаются основные требования к устройствам защиты в зависимости от характера источника. Различаются следующие группы защиты от перенапряжения:
- от замыканий на высокой стороне низковольтных сетей;
- от воздействия грозовых разрядов и скачков напряжений, вызванных переключением промышленных электроустановок;
- от возможных перенапряжений, вызванных электромагнитными факторами.
В зависимости от принадлежности к конкретному виду решаемого вопроса ограничители импульсных перенапряжений могут отличаться друг от друга такими параметрами.
- Класс напряжения. Ограничители защищают цепи рабочее напряжение которых варьируется от меньше, чем 1 кВольт до значительно больших значений. Существуют, например, ОПН на классы напряжения 0.38 кВольт и 0.66 кВольт, ОПН на классы напряжения 3, 6, 10 кВольт и другие.
- Материал изоляционной рубашки. Наибольшее распространение получили фарфор и полимеры.
Керамические ОПН обладают хорошей устойчивостью к солнечному свету, имеют достаточную механическую прочность, что расширяет возможности эксплуатации в разных условиях. Ограничивают применение лишь большие весовые характеристики и характер распространения осколков при разрыве с точки зрения безопасности.
Полимерные ОПН успешно конкурируют с фарфоровыми. При многократно меньших весовых характеристиках и практически безопасным в случае разрушения избыточным давлением, они нисколько не уступают по диэлектрическим свойствам. К недостаткам относится способность к покрытию поверхности пылью, что повышает ток утечки и вызывает пробой изоляции. В эксплуатации они больше подвержены влиянию солнечной радиации и колебаниям температур внешней среды, чем фарфоровые ограничители (импульсных) перенапряжений.
- Класс защищенности. От герметичного изготовления корпуса ОПН зависит возможность его установки на открытом воздухе или внутри помещения, что собственно определяет этот показатель.
- Одноколонковые ОПН. Состоят из одного модульного блока варисторов с различным набором дисков из защитного полупроводникового элемента, рассчитанных на все классы напряжений.
- Многоколонковые ОПН. Состоят из нескольких модульных блоков. Отличаются большей надежностью, чем одноколонковые конструкции.
Что означает аббревиатура УЗИП
УЗИП расшифровывается, как устройство защиты от импульсных перенапряжений. В перечень входящих в УЗИП приборов кроме ограничителей перенапряжения входят уже устаревающие вентильные и искровые разрядники. Последние применяются в сетях высокого напряжения (ЛЭП).
Применение в качестве материала варисторов полупроводников, позволило сделать габариты УЗИП настолько компактными, что стало возможным применение в качестве защиты от импульса напряжения в частных домах и квартирах.
Как подключить УЗИПы в домашних условиях
Правила устройства энергоустановок регламентируют обязательную установку УЗИП в домах, где электроснабжение производится проводами воздушных линий и с относительно длительным периодом наличия гроз. На рынке присутствует большое количество моделей УЗИП таких, например, как ограничители импульсных напряжений ОИН 1, ОПС 1, ОПН — РВ и много других, габариты которых позволяют разместить их во вводном щитке электроснабжения частного дома.
Электроснабжение дома может быть организовано по однофазной или трехфазной схемах. Различными могут быть и организация системы заземления домашней электросети.
На представленном ниже изображении — схема подключения УЗИП в однофазную электрическую схему. Система заземления с двумя нулевыми проводами: один выступает в качестве нейтрального проводника соединенного с землей, а второй используется как защитный провод.
В схеме:
- фаза — обозначена черным проводом;
- нулевой — обозначен синим проводом;
- зеленый — защитный заземляющий провод.
На следующем изображении представлена схема подключения УЗИП в трехфазную электрическую схему. Конструкция устройства защиты и счетчика выполнены для трехфазной сети. Заземление оборудовано по тому же принципу, что и в примере с подключением в однофазную цепь.
В схеме:
- черный провод — первая из трех фаз;
- красный провод — вторая из трех фаз;
- коричневый — третья фаза;
- синий — нулевой заземляющий провод;
- зеленый — защитный провод заземления.
Рекомендации по монтажу
Если следовать рекомендациям по установке и подключению ограничителя импульсных перенапряжений, устройство будет гарантировать безопасную работу бытового оборудования.
- Важно иметь очень надежное заземление. Защита с ненадежным контуром заземления даже при не очень большом скачке импульса напряжения приведет к аварийной ситуации в виде сгоревших электроприборов и самого щитка.
