Главная » Строительство

Устройство защиты от импульсных перенапряжений




Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Электрические аппараты

В связи с широким распространением полупроводниковой и микропроцессорной техники в производстве и в быту, вопрос защиты электрических сетей до 1000 В от коммутационных и грозовых перенапряжений сегодня становится особенно актуальным.

Дорогостоящая техника, изготовленная с применением полупроводниковых элементов, имеет слабую изоляцию, и даже незначительные повышения напряжения способны вывести ее из строя.

В соответствии с принятой номенклатурой, ограничитель перенапряжения в электроустановках напряжением до 1 кВ называют устройством защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) .

Принцип действия схож с принципом работы ограничителей перенапряжения (ОПН) и основывается на нелинейности вольтамперной характеристики защитного элемента. При проектировании защиты от перенапряжений в сетях до 1 кВ, как правило, предусматривают 3 ступени защиты, каждая из которых рассчитана на определенный уровень импульсных токов и крутизны фронта волны.

УЗИП I - устройство 1-го класса устанавливается на вводе в здание и выполняет функцию первой ступени защиты от перенапряжений. Условия его работы наиболее тяжелые. Рассчитано такое устройство на ограничение импульсных токов с крутизной фронта волны 10/350 мкс. Амплитуда импульсных токов 10/350 мкс находится в пределах 25-100 кА, длительность фронта волны достигает 350 мкс.

УЗИП II - применяют в качестве защиты от перенапряжений, вызванных переходными процессами в распределительных сетях, а также в качестве второй ступени после УЗИП I. Его защитный элемент рассчитан на импульсные токи с формой волны 8/20 мкс. Амплитуда токов находится в пределах 15-20 кА.

УЗИП III - применяют для защиты сетей от остаточных явлений перенапряжений после устройств первого и второго класса. Устанавливаются они непосредственно у защищаемого оборудования и нормируются импульсными токами с формой волны 1,2/50 мкс и 8/20 мкс.

Устройство. Устройства всех классов имеют схожее строение, различие заключается в характеристиках защитного элемента. Конструктивно, устройство состоит из неподвижного основания и съемного модуля. Основание крепится непосредственно к конструкциям распределительных шкафов на DIN- рейку.

Съемный модуль с помощью ножевых контактов вставляется в основание. Такая конструкция позволяет легко производить замену испорченного нелинейного элемента самостоятельно. В качестве нелинейного элемента применяют варисторы и разрядники различного исполнения. Их исполнение может быть одно-, двух- и трехполюсным, выбор зависит от количества проводов защищаемой сети.

Зарубежные производители оснащают свои изделия индикаторами срабатывания устройства, что позволяет визуально определить его исправность. В более дорогих моделях могут быть установлены терморасцепители, предотвращающие перегрев нелинейного элемента, не рассчитанного на длительное протекание токов.

Схема подключения. Для выполнения защиты от перенапряжения в электроустановках, токоведущие части намеренно соединяют с заземляющим контуром посредством элементов с нелинейной вольтамперной характеристикой.

В электроустановках до 1000 В для применения УЗИП обязательно наличие заземляющего проводника РЕ с нормируемым сопротивлением. Несмотря на то, что сами устройства рассчитаны на большие импульсные токи и напряжения, они не пригодны для длительного повышения напряжения и протекания токов утечки.

Многими производителями рекомендуется защищать УЗИП с помощью плавких вставок. Данные рекомендации объясняются более быстрым срабатыванием предохранителей в зонах импульсных токов, а также частыми повреждениями контактной системы автоматических выключателей при разрывании токов такой величины.

При выполнении трехступенчатой защиты от перенапряжений, устройства должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга по длине провода. Например, от УЗИП I до УЗИП II расстояние должно быть не менее 15 м по длине соединяющего их провода. Соблюдение этого условия позволяет селективно отработать разным ступеням, и надежно погасить все возмущения в сети.

Расстояние между II и III ступенью 5 метров. При невозможности разнести устройства на предписанные расстояния, применяют согласующий дроссель, представляющий собой активно-индуктивное сопротивление, эквивалентное сопротивлению проводов.

Особенности выбора. Самым ответственным участком защиты от грозовых перенапряжений является ввод в здание. УЗИП на первом участке ограничивает самый большой импульсный ток. Ножевые контакты для УЗИП первого класса представляют наибольшую уязвимость устройства.

Импульсные токи амплитудой 25-50 кА сопровождаются значительными электродинамическими силами, которые могут привести к выскакиванию сменного модуля из контактов ножевого типа и лишить электрическую сеть защиты от перенапряжения, поэтому, в качестве первой ступени лучше применять УЗИП без съемного модуля.

При выборе защиты первого класса отдавать предпочтение лучше устройствам на базе разрядников. Изготовление варисторного УЗИП на импульсный ток более 20 кА - дело достаточно трудоемкое и затратное, поэтому, их серийный выпуск неоправдан.

