Комбинированные узип (класса i + класса ii)

Причины возникновения импульсного перенапряжения

ИП может происходить как по технологическим, так и по природным причинам. В первом случае резкий перепад разности потенциалов происходит, когда на трансформаторной подстанции, откуда идет питание конкретной линии, возникает коммутационная перегрузка. Импульсное перенапряжение, вызванное природными причинами, случается, когда во время грозы мощный разряд бьет в молниезащиту сооружения или линию электрической передачи. Независимо от того, чем вызван скачок напряжения, он может быть очень опасен для домашней электросети, поэтому для эффективной защиты от него требуется подключить УЗИП.

Схема подключения

Защитные устройства подключаются по разным схемам в зависимости от сетевого напряжения 220 и 380 V. Такие сети могут использоваться в однофазной сети или трехфазной. Основным приоритетом схемы является ее бесперебойная или безопасная работа. В первом случае допускается временное отключение от молниезащиты во избежание перебоев в электроснабжении. Второй вариант не допускает такого отключения даже на короткое время, возможно лишь полностью отключить подачу электричества.

Чаще всего подключение УЗИП выполняется в однофазных сетях с заземляющей системой TN-S или ТТ. В этом случае к защитному устройству выполняется подключение фазного, а также двух нулевых проводников – рабочего и защитного. Вначале фазный провод и ноль подключаются к своим клеммам, после чего через общий шлейф они выводятся на линию с оборудованием.

Защитный проводник соединяется с заземляющим проводом. Монтаж УЗИП в однофазной сети выполняется сразу же за вводным автоматом. Все контакты прибора имеют свои обозначения, поэтому проблем с подключением обычно не возникает.

Представленная схема подключения используется для трехфазной сети, подключенной к заземляющей системе по варианту TN-S или ТТ. От однофазной она отличается наличием пяти проводников, идущих от источника питания. В их число входят три фазных и два нулевых проводника – рабочий и защитный. Три фазы и ноль подключаются к клеммам, а защитных проводник соединяется с корпусом электроприбора и землей, выполняя функцию своеобразной перемычки.

При использовании системы заземления по схеме TN-C, существует еще одна возможность произвести подключение УЗИП в трехфазной сети. Основным отличием является соединение рабочего и защитного проводников в общий провод PEN. Данная схема подключения считается устаревшей и применяется в домах старой постройки, где отсутствует заземление и заземляющие проводники.

В случае возникновения перенапряжения в каждом из трех вариантов высокий ток направляется в сторону земля при помощи монтажа заземляющего или общего защитного провода, не позволяя импульсу причинить вред оборудованию.

Классификация УЗИП

Благодаря разделению электрических сетей по типам, устройства их защиты так же были разделены на типы. Существующие сегодня классы УЗИП имеют номерные и буквенные обозначения, соответствующие схеме подключения.

Устройства первого класса, они же класс B, ставятся в щитки, защищающие целые дома. Они принимают на себя первый удар, и снижают напряжение до допустимого для следующего класса уровня.
Второй класс обозначается буквой C. Установка УЗИП этого типа необходима для частных и небольших домов. Они ещё сильней смягчают стихийный импульс, который уже может быть без проблем заглушен сетевыми фильтрами, или самими домашними приборами.
ОПН третьего класса под литерой D доводят полученный импульс до обычного бытового значения. Такие устройства гораздо проще и дешевле, чем ограничители B класса, поэтому могут входить в состав бытовой техники.

Проще говоря, разницу между ними можно свести к определению: разная степень защиты, но дополнение в случае необходимости.

Ошибки при подключении

Плохое заземление: перед монтажом УЗИП необходимо удостоверится в надёжности заземления – оно должно выдерживать сбрасываемые на него импульсы и быть в исправном состоянии, иначе в первой же грозе сгорит, потянув за собой на тот свет всю электрощитовую.
Ошибка в схеме подключения: устройство надо ставить со знанием схемы заземления, используемой в щитке. Если такого знания нет, лучше доверить монтаж специалисту, обслуживающего домовые электролинии, либо максимально близко знакомого с ними.
Не тот класс, не в том месте: есть несколько классов УЗИП, и каждый из них предназначен для определённых типов щитовых. Неправильный подбор устройства может стоить жизни домашней технике.

