Ограничитель импульсных перенапряжений

Ограничители импульсных перенапряжений

На современных объектах индивидуального строительства (коттеджи, дачные дома и т. д.) требуется применение повышенных мер электробезопасности. Это связано с высокой энергонасыщенностью, разветвленностью электрических сетей и спецификой эксплуатации как самих объектов, так и электрооборудования. При выборе схемы электроснабжения, типа УЗО и распределительных щитков следует обратить внимание на необходимость использования устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые следует устанавливать до УЗО.

Ограничители импульсных перенапряжений (УЗИП) предназначены для защиты внутренних распределительных цепей жилых и общественных зданий от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Конструктивно ограничители выполнены в виде стандартных модулей шириной 18 мм для установки на монтажную рейку и состоят из основания - контактной колодки и сменного функционального модуля. Сменный модуль содержит твердотельный композитный варистор из карбида цинка и механизм визуального контроля степени "износа" варистора с "аварийным" предохранителем.

Карбид цинка обладает свойством практически мгновенно снижать свое сопротивление в тысячи раз при появлении на выводах сменного модуля напряжения, превышающего предельно допустимую величину.

Дополнительно по теме

Выключатели автоматические

Характеристика автомат. выкл.

Устройства защитного отключения (УЗО)

Выбор и применение УЗО

Причины срабатывания УЗО

Дифференциальные автомат. выкл.

Выключатели нагрузки

Контакторы модульные

Дополнительные устройства

Таймер электронный

Проверка исправности ограничителя

Проверку исправности ограничителя в процессе эксплуатации производить следующим образом:

- по визуальному индикатору проверяют степень "износа" (если индикатор затемнен более, чем на 3/4, то его необходимо заменить);

- отсоединить ограничитель от питающей сети и подсоединить к мегомметру напряжением 1000 В;

- замерить сопротивление ограничителя, которое должно лежать в диапазоне 0,1...2 мОм. Если сопротивление ограничителя находится вне указанного диапазона, ограничитель должен быть заменен.

Техническая характеристика

Параметр	0ПС1 В (I)	0ПС1 С (II)	0ПС1 D (III)
Номинальное рабочее напряжение, В	400	400	230
Максимальное рабочее напряжение, В	440	440	250
Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, кА	30	20	5
Максимальный разрядный ток 8/20 мкс, кА	60	40	10
Уровень напряжения защиты, не более, кВ	2,0	1,8	1,0
Классификационное напряжение, В	700	650	530
Количество полюсов	1, 2, 3, 4	1, 2, 3, 4	1, 2
Условия эксплуатации	УХЛ4	УХЛ4	УХЛ4
Сечение присоединяемых проводов, мм кв.	4...25	4...25	4...25

Габаритные размеры

Электрические схемы

Источники импульсных перенапряжений

В летний период грозовой разряд в воздушную линию вызывает появление перенапряжений в десятки киловольт, носящих характер бегущих волн с большой крутизной и временем возрастания от нуля до максимума 1,0...8,0 мкс. Попав во внутреннюю распределительную сеть здания разряд может вызвать пробой, возгорание изоляции и выход из строя электрооборудования. Аналогичные последствия могут вызвать коммутационные перенапряжения, возникающие при переключениях на подстанциях или при пуске и отключении мощных электропотребителей.

С помощью ОПС1 можно создать весьма эффективную и долговременную защиту объекта. Одним из основных условий при этом является наличие контура заземления, а для производственных помещений - и системы выравнивания потенциалов; ведь, несмотря на малую длительность, грозовой разряд несет значительную энергию. Максимальное пиковое значение тока разряда может достигать 100 кА, и при отсутствии выравнивания потенциалов вполне возможно возникновение опасного шагового напряжения. Трехступенчатая система защиты внутри здания позволяет плавно понижать опасный импульс перенапряжения "по ходу" в сторону потребителя до безопасной величины путем отбора и "слива" в землю части энергии быстродействующими разрядниками каждой ступени. При установке разрядников следует учесть, что последовательная (селективная) работа ступеней защиты будет обеспечена, если расстояние между ступенями по воздушной и кабельной цепям составляет не менее 7...10 м. В этом случае, при появлении бегущей волны разряда, индуктивность участка цепи будет создавать необходимую постоянную времени задержки нарастания напряжения.