Так, если изготовителем на варисторном устройстве указан номинальный Iimp более 20 кА, следует с осторожностью отнестись к такой покупке возможно производитель вводит вас в заблуждение.

УЗИП с применением разрядника с открытой камерой представляет опасность при срабатывании, поэтому его применение обосновано в распределительных шкафах, где присутствие человека исключено, когда защищаемый участок находится в работе. Протекание импульсного тока по контактам разрядника неизбежно ведет к зажиганию дуги.

В момент горения дуги, раскаленные газы и брызги расплавленного металла могут нанести вред здоровью и жизни человека. Шкаф, в котором установлено УЗИП такого типа, должен быть выполнен из несгораемого материала, с уплотнением всех отверстий.

В качестве нелинейного элемента могут применяться также разрядники со схемой поджигающего электрода. С помощью дополнительного электрода можно регулировать момент пробоя искрового промежутка и открытия разрядника. Применение поджигающего электрода позволяет снизить уровень импульсного напряжения и согласовать работу УЗИП разного класса.

Однако если схема управления поджигающим электродом выйдет из строя, на выходе получится защита с неизвестной характеристикой, возможно, не гарантирующая не только правильную работу, но работоспособность вообще.

Электрические аппараты

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Классификация и применение УЗИП

Броски напряжения в линии электропередачи могут быть вызваны различными причинами. Например, грозы, перехлесты проводов, паразитные токи при включении и отключении реактивной нагрузки, аварии и ремонтные работы и т.д.

Для защиты домашней электрики и электроники существует специальный класс приборов. Устройства такого типа называют двояко: устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) или ограничитель импульсных перенапряжений (ОПС).

Как защищаться?

Для надежной защиты домашней электропроводки необходимо построить многоуровневую (по крайней мере, трехступенчатую) систему защиты из УЗИП разных классов. Их применение регламентирует ГОСТ Р 51992-2002 (МЭК 61643-1-98). Согласно этому ГОСТУ существуют три класса таких устройств.

УЗИП класса I(B)

Предназначены для защиты от прямых ударов молнии в систему молниезащиты здания или воздушную линию электропередач. Устанавливаются на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или главном распределительном щите (ГРЩ). Нормируются импульсным током I imp с формой волны 10/350 мкс. Номинальный разрядный ток 30-60 кА.

УЗИП класса II(C)

Такие устройства защиты от импульсных перенапряжений п редназначены для защиты токораспределительной сети объекта от коммутационных помех или как вторая ступень защиты при ударе молнии. Устанавливаются в распределительные щиты. Нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс Номинальный разрядный ток 20-40 кА.

УЗИП класса III(D)

Такие устройства защиты от имупльсных перенапряжений п редназначены для защиты потребителей от остаточных бросков напряжений, защиты от дифференциальных (несимметричных) перенапряжений (например, между фазой и нулевым рабочим проводником в системе TN-S), фильтрации высокочастотных помех.

Устанавливаются непосредственно возле потребителя. Могут иметь самую разнообразную конструкцию (в виде розеток, сетевых вилок, отдельных модулей для установки на DIN-рейку или навесным монтажом). Нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс. Номинальный разрядный ток 5-10 кА.

Устройство УЗИП

Устройства защиты от импульсных перенапряжений ( УЗИП ) построены на базе разрядников или варисторов и часто имеют индикаторные устройства, сигнализирующие о выходе УЗИП из строя. Недостатком УЗИП на базе варисторов является то, что сработав один раз им необходимо остыть, чтобы снова прийти в рабочее состояние. Это ухудшает защиту при многократном ударе молний.

Обычно УЗИП на базе варисторов изготавливаются с креплением на DIN рейку. Сгоревший варистор можно заменить простым извлечением модуля из корпуса УЗИП и установкой нового.

Практика применения УЗИП

Для надежной защиты объекта от воздействия перенапряжений, в первую очередь необходимо создать эффективную систему заземления и уравнивания потенциалов. При этом нужно перейти на системы заземления TN-S или TN-CS с разделёнными нулевым и защитным проводниками.

Следующим шагом должна стать установка защитных устройств. При установке УЗИП необходимо, чтобы расстояние между соседними ступенями защиты было не менее 10 метров по кабелю электропитания. Выполнение этого требования очень важно для правильной последовательности срабатывания защитных устройств.

Если для подключения применяется воздушная линия, во входном щите на столбе лучше использовать УЗИП на основе разрядников и плавкие вставки. В главном щите здания ставятся варисторные УЗИП класса I или II, а в щитках на этажах ставятся УЗИП III класса. Если необходимо дополнительно защитить оборудование, то в розетки включаются УЗИП в виде вставок и удлинителей.

Выводы

В заключении следует сказать, что все перечисленные меры, конечно, снижают вероятность поражения РЭА и людей повышенным напряжением, но не являются панацеей. Поэтому в случае грозы лучше отключать наиболее ответственные узлы, если это конечно возможно.