- Необходимо соблюдать соответствие класса защищенности УЗИП с местом установки щитка. Если щиток находится на улице, а устройство предназначено для работы в помещении то в лучшем случае оно выйдет из строя, в худшем нанесет вред домашней электросети.
- Для обеспечение надежной защиты в некоторых случаях требуется установка УЗИП разных классов защищенности.
- Не всякое защитное устройство подходит к конкретному виду заземления домашней электросети. Следует внимательно изучить техническую документацию приобретаемого устройства, чтобы не выбрасывать на ветер деньги на достаточно дорогое устройство.
- Важно правильно подключить схему, без нарушений. В случае отсутствия навыков электрика не стоит браться за работу. Квалифицированный специалист выполнит ее правильно, без особых затруднений.
Удары молнии, обрывы линий электропередач или аварии на трансформаторных подстанциях предсказать невозможно. Установка ОПН защитит от непредвиденных неприятностей.
Видео по теме
Хорошая реклама
ОИН-1 ограничитель импульсных напряжений: схема подключения, принцип работы
На каждой установке с воздушных выводом должны быть ограничители, которые помогают справиться со скачками напряжения. В этой статье говорится о том, как подключить ограничитель, а также приведены несколько схем.
Предназначение и принцип действия ОИН-1
Устройство ограничителя импульсных напряжений необходимо для предохранения сети с показателем 380/220 В. Это классическое напряжение для работы электросетей. Резкие перепады напряжения могут образовываться из-за ударов молний. Из-за грозы также образуется контактная разность в почве.
Как выглядит устройствоТакже напряжение может меняться из-за всплеска в электросети. Они образуются при подключении или выключении различных приборов в одну сеть. Резкие скачки могут образовываться при присоединении мощных электрических приборов или каких-нибудь систем.
Принцип действия прибора: изнутри ОИН-1 оснащен варистором. По принципу работы они похожи на разрядники, которые применялись раньше.
УЗИП в щиткеВ таком случае устройство будет устанавливаться параллельно предохраняемой электроцепи.
Если же по каким-то причинам величина напряжения в сети станет больше разрешенной, прибор просто замкнет проводку, таким образом предупредив угрозу от включенных за ним бытовых приборов.
Чтобы понять, исправен прибор или нет, необходимо обратить внимание на цвет индикатора. Если он зеленый, то модуль будет в исправном состоянии, а если красный, то его необходимо поменять.
Сфера применения
Ограничитель типа ОИН-1 используется достаточно часто. Его подключают в вводные щитки или для учёта потребителей. Желательно подключать его до счетчика, чтобы обезопасить и его.
Маркировка от производителяЕсли необходимо построить дом и подсоединить всю территорию усадьбы к источнику электрической энергии – в техническом плане для такого подключения уже прописана норма установки ОИН-1 для защиты от скачков напряжения. Но это указание выполняется в основном, как прописано в правилах устройства электроустановок – при воздушном вводе провода.
Технические параметры
Таблица основных характеристик ОИН-1:
| Стандартное напряжение | 220 В |
| Номинальный разрядный ток | 6 |
| Максимальный РТ | 13 |
| Остаточное напряжение | 2200 |
| Уровень защиты | не ниже IР21 |
| Температурный режим | от -50 до +55 |
| Параметры устройства (размеры) | 80 × 17,5 × 66,5 |
| Вес | 0,12 кг |
| Срок службы | 3–3,5 года |
Схемы подключения прибора
Подключение может быть однофазное и трехфазное. У прибора ОИН-1 есть ряд похожих устройств от различных производителей бытовых приборов, потому все схемы подключения почти похожи. Стандартная схема описана ниже. Ее можно применять под все типы устройств.
ОИН 1 схема подключенияВ первом случае подключение выполнено параллельно к цепи, а во втором – последовательно с размыкателем. Проще говоря, в итоге включения ОИН-1 во время скачков напряжения размыкатель будет обрывать цепь питания, чтобы миновать риск возникновения пожара в системе и прохождения тока по электродуге.
Внимание! Кроме грамотной установки нулевого и фазного проводников, достаточно важную роль играет длина самого кабеля.
От метки подключения в клемме прибора до заземляющей шины общая длина проводов должна быть не больше 50 см.
Что использовать перед УЗИП — автоматы или предохранители
Для постоянного снабжения помещения энергией рекомендуется подключать автоматический выключатель, который будет выключать УЗИП.