Трёхфазная сеть система заземления TN-S

Отличается от однофазной схемы тем, что использует три питающих проводника вместо одного. Схема используется по всей Европе, отечественный потребитель знает её по евророзеткам с тремя гнёздами. Подключение УЗИП в трёхфазной сети этого типа необходимо делать до вывода напряжения к конечным устройствам.

Общая характеристика схем TN-S

Отличие от устаревшей советской TN-C, европейская схема срабатывает быстрее, и предотвращает утечку энергии, что позволяет не заземлять сами защищаемые устройства.
Благодаря разделению линий заземления и нуля, их техническое обслуживание проводится реже, а эффективность защиты повышается.
Отпадает необходимость в перемычках между корпусом защитной аппаратуры и заземляющего контура, что работает на эстетичность, одновременно устраняя рабочие неудобства.
Повышается эффективность защиты чувствительной техники, за счёт устранения помех высоких частот.

Назначение УЗИП

До недавних пор основными средствами защит от перепадов напряжения считались УЗМ – устройства защитные многофункциональные. Они надежно защищали оборудование при наступлении аварийных ситуаций. Эти приборы массово устанавливаются в квартире, а также владельцами частных домов, и ни у кого не возникает сомнений в их целесообразности. С УЗИП наблюдается совершенно другая ситуация. Многие хозяева просто не понимают, что такое УЗИП и для чего нужен, ведь на объекте уже установлены УЗМ?

УЗИП обеспечивает защиту не от какого-то незначительного повышения напряжения с 220 до 380 вольт, а от мгновенного импульса, достигающего нескольких киловольт. При таких высоких значениях реле напряжения становится просто бесполезным, поскольку оно выйдет из строя вместе с другим оборудованием.

С другой стороны, УЗИП в силу своей специфики, не способно защитить сеть от перепадов в десятки или сотни вольт. Таким образом, не существует альтернативы УЗИП или реле напряжения, каждое из этих устройств используется отдельно, функционально дополняя друг друга и повышая тем самым степень защищенности объекта.

Импульсное высокое перенапряжение возникает даже при ударах молнии на значительном расстоянии от воздушной линии. Удар в ЛЭП на опоре может произойти очень далеко от дома, а импульс с высокой вероятность все равно проникает в домашнюю сеть. Общая протяженность кабелей и проводов в современных домах может достигать нескольких километров. Принимая на себя грозовой импульс, они получают огромное наведенное напряжение, с которым сможет справиться только УЗИП. После его срабатывания сеть оказывается обесточенной, и вся электроника остается в целости и сохранности.

Принцип действия

После подключения УЗИП по соответствующей схеме он начинает пропускать ток. Как только случается скачок напряжения расчётной мощности, происходит сброс избыточной мощности на землю. Принцип работы позволяет устройству выдержать лишь определённое количество срабатываний, после чего потребует полной замены.

Для наглядности состояния пригодности, многие ОПН – ограничители переменного напряжения – снабжают цветовым индикатором:

зелёный цвет означает пригодность;
красный цвет сообщает о необходимости замены.

Если нет возможности заменить вышедший из строя аппарат, рекомендуется его демонтировать – так будет меньше проблем. Так, как работает УЗИП, не работают другие системы защиты.

УЗИП DEHNcube

УЗИП для применения в фотоэлектрических установках cо степенью защиты IP 65

Готовое к монтажу комбинированное УЗИП для применения в фотоэлектрических установках cо степенью защиты IP 65
Простая реализация защиты от импульсных перенапряжений, обеспечивающая отсутствие площади под установку в распределительном щите
Отсутствие опасности воспламенения при перегрузках благодаря размыкающему и короткозамыкающему устройству (запатентованная технология SCI)
Простое, быстрое подключение без применения инструмента с помощью пружинных клемм
Испытаны согласно стандарту EN 50539-11
Для применения в любых фотоэлектрических установках (согласно IEC 60364-7-712)

