Схемы подключения УЗИП для частного дома

Схемы подключения УЗИП для частного дома

Для предохранения электрического и электронного оборудования от удара молнии предназначена система устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Схема подключения в частном доме осуществляется с целью безопасности или бесперебойности ее работы. В первом случае происходит полное отключение потребителей, а во втором — обеспечивается безопасная их работа.

  • Типы импульсных перенапряжений
  • Первичные средства
  • Классификация УЗИП
  • Схемы подключения
    • Внешняя система
    • Установка защиты на ответвлении

Схемы подключения устройства защиты импульсных перенапряжений первого класса

Прежде, чем рассмотреть схемы подключения УЗИП первого класса, несколько рекомендаций по его установке:

  • УЗИП монтируются во вводном устройстве дома, как можно ближе к вводу электропитания.
  • Допустима установка устройства в отдельном групповом щите, например, отдельной розеточной цепи (группы).
  • Соединительные проводники от выводов УЗИП должны быть медными сечением от 4 мм.
  • Суммарная длина проводников должна быть не более 50 см.

Два важных подключения УЗИП 1-ой классификации

  • ЗИП в цепях проводник–заземление (продольное или синфазное перенапряжение). Схема А.
  • ЗИП в цепях проводник–проводник (поперечное или противофазное перенапряжение). Схема Б.

Схема 1

  • УЗИП (устройства защиты импульсных перенапряжений) 1-ой классификации ставятся после вводного защитного автомата, по следующим правилам:
  • N проводник заземлен на вводе в дом: Устройство ставится между L и PE проводниками;
  • N проводник НЕ заземлен на вводе в дом: Устройство ставится между L и PE проводниками и между N и PE проводниками.

Схема 2

  • N проводник заземлен на вводе в дом: Устройство ставится между L и PEN проводниками;
  • N проводник НЕ заземлен на вводе в дом: Устройство ставится между L и N проводниками и между N и PE проводниками.
  • N проводник отсутствует. УЗИП соединяем в средней точке, которую через другое УЗИП соединяем с землей (NPE).

На практике схема 2 помехозащищенность оборудования.

Конструкция

Кроме основного элемента — варистора с нелинейными характеристиками, ограничитель перенапряжения отличает специальный корпус из фарфора или полимера. Сам варистор изготавливается в большинстве случаев из вилитовых дисков (из особого керамического состава с основой в виде оксидов цинка со специальными добавками). Диски покрываются изолирующей обмазкой и устанавливаются в корпусе.

В зависимости от условий эксплуатации ограничители перенапряжения могут иметь различные исполнения.

  • Для установки на линиях электропередач и защиты оборудования на промышленных объектах.
  • Защита от пиковых импульсов бытового оборудования дома или квартиры обеспечивается компактными, с привлекательным дизайном устройствами.

На изображении цифрами обозначены следующие конструктивные элементы:

  • 1 — корпус;
  • 2 — предохранитель, срабатывающий после прохождения импульса напряжения, с параметрами силы тока короткого замыкания;
  • 3 — варисторный модуль, легко сменяемый без отключения базового элемента;
  • 4 — индикатор, показывающий текущий ресурс работы устройства;
  • 5 — насечки на контактных зажимах, увеличивающие плотность и площадь соприкосновения с целью предотвращения оплавления проводов в результате нагрева.

Разновидности УЗИП

Эти аппараты могут иметь один или два ввода. Включение как одновводных, как и двухвводных устройств всегда производится параллельно цепи, защиту которой они обеспечивают. В соответствии с типом нелинейного элемента УЗИП подразделяются на:

  • Коммутирующие.
  • Ограничивающие (ограничитель сетевого напряжения).
  • Комбинированные.

Коммутирующие защитные аппараты

Для коммутирующих устройств, находящихся в обычном рабочем режиме, характерно высокое сопротивление. Когда происходит резкое увеличение напряжения в электрической сети, сопротивление прибора мгновенно падает до минимального значения. Основой коммутирующих аппаратов защиты сети являются разрядники.

Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)

Ограничитель импульсных перенапряжений также характеризуется высоким сопротивлением, плавно снижающимся по ходу возрастания напряжения и повышения силы электротока. Постепенное снижение сопротивления – это отличительная черта ограничивающих УЗИП. Ограничитель сетевого перенапряжения (ОПН) имеет в своей конструкции варистор (так называется резистор, величина сопротивления которого находится в нелинейной зависимости от воздействующего на него напряжения). Когда параметр напряжения становится больше порогового значения, происходит резкое увеличение силы тока, проходящего через варистор. После сглаживания электрического импульса, вызванного коммутационной перегрузкой или ударом молнии, ограничитель сетевого напряжения (ОПН) возвращается в обычное состояние.

Комбинированные УЗИП

Устройства комбинированного типа сочетают в себе возможности коммутационных и ограничивающих аппаратов. Они могут как коммутировать разность потенциалов, так и ограничивать ее возрастание. При необходимости комбинированные приборы могут выполнять одновременно обе этих задачи.