После попадания молнииПодключение этого автомата определяется также тем, что в период отвода импульса образуется, как говорят, сопровождающий ток.
Но гораздо легче приобрести модульные предохранители. Рекомендуется выбирать устройство типа GG.
Они могут защищать весь диапазон сверхтоков. Даже если ток вырос несильно, то предохранитель такого типа все равно его выключит.
Возникновение ошибок при подключении
Одна из популярных ошибок – это подключение УЗИП в щит с неправильным контуром заземления. Смысла от этой защиты вообще не будет. И при первом попадании молнии щиток сгорит.
Вторая ошибка – это неверная установка, исходя из системы заземления. Необходимо следовать техдокументации УЗИП, а получить консультацию у профессионального мастера или просто вызвать электрика на дом.
Типы ограничителейТретье заблуждение – применение УЗИП неподходящего типа. Существует всего три типа импульсных защитных приборов, и все они должны использоваться, подключаться в свои щитки.
Схему подключения ОИН-1 (ограничитель импульсных напряжений) можно найти на специализированных сайтах для электриков. Там же мастера могут дать полезный совет и рассказать о пошаговом подключении своими руками.
В заключение необходимо отметить, что ограничители импульсных напряжений должны быть в каждой электрической цепи. Это поможет предотвратить замыкания и риск возникновения пожаров. Если у человека нет опыта работа с проводкой, то желательно вызвать профессионального электрика.
Использование термистора NTC в качестве ограничителя перенапряжения
Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) — это устройство, которое подавляет скачок тока при включении путем сопротивления току за счет временного повышения температуры тела. Это повышение температуры происходит из-за внезапного броска тока включения, который, в свою очередь, способствует повышению температуры NTC и увеличению значения его сопротивления.
Когда ток снижается, температура устройства также снижается, и его сопротивление току возвращается к допустимому значению, так что нагрузка может нормально работать.
В этом посте мы узнаем, как использовать NTC в схемах для подавления импульсных токов при включении питания. Мы также изучаем техническое описание и электрические характеристики NTC.
Сегодня электроника становится все более компактной и легкой, в основном благодаря использованию компактных преобразователей, которые полностью устранили старые трансформаторы с сердечником из железа.
Однако за это пришлось заплатить, эти устройства стали слишком уязвимы для включения скачков напряжения.
Но у электроники всегда есть подходящие ответы, какие бы проблемы ни были. Термисторы NTC созданы именно для решения этой проблемы, то есть пусковых импульсных токов при включении питания.
Что такое NTC
Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) — это полупроводник, содержащий оксиды металлов. Он показывает электрическое сопротивление, которое очень предсказуемо меняется с теплом.
Сопротивление существенно отличается в зависимости от нагрева, намного больше по сравнению с обычными резисторами
.
Они невероятно чувствительны к изменению температуры, очень точны и взаимозаменяемы.
Они обладают широким температурным диапазоном, что позволяет герметично упаковывать их и использовать во влажных условиях.
Основные характеристики:
* Долговечность, превосходная стабильность
* Компактность, надежность, высокая стойкость к импульсным токам
* Быстрое время реакции на импульсный ток
* Широкий рабочий диапазон
* Значительная константа элемента (значение B), минимальное сопротивление покоя .
Как работает NTC
NTC обладает особым свойством, благодаря которому он может значительно повышать свое сопротивление при включении питания.
При использовании в электронных схемах это свойство помогает блокировать начальные импульсные токи в подключенной цепи.
Однако в процессе NTC становится относительно теплее, что снижает его сопротивление до более низких уровней, так что нормализованная безопасная мощность впоследствии может передаваться в соседние цепи.
Практическое применение:
Термисторы обычно используются как
* Ограничители пускового тока
* Как датчики температуры
* В виде самовосстанавливающихся предохранителей от перегрузки по току
* В саморегулирующихся нагревательных элементах
* Преобразователи мощности, мощность переключения источник питания SMPS, защита источника бесперебойного питания
* Энергоэффективные фонари, электронные балласты и дроссели,
* Многие уязвимые электронные схемы, цепи питания и т. д.
На следующем изображении показан пример компонента NTC:
Определение термистора NTC по его печатной метке :
Первая цифра «5» указывает сопротивление детали в нормальных условиях.Здесь указано 5 Ом.
Последующий алфавит и цифра указывают диаметр конкретной детали, здесь это 11 мм.
Как подключить термистор NTC в практических электронных схемах
Обычно в электронной схеме NTC подключается последовательно к одному из входов сети.