Наш сайт в Facebook:

УЗИП Устройство Защиты от Импульсных Перенапряжений

Наверно каждому квалифицированному электрику известно, что такое разрядник ,для чего данное устройство и каковы его цели применения. Но для большинства потребителей все современное модульное оборудование(да ни только оно) связанное с защитой это тёмный лес.

И поэтому принося дорогостоящую бытовую технику на ремонт, вышедшую из строя при грозы или из за резкого скачка импульсных токов в сети, многии из них незнают что подобную поломку можно было избежать если бы у них стоял УЗИП тем самым с экономили бы несколько тысяч рублей которые у них улетят теперь на ремонт это конечно в лучшем случаи в худшем покупка новой. Так что же это все-таки такое?

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) предназначены для защиты электрического и электронного

оборудования от перенапряжений и импульсных токов (грозовых и коммуникационных) и выполняют две основных

задачи:

• Ограничивают импульсное перенапряжение до приемлемого уровня.

• Отводят импульсы тока в землю.

Выпускаются УЗИП следующих типов:

УЗИП типа 1

Предназначены для защиты от прямого попадания молнии в молниеотвод и обеспечивают замыкание на землю импульсов тока высокого напряжения при сохранении эквипотенциальности заземления. Ими рекомендуется оснащать установки, для которых существует опасность прямого попадания молнии (т.е. оборудованные системами молниезащиты или соединенные с воздушными линиями электропередачи). Данные УЗИП должны устанавливаться на вводе в здание в главном распределительном щите.

УЗИП типа 2

Предназначены для безопасного замыкания на землю импульсов тока при удаленном ударе молнии или

при переключениях в системе электропитания. Они не предназначены для защиты от прямого попадания молнии, как устройства типа 1, но по сравнению с ними обеспечивают меньший уровень защитного напряжения. УЗИП типа 2

рекомендуется устанавливать на вводе электроустановок, для которых не существует опасности прямого попадания

молнии.

В УЗИП типа 1+2 устройства типа 1 объединены с устройствами типа 2. Таким образом, достигается защита от перенапряжений при прямом ударе молнии, а также обеспечивается низкий уровень защитного напряжения, прием-

лемый для большей части электрического и электронного оборудования.

УЗИП типа 3 обеспечивают очень низкий уровень защитного напряжения, требующийся для чувствительного оборудования. Они устанавливаются вслед за УЗИП типа 1+2 или 2, непосредственно возле потребителя. Устройства защиты от перенапряжения могут выпускаться не только в стандартном исполнении, но и с дополнительными функциями. УЗИП в исполнении TS снабжены контактом дистанционной сигнализации, при срабатывании которого следует заменить картридж. УЗИП типа 2 могут выпускаться с индикатором резерва безопасности для оповещения о необходимости замены устройства.

В быту намного надёжней использовать помехоподавляющих фильтров с УЗИП так как данное устройство намного функциональней своего предшествиника. Оно может не только гасить резкие скачки токов в сети но и высокочастотные помехи.

Помехоподавляющие фильтры PI-k8 IT, PI-k16 IT, PI-k16 IT DS со встроенным УЗИП класса III, согласно ГОСТ Р 51992 (МЭК 61643-1-98) представляют собой двухступенчатые однофазные устройства, предназначенные для защиты электронного оборудования от импульсных перенапряжений (грозозащиты) и высокочастотных помех в низковольтных силовых распределительных системах переменного/постоянного тока с системой заземления типа IT.

Фильтры устанавливаются во вторичный распределительный щит после УЗИП класса II. Выпускаются на номинальные напряжения 6, 12, 24, 48, 60, 80, 110, 120, 130, 160 и 230 В (переменного/постоянного тока). В конструкции фильтров применяются высококачественные ферромагнитные сердечники, обладающие высокой магнитной проницаемостью (m 80000).

УЗИП выполнены по двухступенчатой схеме на варисторах (L1/L2) и разряднике (L/PE). УЗИП снабжены внутренними терморасцепителями, которые срабатывают при повреждении варисторов (ограничителей перенапряжения). Индикация состояния терморасцепителей осуществляется с помощью сигнальных кнопок или светодиода зеленого цвета, расположенных на корпусе устройства. Фильтр PI-k16 IT DS кроме имеeт дистанционную сигнализацию состояния терморасцепителей (переключением сухих#187 контактов).Так как наши сети остают желать лучшего то данные устройства незаминимы в быту,советую иметь их каждому в доме.

Источники: http://forum220.ru/dsp.php, http://electricalschool.info/spravochnik/apparaty/718-ustrojjstva-zashhity-ot-impulsnykh.html, http://www.elektroceh.ru/novosti/uzip-ustrojstvo-zashhity-ot-impulsnyx-perenaprizhenij.html

Комментариев пока нет!
Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения