Устройство защиты от импульсных перенапряжений

В наше время невозможно представить современный дом, квартиру или офис без какого-либо электроприбора. Все они призваны облегчать жизнь неся комфорт и безопасность. А задумывались ли вы как уберечь такую, обычно дорогую по стоимости, технику от перенапряжений, которые легко могут вывести ее из строя? Хуже всего, что после таких разрушений ремонт в большинстве случаев невозможен.

От чего появляется импульсное перенапряжение и что это такое?

Перенапряжением называют краткосрочное или длительное повышение электрического напряжения в устройствах или электрической сети, которое несет опасность для электроизоляции.

Различают два вида перенапряжения:

  • Внутреннее или коммутационное перенапряжение обусловлено внезапными изменениями схемы или параметров сети электропитания. Характерными коммутациями являются плановые или аварийные выключения и включения линий, трансформаторов и других элементов электросети. К примеру, в бытовой электросети источником импульсов перенапряжения может стать отключение обычного электросварочного трансформатора. Такое перенапряжение, как правило, не является слишком опасным для изоляции, так как превышает номинальное лишь в 3,5 - 4,5 раза. Исключением являются отдельные бытовые электроприборы, выходящие из строя даже при превышении напряжения на 15-20%.
  • Внешнее (грозовое) перенапряжение возникает во время разряда молнии. Бывает четыре точки удара: удар молнии в здание; удар рядом со зданием; удар в линию, подключенную к зданию; удар молнии рядом с линией, которая подключена к зданию. При прямом ударе молнии в линию электропередачи или подстанцию через объект протекает ток, который имеет перенапряжение больше от номинального в несколько десятков раз. Это может вызвать перекрытие или пробой изоляции. Поэтому возможные перенапряжения непременно учитывают при проектировании защиты электрической сети.

Изоляция любого электроприбора рассчитана на определенный уровень напряжения, как правило, это 220-380 В, но она может выдержать кратковременный импульс перенапряжения около 1000. Что будет при перенапряжении больше этого числа? Тогда происходит пробой изоляции. Возникает искра – ионизированный промежуток воздуха, по которому протекает электрический ток. Вследствие – электрическая дуга, короткое замыкание и даже возможен пожар.

Однако наличие только внешней молниезащиты не гарантирует полную безопасность. Данная защита предупредит пожар в доме, но не сможет защитить от большой силы разрушения при близком ударе молнии, импульс которой заносится в дом через электрическую сеть или коммуникации. Поэтому современная молниезащита выполняется в комплексе и включает внешнюю систему (молниеприемник, токоотвод и заземление) и внутреннюю ( устройство защиты от импульсных перенапряжений - УЗИП).

Не стоит так же надеяться на устройства защитного отключения (УЗО), дифференциальные автоматы или автоматические выключатели, установленные во вводном и главном электрощитах. Все эти устройства не способны спасти электротехнику от импульсов перенапряжения. Скорее всего, они испортятся вместе со всем другим оборудованием. Только специальные устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) и качественное заземление могут защитить технику. Они служат для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока на землю, снижения амплитуды перенапряжения до уровня, который будет безопасным для электрических установок и оборудования. УЗИП подключается к сети параллельно или последовательно, в пассивном состоянии оно никак не влияет на работу другого оборудования. Применяют как в гражданском строительстве, так и на промышленных объектах. Наиболее популярными являются те устройства защиты от импульсных перенапряжений, которые имеют крепления для установки на дин-рейку.



В зависимости от назначения и места установки УЗИП разделяют на три основных класса: I, II, III.

Класс I. УЗИП данного класса принято устанавливать на вводе в здание во вводном распределительном щите (ВРЩ) или главном распределительном щите (ГРЩ). Монтируется на дин-рейку и состоит из модулей от одного до четырех. Он защитит от импульсов (Iimp) с продолжительностью фронта 10 мкс и продолжительностью периода полуспада 350 мкс (сокращенно 10/350 мкс). Эти данные соответствуют импульсу тока, возникающего при прямом ударе молнии в систему молниезащиты здания или воздушную линию электропередач, который может достигать амплитуды в десятки и сотни кило ампер.