В качестве альтернативы, он также может быть подключен после мостового выпрямителя, как показано в следующих примерах компактных бестрансформаторных схем 1-ваттного драйвера светодиода с управлением от скачков напряжения.
О Swagatam
Я инженер-электроник (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!
Что такое ограничитель перенапряжения или ограничитель перенапряжения?
Зачем нам нужны ограничители перенапряжения?
Скачки напряжения — очень частое явление, и они могут быть вызваны множеством причин. Помимо включения и выключения мощных электронных устройств, несколько других виновников скачков напряжения включают близлежащие удары молнии, нарушения в линии электропередач и высокочастотный электромагнитный шум.
С годами, по мере развития технологий, электроника становилась все более и более чувствительной к колебаниям электрических токов, питающих их.Микропроцессоры и другие хрупкие компоненты компьютеров и домашнего кинотеатра можно сравнить с темпераментными маленькими дивами: они работают как мечта, но если условия работы станут неблагоприятными, они взорвутся на вас! Из-за этого как никогда важно инвестировать в защиту от перенапряжения.
Как распознать ограничитель перенапряжения?
Независимо от того, знали вы об этом все время или нет, велики шансы, что вы ежедневно контактировали с ограничителями перенапряжения.Проще говоря, ограничитель перенапряжения (или ограничитель перенапряжения ) — это устройство, которое защищает электронное оборудование от повреждений в случае скачка напряжения.
Они могут иметь форму полос, блоков или даже кальмаров , но все ограничители перенапряжения, по сути, представляют собой блоки распределения энергии, которые делают еще один шаг вперед: они улавливают избыточное электричество, прежде чем оно сможет нанести какой-либо ущерб. Наиболее распространенным компонентом отвода энергии, используемым в сетевых устройствах защиты от перенапряжения в наших домах и офисах, является металлический оксидный варистор или MOV.
Как работает MOV?
MOV, обычно изготовленный из оксида цинка, перекрывает разрыв между линиями питания и заземления ограничителя перенапряжения. Пока электрический ток, идущий к ограничителю перенапряжения — и, как следствие, к устройствам, подключенным к нему, — стабильно держится на уровне 120 вольт, MOV в значительной степени сидит и занимается своим делом. Однако, как только он обнаруживает скачок напряжения, MOV мгновенно вмешивается в ситуацию, перехватывая избыточное напряжение от линии электропередачи и отводя его на линию заземления в процессе, известном как «зажим».
На что следует обращать внимание при использовании ограничителя перенапряжения?
Когда вы покупаете ограничитель перенапряжения, обратите внимание на несколько ключевых функций, которые гарантируют, что вы заберете домой качественный продукт:
- Световые индикаторы: Световые индикаторы на устройствах защиты от перенапряжения может держать вас в курсе двух вещей: когда на самом деле происходит скачок напряжения, и о состоянии MOV вашего сетевого фильтра. Важно следить за состоянием MOV, потому что после нескольких хороших скачков он может стать менее эффективным.Благодаря световому индикатору, информирующему вас о том, что происходит внутри вашего ограничителя перенапряжения, вам никогда не придется гадать, получает ли ваша электроника необходимую защиту!
- Список UL: Список UL — отличный способ узнать, что продукт, который вы покупаете, безопасен и соответствует стандартам. Но с такими предметами, как сетевые фильтры, важно обращать внимание именно на , для какого стандарта UL указано устройство! На рынке есть ограничители перенапряжения, которые внесены в списки UL только для своих шнуров питания.Если вы хотите избежать одного из них, убедитесь, что любое устройство защиты от перенапряжения, которое вас интересует, соответствует стандарту UL 1449 , стандарту Underwriters Laboratories для ограничителей перенапряжения.
Находятся ли они дома или в офисе, если какие-либо из ваших ценных электронных компонентов все еще не защищены от скачков напряжения, приходите и посмотрите на CableOrganizer.com. Благодаря нашему широкому выбору ограничителей перенапряжения APC, Tripp Lite и Power Squid®, вы обязательно найдете идеальный вариант, соответствующий вашему бюджету и области применения!
.ИБПи ограничитель перенапряжения
Клиенты часто просят нас объяснить разницу между сетевым фильтром и системой бесперебойного питания (ИБП), а также какое устройство лучше подходит для их среды.
Дело в том, что ни ИБП, ни устройства защиты от перенапряжения (SPD) сами по себе не обеспечат полной защиты коммерческих систем. Наиболее эффективная установка обеспечивается за счет использования комбинации обеих форм регулирования мощности.