Исполнение

DEHNcube YPV SCI 1000 1M: двухполюсный ограничитель импульсных перенапряжений в корпусе со степенью защиты IP 65 с трехступенчатым коммутационным устройством постоянного тока для защиты ввода MPP в фотоэлектрических установках до 1000 ВDEHNcube YPV SCI 1000 2M: четырехполюсный ограничитель импульсных напряжений в корпусе со степенью защиты IP 65 с трехступенчатым коммутационным устройством постоянного тока для защиты двух вводов MPP в фотоэлектрических установках до 1000 В

Детали

УЗИП семейства DEHNcube YPV SCI 1000 … отличаются прочностью конструкции и гибкостью применения. Они были разработаны специально для защиты оборудования фотоэлектрических установок. Инновационное трехступенчатое коммутационное устройство постоянного тока (технология SCI) делает эти приборы очень безопасными, удовлетворяющими требованиям современных фотоэлектрических систем.УЗИП DEHNcube YPV SCI 1000 …является первым ограничителем импульсных перенапряжений в корпусе со степенью защиты IP 65, проверенный согласно требованиям нового стандарта EN 50539-11 компанией DEHN. Вследствие этого в отличие от обычных УЗИП, монтируемых на DIN-рейку, отсутствуют проблемы, связанные с поиском места для установки в распределительном щите, также нет необходимости монтажа отдельного щитка, предназначенного только для установки устройств защиты от импульсных перенапряжений. УЗИП DEHNcube YPV SCI 1000 …может быть установлено в непосредственной близости от защищаемого инвертора фотоэлектрической установки, таким образом обеспечивая возможность дополнительного оснащения системой защиты от импульсных перенапряжений уже существующей установки. Конструкция устройства DEHNcube YPV SCI 1000 … дает возможность простого подключения

Для соответствия требованиям безопасности, предъявляемым к фотоэлектрическим установкам, используется устойчивая к повреждениям Y-образная схема, состоящая из трех цепей с варистором и комбинированным размыкающим и короткозамыкающим устройством, интегрированным в один прибор.Такая конструкция повышает надежность устройства защиты от импульсных перенапряжений, что очень важно для фотоэлектрических систем. Это означает, что УЗИП будет надежно защищено в случае перегрузок, что обеспечит отсутствие опасности воспламенения установки

Даже в случае повышения напряжения до 1000 В пост. тока дуга, которая может возникнуть в ограничителе перенапряжений, будет немедленно погашена с помощью размыкающего устройства. Отсутствие опасности воспламенения является основной особенностью УЗИП DEHNcube YPV SCI 1000 … . Устойчивая к повреждениям Y-схема, позволяющая избежать пробоя изоляции в случае повреждения генерирующих цепей, также повышает безопасность устройства.С помощью специального предохранителя, встроенного в короткозамыкающую цепочку, обеспечивается безопасное извлечение модулей из базового элемента, при этом не образуется электрическая дуга, даже в случае повреждения сменного модуля. Уникальная конструкция обеспечивает защиту от импульсных перенапряжений, воспламенения и безопасность персонала. Благодаря этому УЗИП может использоваться в фотоэлектрических установках малой, средней и большой мощности без входного предохранителя.УЗИП DEHNcube YPV SCI 1000 … является специальным устройством для защиты от импульсных перенапряжений класса II, которое можно быстро, напрямую (без дополнительных изолирующих корпусов) установить рядом с защищаемым оборудованием фотоэлектрических генерирующих цепей.Корпус УЗИП DEHNcube YPV SCI 1000 … обеспечивает степень защиты IP 65 и является пыле- и влагонепроницаемым. Интегрированный элемент компенсации давления со специальной воздухо- и водонепроницаемой мембраной для избежания конденсации воды в корпусе имеет важное значение и поэтому входит в стандартную комплектацию прибора.

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.