Класс II. Защищают от перенапряжений, возникающих при удаленных ударах молнии или пиковых перенапряжений, возникающих в электросети. УЗИП данного класса устанавливают в распределительных электрощитах и нормируют импульсным током In с формой волны 8/20 мкс.

Класс III. Предназначены защищать от остаточных скачков напряжения, а также от несимметричных перенапряжений (например, между фазным и нулевым проводниками в системе TN-S), также УЗИП выполняют фильтрацию высокочастотных помех. Данные устройства защиты поглощают остаточную энергию и обеспечивают защиту от импульсов, возникающих от внутренних коммутаций. Устанавливать необходимо непосредственно возле потребителя. Они имеют самые различные конструкции: в виде сетевых фильтров, розеток, отдельных модулей для установки на din-рейку или навесным монтажом. Нормируются импульсным током 8/20 мкс.




В настоящее время, для эффективного предотвращения негативным воздействиям от разряда молнии используют зонную концепцию молниезащиты. Она позволяет спроектировать оптимальную систему защиты для конкретного объекта как с экономической, так и с технической точки зрения.

Принцип зонной концепции заключается в каскадном снижении импульса перенапряжения на пути к оборудованию, которое нужно защитить. Электросеть здания разделяют на зоны молниезащиты и на переходе между ними устанавливают подходящие УЗИП. Эти приборы должны обеспечить снижение амплитуды импульса перенапряжения, которую электроприборы способны выдержать. К примеру, для телевизора она составляет от 1,5 до 1,8 кВ, а вот для чувствительных приборов, таких как компьютер – 1,0 -1,5 кВ.

Согласно принятым международным стандартом определяются зоны молниезащиты в зависимости от прямого и непрямого воздействия молнии:

Зона 0а. Это так называемая зона внешней среды объекта, в которой все точки электролиний могут подвергаться воздействию прямого удара молнии, а также электромагнитному полю, которое возникает в результате этого природного явления.

Зона 0б. Зона, которая относится к внешней среде объекта, а ее точки не подвержены прямому удару молнии. Обычно эта зона надежно защищена правильно установленным молниеотводом. Стоит подразумевать, что данная область так же подвласна воздействию неослабленного электромагнитного поля.

Зона 1. Внутренняя зона здания, точки которой не подвергаются воздействию прямого удара молнии. В данной зоне все точки электролинии не подвержены прямому попаданию удара молнии. Благодаря чему значение разрядного тока, проходящего через данную зону, значительно ниже чем во внешних областях. За счет экранирования стенами и конструкциями здания электромагнитного поля его влияние снижено.


При необходимости дальнейшего рассеивания импульсных токов или электромагнитного поля осуществляется распределение на дальнейшие зоны (зона 2, 3 и так далее). Такое проектирование осуществляется если возникает необходимость размещения в этих зонах особо уязвимого электрооборудования. Для каждой следующей зоны свойственно уменьшение разрядного тока и воздействия электромагнитного поля.

При выборе УЗИП необходимо учитывать уровень защиты Up, который необходимо достичь, а также зону, где он будет устанавливаться. От сочетания данных параметров выбираем соответствующий класс УЗИП.

Итак, для того, чтобы разобраться в особенностях установки внутренней молниезащиты учитывают такие моменты:

  1. Способ прокладки сети электрического питания: кабель под землей или воздушная линия;
  2. Характерные черты конструкции здания и наличие объектов рядом;
  3. Наличие хорошего заземления и внешней молниезащиты;
  4. Оборудование, которое необходимо защитить;
  5. Тип системы электропитания (TN-C, TN-S, TN-C-S) и качество установленной электрической проводки.

Современные производители, такие как OBO Bettermann, DKC, предлагают широкий ассортимент молниезащиты, в том числе и качественные устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Рекомендуем доверить проектирование и установку внутренней молниезащиты опытным электрикам, а вот разобраться в особенностях и подобрать необходимый УЗИП помогут менеджеры компании «Сфералайн ЛТД». У нас Вы всегда сможете купить разрядники, внешнюю и внутреннюю молниезащиту по оптовой выгодной цене в Киеве и по всей Украине.