Устройства защиты от перенапряжения (или ограничители) обеспечивают именно это: линию защиты от скачков напряжения, которые представляют собой кратковременные высокие напряжения, превышающие 110 процентов от номинального значения. Они часто связаны с ударами молнии и переключением сети, но на самом деле 80% скачков напряжения происходят внутри объекта. Это происходит из-за электрического переключения или других помех, создаваемых различными устройствами в здании. Независимо от источника повышенное напряжение от скачков напряжения может повредить компоненты электрических систем, такие как компьютеры, сети и оборудование для управления технологическими процессами.
Даже если сразу ничего не разрушить, со временем повышенная нагрузка может вызвать преждевременный выход из строя дорогостоящих компонентов. Важно отметить, что защита от перенапряжения не сохранит работоспособность вашего оборудования во время отключения электроэнергии, но повреждающие скачки напряжения происходят гораздо чаще, чем отключения электроэнергии. Правильно спроектированная система резервного питания всегда должна включать каскадный подход к применению защиты от перенапряжения (т. Е. Двухуровневый подход), работающий совместно с ИБП. Первый блок импульсного перенапряжения (входящий SPD) смягчает основное воздействие энергии перенапряжения, в то время как второй блок (ИБП) снижает оставшуюся энергию перенапряжения до несущественного уровня.
ИБП обеспечивает защиту второго уровня от скачков напряжения; его никогда не следует рассматривать как первичное устройство защиты от перенапряжения. Он также постоянно регулирует входящее напряжение и имеет внутреннюю батарею, которая позволяет подключенному оборудованию продолжать работать даже при отключении питания. Чтобы ваши электронные устройства продолжали работать даже при отключении питания, вам понадобится ИБП, а часто и резервный генератор.
Так как же последовательно применять эти устройства? Защита от перенапряжения должна быть установлена на стороне электросети вашего ИБП, в идеале — на байпасной линии.Это обеспечивает следующие режимы защиты:
а. Значительно продлевает срок службы компонентов защиты от перенапряжения в ИБП
b. Обеспечивает защиту от перенапряжения для вашей нагрузки, когда ИБП отключен для обслуживания
Защита от перенапряжения, установленная на ИБП со стороны электросети, также помогает защитить ИБП. Значительный скачок напряжения, такой как удар молнии, может быть связан с более чем 20 кВ и 5 кА. Типичное пропускное напряжение устройства защиты от перенапряжения (включая ИБП) при воздействии этого уровня перенапряжения составляет примерно 2000 В, что все еще достаточно, чтобы вызвать повреждение оборудования.Чтобы устранить это, мы устанавливаем блок перед входом и позволяем ИБП смягчать эффекты оставшейся энергии скачков, то есть снижать конечное пропускное напряжение до примерно 200 В, что значительно ниже точки, которая может вызвать повреждение.
Кроме того, может оказаться целесообразным установить SPD между выходом ИБП и системой распределения нагрузки. Это особенно актуально, если панель нагрузки расположена на большом расстоянии от ИБП. Чем больше расстояние, тем выше вероятность того, что внутренний всплеск может повлиять на нагрузку.
Итак, какая форма защиты электропитания лучше всего подходит для вашей среды? Ответ — оба. Критически важные серверы, рабочие станции, ПК, POS- и VoIP-оборудование, а также другие ключевые бизнес-устройства защищены путем подключения ИБП, гарантирующего, что они могут работать в случае отключения электроэнергии и, при необходимости, корректно отключиться, если питание остается на длительный период времени. Устройства защиты от перенапряжения также необходимы для защиты как критически важного оборудования, так и самого ИБП.
Для получения дополнительных разъяснений по часто задаваемым вопросам, связанным с питанием, обратитесь к Руководству по основам управления ИБП и питанием.
.Ограничители перенапряжения и системы ИБП для дома и офиса
Зачем вам определенно нужен сетевой фильтр
Скорее всего, вы живете в доме с такими гаджетами, как телевизор, компьютер и различная электроника. Знаете ли вы, что эти элементы могут быть легко повреждены и не подлежат ремонту в случае скачка напряжения? Вместо того, чтобы вставлять дорогие предметы прямо в стену, рекомендуется подключить их к сетевым фильтрам. Они будут служить для ограничения мощности, подаваемой на электрические устройства, и предотвращения повреждений или возгорания.Это стоит того!