Расстояние от разрядников, установленных в абонентском щите потребителя, до самой удаленной нагрузки не должно превышать 30 м.

Подключение к фазным и нулевой шинам во всех трех ступенях производят до коммутационной аппаратуры и аппаратуры защитного отключения. Длина проводников, соединяющих разрядники с PEN или РЕ проводником должна быть минимальной, а их сечение не менее 25 мм2.

Классификация электрооборудования по стойкости к перенапряжениям

Категория перенапряжений	Характеристика	Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение, кВ
I	Специальное оборудование, которое, будучи присоединено к существующим электроустановкам зданий, нуждается в дополнительных устройствах защиты от импульсных перенапряжений. УЗИП могут быть встроены в оборудование категории 1 или расположены между этим оборудованием и остальной частью электроустановки (например, персональные компьютеры, которые подключены к питающей сети через удлинители со встроенными УЗИП).	1,5
II	Оборудование, которое присоединяют к существующим электроустановкам зданий посредством штепсельных розеток и других аналогичных соединителей (например, бытовые электроприборы, радиоэлектронные приборы, переносной инструмент).	2,5
III	Оборудование, установленное внутри зданий, которое составляет часть конкретной электроустановки здания и доступно для обычных лиц и необученного персонала. Примеры такого оборудования - распределительные щитки, проводка, выключатели и розетки, электроплиты.	4,0
IV	Оборудование, установленное вблизи от электроустановок зданий (внутри или снаружи) перед главным распределительным щитом, которым может быть вводно-распределительное устройство для многоэтажных зданий или квартирный щиток для индивидуальных зданий (например, электрические счетчики, первичные аппараты защиты от сверхтоков).	6,0

Области применения 0ПС1 в соответствии с классификационным напряжением

Класс 0ПС1	Назначение и место установки 0ПС1
I (B)	Первая ступень защиты от прямых или косвенных грозовых разрядов в ЛЭП на вводе в объект. Устанавливают на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или в главном распределительном щите (ГРЩ)
II (C)	Вторая ступень защиты внутренних распределительных цепей объекта от грозовых разрядов и коммутационных перенапряжений. Устанавливают в распределительные щиты.
III (D)	Третья ступень защиты электрооборудования объекта от остаточных грозовых и коммутационных перенапряжений. Устанавливают в непосредственной близости электропотребителей (электроприборов).

Установка УЗИП в сети TN-C-S 220/380 В

Для того, чтобы надежно защитить объект от воздействия любого вида перенапряжений, в первую очередь необходимо создать эффективную систему заземления и выравнивания потенциалов с системой электропитания TN-S или TN-C-S. Это важно не только с точки зрения защиты от импульсных перенапряжений, но и для защиты людей от поражения электрическим током (возможно применение УЗО). Следующим шагом должна стать установка защитных устройств. При установке защитных устройств необходимо, чтобы расстояние между соседними ступенями защиты было не менее 10 м по кабелю электропитания.

Выполнение этого требования очень важно для правильной работы (координации срабатывания) защитных устройств. В момент возникновения в силовом кабеле импульсного грозового перенапряжения за счет увеличения индуктивного сопротивления металлических жил кабеля при протекании по ним импульса тока на них возникает падение напряжения, которое оказывается приложенным к первому каскаду защиты. Таким образом достигается его первоочередное срабатывание (обеспечивается необходимая временная задержка в нарастании импульса перенапряжения на следующей ступени защиты).

Вольт-амперная характеристика

Особенностью вольт-амперной характеристики варистора является наличие участка малых токов (от нуля до нескольких миллиампер), в котором находится рабочая точка варистора и участок больших токов (до тысяч ампер), который в ряде случаев называют туннельным.

Туннельный участок во многом определяет функциональные свойства и, в частности, напряжение ограничения, т.е. максимальное импульсное напряжение, воздействующее на защищаемое электрооборудование при шунтировании его варистором. Одной из характеристик варистора является классификационное напряжение (Uкл). В качестве классификационного указано напряжение при токе 1,5 мА.