Передача, распределение и накопление электроэнергии

Нужно ли вам устройство для защиты от импульсных перенапряжений

26 октября 2015 г. в 18:52

Импульсные перенапряжения в электрических сетях — не редкость. Возникают они при прямых или близких ударах молний, из-за переключений в высоковольтных сетях, а также из-за различных аварийных процессов. При этом особой опасности подвергаются частные домовладения, которые получают питание по воздушной линии электропередачи (ВЛ).

Молния — это электрический разряд атмосферного происхождения, который развивается между грозовым облаком и землей или между грозовыми облаками. Считается, что ток прямого удара молнии, составляет примерно 100 тысяч Ампер, а напряжение до 1 миллиарда Вольт. Форма импульса перенапряжения при ударе молнии показана на рисунке ниже.

Очевидно, что воздействие напряжения в десятки тысяч вольт на электроприборы, рассчитанные на 220В приведет как минимум к выходу их из строя, а чаще — к их возгоранию.

Когда нужно применять УЗИП

Защита зданий и сооружений от возгораний при прямом попадании молнии осуществляется молниеотводами. Для жилых зданий он представляет собой сваренную сетку из стали диаметром 8 мм на плоской кровле, с шагом ячейки 15х15 или трос, протянутый на коньке кровли, если она скатного типа.

Защита техники и электропроводки от воздействий молнии осуществляется специальными аппаратами — устройствами защиты от импульсных перенапряжений. Применение УЗИП при вводе в здание воздушной линией является обязательным. Такое требование предъявляет ПУЭ п.7.1.22. УЗИП могут выглядеть как модули, устанавливаемые на DIN-рейку, или как устройства, встраиваемые в вилки или розетки.

Стоит отметить, что автоматические выключатели и АВДТ не защищают электрооборудование от импульсных перенапряжений и реагируют только на ток КЗ, перегрузки или утечки на землю.

В случае питания дома по КЛ (кабельной линии), что характерно для многоэтажных домов, удар молнии в питающую сеть невозможен. Однако молния способна навести напряжение на больших расстояниях от места удара в землю с формой импульса 8/20 мкс, что менее опасно, но все равно способствует ускоренному старению изоляции электрооборудования. Поэтому применение УЗИП в кабельных сетях является рекомендуемым.

Функции УЗИП

УЗИП используется для защиты электрооборудования от коротких импульсов перенапряжения с фронтом волны 10/350 и 8/20 мкс (Т1/Т2), снижая напряжение до допустимых величин.

Т1 в дроби означает время, за которое импульс достигнет максимального значения в микросекундах. Т2 — время, за которое напряжение импульса снизится до половины от максимального значения. Естественно, что форма волны 10/350 мкс является более опасной, так как перенапряжение дольше воздействует на изоляцию электроустановок, вызывая ее ускоренное старение.

Конструкция и принцип работы УЗИП

УЗИП изготавливаются из оксидно-цинковых варисторов, разрядников или их комбинации. 90% стоимости УЗИП составляют именно эти элементы. В дешевых УЗИП варисторы имеют очень маленькие разрядные токи и часто выходит из строя.

Варисторы — это резисторы с нелинейным сопротивлением. В нормальном режиме сети варисторы имеют бесконечно большое сопротивление, через них ток не течет. При превышении напряжения, сопротивление варистора плавно падает, УЗИП пропускает через себя энергию перенапряжения.

Разрядники представляют собой трубку, наполненную инертным газом, с двумя или тремя электродами. При достижении напряжения определенного значения наступает пробой газового промежутка и срабатывание разрядника. Разрядники срабатывают медленнее, чем варисторы, поэтому их устанавливают между N и PE проводами на малые значения пробивного напряжения, так как в нормальном режиме напряжение между N и PE вовсе отсутствует.

УЗИП может пропустить через себя определенный ток без разрушения конструкции. Эти параметры называются:

  • импульсный ток (если УЗИП рассчитан на форму импульса 10/350 — класс I)
  • максимальный ток разряда (при форме импульса 8/20 — класс II)

Правильно выбрать эти параметры могут помочь специалисты техподдержки. В большинстве случаев типовым считается ток 12,5 кА для УЗИП класса I и 40 кА для класса II.

Классификация УЗИП

УЗИП делятся на три категории, в зависимости от класса испытания, а соответственно и места установки в сети — I, II, III. Согласно «Зоновой концепции» для полноценной защиты от перенапряжений следует устанавливать УЗИП разных классов каскадно, на стыке зон защиты:

  1. В щите учета на опоре или на доме (снаружи) до счетчика следует устанавливать УЗИП класса I. Это устройство рассчитано на поглощение импульсов перенапряжения с формой волны 10/350 мкс и защищает от прямых ударов молнии в линию электропередачи или систему молниезащиты дома.
  2. В распределительном щитке дома должен быть установлен УЗИП класса II. В функции этого аппарата будет входить гашение остаточного импульса, который прошел через УЗИП класса I, а также защита от перенапряжений, вызванных коммутацией в высоковольтных сетях.
  3. В розетках, к которым подключается высокочувствительная цифровая техника, встраивается УЗИП класса III, которое будет выполнять функцию фильтрации высокочастотных помех.