Трехфазная сеть система заземления TN-C

Советская система заземления, особенностью которой является совмещение нулевого и заземляющего контура, для чего в современных домах с этой схемой и ставятся предохранитель перед УЗИП. А всё потому, что при расчёте третьей фазы в устаревших домах не учитывалась куча современной.

На сегодняшний момент данная схема хоть и существует в эксплуатации, но по возможности заменяется на более безопасные европейские схемы. Если же применение европейской схемы невозможно, например, в многоквартирном доме, то подключение своей электрической сети нужно комплектовать дополнительной защитой.

Как выбрать УЗИП

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

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

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

Четыре степени риска по ГОСТам объединяются в два типа:

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

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

Принцип работы

Все защитные устройства УЗИП разделяются на две основные категории:

Ограничители перенапряжений сети – ОПС.
Ограничители импульсных напряжений – ОИН.

Эти приборы обладают двумя видами защиты:

Несимметричная или синфазная защита. При возникновении перенапряжения все импульсы перенаправляются на землю по маршрутам фаза-земля и нейтраль-земля.
Симметричная или дифференциальная защита. В случае перенапряжений направление энергии изменяется в сторону другого активного проводника: фаза-фаза или фаза-ноль.

Принцип работы УЗИП заключается в использовании в нем варистора, представляющего собой полупроводниковый резистор с нелинейными характеристиками. В обычном состоянии сети в 220 V он свободно пропускает через себя электрический ток. Когда при ударе молнии в цепи возникает импульс, происходит резкий скачок напряжения. Под его воздействием происходит снижение сопротивление в УЗИП и возникает запланированное короткое замыкание.

В результате, срабатывает автоматический выключатель, и вся цепь оказывается отключенной. Резкий перепад напряжения не затрагивает электрооборудование и через него не будут протекать высокие токи.

В зависимости от конструкции, все УЗИП разделяются на несколько видов, для каждого из которых предусмотрена собственная схема подключения:

Коммутирующие. Они отличаются высоким сопротивлением, которое впоследствии под действием сильных импульсов мгновенно снижается до нуля. Основой этих устройств служат разрядники.
Ограничивающие приборы – ОПН. Они также отличаются высоким сопротивлением. В отличие от предыдущих устройств, его снижение происходит постепенно. Резкий рост напряжения приводит к такому же резкому росту силы тока, проходящего непосредственно через варистор. За счет этого происходит сглаживание электрических импульсов, а прибор возвращается в исходное положение.
Комбинированные устройства соединяют в себе свойства варисторов и разрядников, выполняя функции обоих устройств.

Классификация и характеристики

Как выбрать УЗИП для частного дома? Все защитные устройства классифицируются по своим функциональным возможностям и, соответственно, отличаются собственными техническими характеристиками.

По классам защиты эти приборы условно подразделяются:

1-й класс (В). Защищают от ударов молний в систему электроснабжения, нейтрализуют атмосферные и коммутационные перенапряжения. Устанавливаются в щитках ВРУ на вводе или внутри главного распределительного щита. Обязательны к установке в отдельных зданиях, расположенных на открытой местности, на объектах, оборудованных молниеотводом или находящихся возле высоких деревьев. Величина номинального разрядного тока для таких устройств составляет от 30 до 60 кА.
2-й класс (С). Используются для защиты сетей от остаточных явлений, связанных с атмосферными и коммутационными перенапряжениями, которые смогли преодолеть прибор 1-го класса. Монтируются в местные распределительные щитки, например, на вводе в квартиру. Номинальное значение разрядного тока находится в пределах 20-40 кА.
3-й класс (D). Непосредственно защищают электронную аппаратуру от перенапряжений и помех, прошедших сквозь устройство 2-го класса. Монтируются в распределительных коробках, розетках или в самом оборудовании. Типичным примером является сетевой фильтр, в который подключаются компьютеры. Номинальный разрядный ток для таких приборов – 5-10 кА.