УЗИП и схемы его подключения

Чтобы бытовая техника работала долгосрочно и исправно, необходимо качественно подавать электроэнергию на вход каждого устройства. К сожалению, сейчас многие дома хорошо укомплектованы, но владельцы не заботятся о защите своего имущества от внезапных скачков напряжения. Удар молнии может прийти в сеть не только при попадании в сам дом или участок. Она может пробить воздух как раз над линией, подходящей к вашему домовладению. А это означает потерю всех дорогостоящих приборов и бытовой техники одним махом.

Уповать на встроенные стабилизаторы напряжения не стоит, ведь они способны только немного корректировать ток. Если произойдет скачок с показателем в несколько киловольт, то всё дружно выгорит в доли секунды. Особенно опасно так называемое импульсное избыточное напряжение, возникающее в момент грозы. Воздействие оказывается не только на электрическую проводку, но также и на коммутационные каналы. Поэтому лучше всего устанавливать в щиток так называемый УЗИП. Его название расшифровывается как устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Ложное мнение

Люди, далекие от электротехники, считают, что это защита на все случаи жизни. Но это не так. От обычного перенапряжения УЗИП никак не поможет. Если напряжение выросло с 220 до 400 вольт, то он не сработает. Ему необходим импульс, резкий скачок. А постепенно эта величина может расти практически бесконечно долго. Поэтому лучше устанавливать в цепь также классический стабилизатор напряжения.

Проблемы с проверяющими органами

УЗИП не разрешено устанавливать перед счетчиком. Считается, что он может стать точкой подключения для воровства электроэнергии. Для этого также имеется собственное решение. Нужно приобрести специальный опечатываемый бокс для устройства, а потом уже вызывать проверку. Они могут поставить свою печать на любую закрываемую коробку. Так можно будет обезопасить от скачка импульсного перенапряжения счетчик. А это очень актуально в загородных домах, деревнях, на дачах. В некоторых районах России приборы учёта можно считать расходным материалом. Поэтому лучше защитить всё своё имущество.

Основные варианты подключения в щитке

Лучше доверить эту задачу профессионалу, потому что ошибка может привести к отсутствию защиты. Технический паспорт изделия обычно содержит простейшую схему, которой нужно следовать для достижения успеха. Способ сильно меняется в зависимости от наличия системы заземления и количества фаз в сети. Рассмотрим всё для однофазного варианта.

Наиболее простая и надежная схема, строго соответствующая всем требованиям, это TN-S. В ней нулевой провод рабочий, а защитный канал подключается отдельно. Они обозначаются как Т и PE соответственно.

Рис. 1 – Схема TN-S

Если говорить о более сложном варианте, то это TN-C-S. Он нужен тогда, когда нейтральный провод и защитный канал объединены в одну оболочку, подключаясь синхронно к распределительному устройству дома. Уже после разделителя начинается сепарация проводников. Но у этой схемы есть один существенный недостаток. Она не работает без заземления. Особенно часто случается так, что владелец надеется на данную схему в условиях старого жилого фонда, но при попадании молнии всё выгорает.

Читайте также  Smd конденсаторы

Более простым вариантом является TN-C. Она может использоваться в любой однофазной сети.

Рис. 2 – Схема TN-C

Любой из этих вариантов имеет право на существование, но выбор должен осуществлять профессионал на базе инженерных расчётов. Если не учесть все нюансы, то защита сработает лишь частично. Особенно это касается электроники.

Где приобрести качественный УЗИП

Эти устройства в широком ассортименте представлены в нашем интернет-магазине «ПрофЭлектро». У нас имеются самые лучшие решения для квартир, домов и офисов. Особенно актуальна установка этого оборудования для предотвращения выхода из строя коммутационного компьютерного оборудования. Каждая серверная комната должна быть оснащена целым рядом УЗИП, желательно отдельно на каждый узел. Тогда можно будет избежать больших проблем со сбоями в работе сверхточных систем. Доставка УЗИП возможна в любой город и регион России.

УЗИП — устройство защиты от импульсных перенапряжений

Назначение УЗИП

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) — устройство предназначенное для защиты электрической сети и электрооборудования от перенапряжений которые могут быть вызваны прямым или косвенным грозовым воздействием, а так же переходными процессами в самой электросети.

Другими словами УЗИПы выполняют следующие функции:

Защита от удара молнии электрической сети и оборудования, т.е. защита от перенапряжений вызванных прямыми или косвенными грозовыми воздействиями

Защита от импульсных перенапряжений вызванных коммутационными переходными процессами в сети, связанных с включением или отключением электрооборудования с большой индуктивной нагрузкой, например силовых или сварочных трансформаторов, мощных электродвигателей и т.д.

Защита от удаленного короткого замыкания (т.е. от перенапряжения возникшего в результате произошедшего короткого замыкания)

УЗИПы имеют различные названия: ограничитель перенапряжений сети — ОПС (ОПН), ограничитель импульсных напряжений — ОИН, но все они имеют одинаковые функции и принцип работы.

Внешний вид УЗИП:

Принцип работы и устройство защиты УЗИП

Принцип работы УЗИПа основан на применении нелинейных элементов, в качестве которых, как правило, выступают варисторы.