При этом стоит иметь в виду, что между разными классами УЗИП должно выдерживаться расстояние не менее 15 метров кабеля, либо должен быть установлен специальный разделительный дроссель, иначе самая «слабая» ступень защиты примет на себя максимальную энергию импульса и выйдет из строя.

Исполнения УЗИП

УЗИП подключаются параллельно защищаемого оборудования и представляют собой корпус со сменными модулями или монолитную конструкцию.
В зависимости от системы заземления, принятой на объекте, УЗИП нужно подключать по разному. Самыми распространенными в жилом секторе являются системы TN-C, TN-S и TT.

Система заземления TN-C

  • однофазная — варистор между L-N
  • трехфазная — варисторы между L1...L3-PEN

Система заземления TN-S

  • однофазная — варистор между L-PE, варистор между N-PE
  • трехфазная — варистор между L1...L3-PE, варистор между N-PE

Система заземления TТ

  • однофазная — варистор между L-N, разрядник между N-PE
  • трехфазная — варистор между L1...L3-N, разрядник между N-PE

Защита УЗИП

Несмотря на то, что УЗИП является устройством защиты электросети, оно само должно быть защищено от повреждений, которое может возникнуть из-за разрушения элементов конструкции в момент поглощения энергии перенапряжения. Нередко бывали случаи, когда из-за неграмотной защиты, УЗИП сами становились причиной возгораний.

  • Класс I должен быть защищен предохранителями на ток до 160А.
  • Класс II должен быть защищен предохранителями на ток до 125А.

Если ток предохранителя больше указанного, то должен быть установлен дополнительный предохранитель, защищающий оборудование щита от разрушения УЗИП.

В случае воздействия длительного перенапряжения на УЗИП, варисторы начнут пропускать ток и сильно нагреваться. Встроенный терморасцепитель отключает устройство от сети в случае, если температура варистора достигнет критического значения.

Допускается защищать УЗИП автоматическими выключателями с предельной коммутационной способностью (ПКС) не менее 6кА. Но устройства I может быть защищены только предохранителями, так как они могут отключить намного большие токи КЗ при воздействии повышенного напряжения. Например, предохранитель на рисунке имеет отключающую способность 50 кА.

Таким образом, правильное применение устройств защиты от импульсных перенапряжений позволит эффективно защитить электрооборудование от повреждений, вызванных перенапряжениями в сети.

Источник: ЗАО «Курский электроаппаратный завод»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

КЭАЗ (Курский электроаппаратный завод) — ведущий российский производитель электротехники с более, чем 75-летними традициями выпуска высококачественной электротехники. Предприятие выпускает более 28 тысяч наименований изделий под торговыми марками «КЭАЗ» и «KEAZ Optima», которые широко применяется для защиты энергосистем тепловых и атомных электростанций, промышленных предприятий, кораблей и подводных лодок военно-морского флота РФ, подвижных составов РЖД и метрополитена.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Ограничитель импульсных перенапряжений позволяет защитить сеть электроснабжения от резких перепадов питания. Устройства защиты импульсных перенапряжений (УЗИП) делятся по принципу действия: противодействующие и перенаправляющие избыточный заряд. Последние широко используются в сетях высоковольтных линий электропередач. Внешне они представляют собой мощный резистор и электрод с воздушным зазором. При попадании разряда молнии в провода ЛЭП возникает волна скачка напряжения, который передается на резистор и электрод, далее в воздушном зазоре между электродом и заземляющим контуром образуется дуга, через которую и происходит снижение импульса. Так, весь избыточный разряд уходит напрямую в землю. Узкая область применения устройств обусловлена их размерами и массой (некоторые могут весить свыше 100 кг). Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными компаниями, мы обеспечиваем быструю отгрузку и высокую скорость поставок в любой регион страны.
Отдел продаж · Элснаб · 26 марта · Россия · г Москва
Устройства защиты от импульсных перенапряжений

ПРОДАМ: Вакуумные выключатели

Главной проблемой в сетях среднего напряжения и высоковольтных линий является возникновение электростатической дуги при разрыве под нагрузкой. Дуга способно привести в негодность устройство защиты и является опасным фактором, который может привести к замыканию и неконтролируемому выходу энергии. Защитные выключатели в таких сетях снабжаются дугогасящими устройствами. Одни гасят дугу при помощи потока воздуха, который создается специальными сепарационными устройствами, другие устройства снабжены вакуумными камерами (сопротивление вакуума намного выше сопротивления воздуха, поэтому пробой не возникает). Устройства с такими камерами называются вакуумные выключатели. Данный тип выключателей является перспективным направлением развития устройств защиты, так как при сравнительно небольших размерах не требует особенного обслуживания, а скорость срабатывания обеспечивает надежность и безопасность электроснабжения потребителей. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными компаниями,...
Отдел продаж · Элснаб · 26 марта · Россия · г Москва
Вакуумные выключатели