Перечень основных характеристик УЗИП:

Величина номинального и максимального сетевого напряжения, на которое рассчитано конкретное защитное устройство.
Значение рабочей частоты тока, необходимой для нормального функционирования УЗИП.
Подобрать показатель номинального разрядного тока, многократно пропускаемого устройством без потерь работоспособности.
Величина максимального разрядного тока, однократно пропускаемого через УЗИП без выхода из строя защитного устройства.
Значение напряжения защиты. Означает степень максимального падения напряжения под действием импульса (кВ). Указывает на способность УЗИП путем подбора к ограничению перенапряжения.

Конструкция

Конструктивные особенности того или иного прибора зависят от степени защиты, которую он обеспечивает. Поэтому в качестве основы могут использоваться варисторы или разрядники. В обычном режиме эти устройства выступают в качестве байпаса, создавая резервный путь для электрического тока на случай аварийной ситуации. С этой целью УЗИП через шунт соединяется с заземлением.

Чаще всего для защиты объектов и электрики используются варисторные устройства. Они оборудуются тепловой защитой, обеспечивающей нормальную работу приборов в течение продолжительного времени. Постоянное воздействие токов с высокими амплитудами приводит к износу варистора и снижению его показателя – максимально допустимого рабочего напряжения. Увеличенные токи утечки, проходящие через корпус, нередко приводят к его перегреву и деформации. Пластик расплавляется и фазные клеммы оказываются коротко замкнутыми с металлической ДИН-рейкой.

Поэтому вместе с варисторами устанавливается тепловая защита или термический размыкатель. Их простейшая конструкция состоит из контакта с пружиной, припаянного к выводу УЗИП, который, в свою очередь, связан с пожарной сигнализацией. В некоторых приборах используются контакты, подключаемые к автономной сигнализации, срабатывающей при неисправностях устройства и передающей сигнал в места получения и обработки информации.

Иногда под воздействием огромных токов тепловая защита может отреагировать с некоторой задержкой, что приводит к образованию дуги и расплавлению корпуса. Поэтому, во избежание подобных ситуаций, последовательно с УЗИП устанавливаются тепловые предохранители с необходимыми характеристиками. Они устойчивы к высоким импульсным перенапряжениям и отличаются очень быстрым срабатыванием. Подобная защита обеспечивает своевременное полное или частичное отключение электрической сети.

Ошибки при монтаже и подключении

Эффективность работы УЗИП во многом зависит от его правильного выбора, установки и подключения. Поэтому, перед тем как подключить УЗИП нужно учитывать следующие факторы:

Нельзя устанавливать прибор в щитке с некачественным заземляющим контуром. Первый же удар молнии разрушит не только все оборудование, но и саму щитовую. Высоким токам просто некуда будет уходить.
Неправильный выбор УЗИП в частном доме, когда устройство несовместимо с действующей системой заземления. Необходимо внимательно изучить техническую документацию перед покупкой.
Установка УЗИП не с тем классом защиты.
Не следует ограничиваться одним устройством. В некоторых случаях могут понадобиться 2 или даже 3 прибора, которые нужно правильно выбирать.
Класс УЗИП перепутан с местом его установки. Защитная схема подключения серьезно нарушается и становится неэффективной.

В любом случае, перед оборудованием защитной системы с помощью этих устройств, следует проконсультироваться с опытными специалистами.

Классы устройств защиты от ИП

Существует 3 класса аппаратов защиты линии от перенапряжения:

Устройства I класса устанавливаются в распределительном щите или вводном шкафу и позволяют обеспечить защиту сети от импульсного перенапряжения, когда электрический разряд во время грозы попадает в ЛЭП или молниезащиту.

Приборы II класса обеспечивают дополнительную защиту электрической линии от повреждений в результате удара молнии. Устанавливают их и в том случае, когда необходимо защитить сеть от импульсных скачков напряжения, вызванных коммутацией. Их монтируют после устройств I класса.

Рассказ про УЗИП от специалистов компании ABB на видео:

Аппараты класса I+II обеспечивают защиту отдельных жилых домов. Монтаж этих приборов производится неподалеку от электрического оборудования. Они играют роль последнего барьера, сглаживающего остаточное перенапряжение, которое, как правило, имеет незначительную величину. Устройства этого класса выпускаются в виде специализированных электророзеток или вилок.