ПРОДАМ: Реле импульсное

Импульсное реле предназначено для разделения силовой цепи (питания оборудования) и вторичной цепи (питания). В обычных условиях эксплуатации потребителей электрического тока для пуска в работу или отключения не прибегают к вскрытию электроустановки с последующим включением или отключением предохранительных устройств. Для этих целей устанавливается специальное импульсное реле для управления, к которому подводятся на одну группу контактов питающие кабели, к другой группе контактов - кнопки управления. При нажатии кнопки управления в реле происходит замыкание контактов, и обеспечивается подача питания на электрооборудование. Реле по принципу работы разделяют на механические и электронные. Последние имеют компактные размеры, не подлежат ремонту, но при этом отличаются длительным сроком службы. Механические реле имеют в своем составе электромагнитную катушку и механические контактные группы, которые в процессе работы подвергаются образованию продуктов окисления и выходу устройства из строя. Ремонт реле механического типа заключается в замене электромагнитной катушки и своевременном обслуживании контактной группы. В зависимости от напряжения в сети управления выбирают импульсные реле 24В; 36В; 220В. Разница заключается в номинальном напряжении на катушке. В условиях, где не требуется высокое напряжение цепи питания, устанавливают реле на 24В, если нет такого требования, используют устройства на 220В. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях...
Отдел продаж · Элснаб · 26 марта · Россия · г Москва
Элснаб, ООО

ПРОДАМ: Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) серии ETHERNET

Устройства защиты от импульсных перенапряжений серии УЗИП Ethernet предназначены для защиты оборудования, использующего интерфейс Ethernet, в том числе с PoE, от импульсных перенапряжений (грозовых, электростатических разрядов и др.). Прибор обеспечивает сверхбыстродействующую защиту по току и напряжению благодаря самой современной элементной базе. Двойная защита: 1) Быстродействующие газоразрядники обеспечивают сглаживание помех высокой амплитуды и с большой энергией. 2) TVS диоды убирают помехи небольшой амплитуды.
Петров Игорь · НТК Приборэнерго · 25 марта · Россия · Чувашская республика - Чувашия
Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) серии ETHERNET

ПРОДАМ: УЗИП Legrand - устройства защиты от импульсных перенапряжений

УЗИП – активная защита от импульсных перенапряжений, вызванных: - грозовым разрядом - вкл./выкл. трансформатора - сварочными работами - удаленным коротким замыканием и т.д. КЛАССИФИКАЦИЯ УЗИП УЗИП - Класс 1 Предназначены для защиты от прямых ударов молнии в систему молниезащиты здания или воздушную линию электропередач (ЛЭП). Устанавливаются на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или главном распределительном щите (ГРЩ). Нормируются импульсным током Iimp с формой волны 10/350 мкс. Соответствуют МЭК 61643-1. УЗИП - Класс 2 Предназначены для защиты сети от коммутационных помех или как вторая ступень защиты при ударе молнии. Нормируется импульсным током с формой волны 8 / 20 мкс. Состоят из основания и сменных модулей с сигнальным индикатором: - Зеленый: нормальное рабочее состояние. - оранжевый: требуется замена кассеты. Могут быть оснащены вспомогательным сигнальным контактом для дистанционной передачи сигнала о состоянии УЗИП. УЗИП класс 1+2 Рекомендуются для защиты индивидуальных жилых домов оборудованных системой молниезащиты, или с установленными внешними теле-радио антеннами, или с воздушным вводом линии электропередач. ТИПЫ УЗИП Устройства защиты от импульсных перенапряжений 230 – 400 В~ : – предназначены для защиты установок, питаемых воздушными линиями. Устанавливаются сразу за вводным автоматическим выключателем. Должны подключаться к клемме «Земля» щита. Имеют встроенную тепловую защиту. – – состоят из основания и сменного модуля с индикатором: зеленый флажок - в рабочем состоянии, оранжевый флажок - требуется замена модуля. Возможна дистанционная сигнализация состояния разрядника. – для использования в сетях 230/400 В~ – частота: 50/60 Гц. Устройства защиты от импульсных перенапряжений для защиты телефонных линий: Для защиты: телефонов, факсов, модемов, подключенных к внутренним телефонным линиям, от перенапряжений, вызванных атмосферными процессами. Монтируются в электрический шкаф. Подключаются к...
Front Office · ЛЕГРАН · 25 марта · Россия · г Москва
УЗИП Legrand - устройства защиты от импульсных перенапряжений
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.