Варистор — это полупроводниковый резистор сопротивление которого имеет нелинейную зависимость от приложенного напряжения.

Ниже представлен график зависимости сопротивления варистора от приложенного к нему напряжения:

Из графика видно, что при повышении напряжения выше определенного значения сопротивление варистора резко снижается.

Как это работает на практике разберем на примере следующей схемы:

На схеме упрощенно представлена однофазная электрическая цепь, в которой через автоматический выключатель подключена нагрузка в виде лампочки, в цепь так же включен УЗИП, с одной стороны он подключен к фазному проводу после автоматического выключателя, с другой — к заземлению.

В нормальном режиме работы напряжение цепи составляет 220 Вольт, при таком напряжении варистор УЗИПа обладает высоким сопротивлением измеряющимся тысячами МегаОм, настолько высокое сопротивление варистора препятствует протеканию тока через УЗИП.

Что же происходит при возникновении в цепи импульса высокого напряжения, например, в результате удара молнии (грозового воздействия).

На схеме видно что при возникновении импульса в цепи резко возрастает напряжение, что в свою очередь вызывает мгновенное, многократное уменьшение сопротивления УЗИПа (сопротивление варистора УЗИПа стремится к нулю), уменьшение сопротивление приводит к тому, что УЗИП начинает проводить электрически ток, закорачивая электрическую цепь на землю, т.е. создавая короткое замыкание которое приводит к срабатыванию автоматического выключателя и отключению цепи. Таким образом ограничитель импульсных перенапряжений защищает электрооборудование от протекания через него импульса высокого напряжения.

Классификация УЗИП

Согласно ГОСТ Р 51992-2011 разработанного на основе международного стандарта МЭК 61643-1-2005 есть следующие классы УЗИП:

УЗИП 1 класс — (так же обозначается как класс B) применяются для защиты от непосредственного грозового воздействия (удара молнии в систему), атмосферных и коммутационных перенапряжений. Устанавливаются на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или главном распределительном щите (ГРЩ). Обязательно должен устанавливаться для отдельно стоящих зданий на открытой местности, зданий подключаемых к воздушной линии, а так же зданий имеющих молниеотвод или находящихся рядом с высокими деревьями, т.е. зданиях с высоким риском оказаться под прямым или косвенным грозовым воздействием. Нормируются импульсным с формой волны 10/350 мкс. Номинальный разрядный ток составляет 30-60 кА.

УЗИП 2 класс — (так же обозначается как класс С) применяются для защиты сети от остатков атмосферных и коммутационных перенапряжений прошедших через УЗИП 1-го класса. Устанавливаются в местных распределительных щитках, например во вводном щитке квартиры или офиса. Нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс Номинальный разрядный ток составляет 20-40 кА.

УЗИП 3 класс — (так же обозначается как класс D) применяются для защиты электронной аппаратуры от остатков атмосферных и коммутационных перенапряжений, а так же высокочастотных помех прошедших через УЗИП 2-го класса. Устанавливаются в разветвительные коробки, розетки, либо встраивается непосредственно в само оборудование. Примером использования УЗИПа 3-го класса служат сетевые фильтры применяемые для подключения персональных компьютеров. Нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс. Номинальный разрядный ток составляет 5-10 кА.

Маркировка УЗИП — характеристики

Характеристики УЗИП:

  • Номинальное и максимальное напряжение — максимальное рабочее напряжение сети на работу под которым рассчитан УЗИП.
  • Частота тока — рабочая частота тока сети на работу при которой рассчитан УЗИП.
  • Номинальный разрядный ток (в скобках указана форма волны тока) — импульс тока с формой волны 8/20 микросекунд в килоАмперах (кА), который УЗИП способен пропустить многократно.
  • Максимальный разрядный ток (в скобках указана форма волны тока) — максимальный импульс тока с формой волны 8/20 микросекунд в килоАмперах (кА) который УЗИП способен пропустить один раз не выйдя при этом из строя.
  • Уровень напряжения защиты — максимальное значение падения напряжения в килоВольтах (кВ) на УЗИПе при протекании через него импульса тока. Данный параметр характеризует способность УЗИПа ограничивать перенапряжение.

    Схема подключения УЗИП

    Общим условием при подключении УЗИП являетя наличие со стороны питающей сети предохранителя или автоматического выключателя соответствующего нагрузке сети, поэтому все представленные ниже схемы будут включать в себя автоматические выключатели (схему подключения УЗИП в электрощитке смотрите здесь):

    Схемы подключения УЗИП (ОПС, ОИН) в однофазную сеть 220В (двухпроводную и трехпроводную):

    Схемы подключения УЗИП (ОПС, ОИН) в трехфазную сеть 3800В

    Принципиальные схемы подключения УЗИП выглядят следующим образом:

    При устройстве многоступенчатой защиты от перенапряжения, т.е. установки УЗИПов 1-го класса в ВРУ здания совместно с УЗИПами 2-го класса в распределительных щитах здания и с УЗИПами 3-го класса, например, в розетках, необходимо соблюдать расстояние между УЗИПами по кабелю не менее 10 метров:

    Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

    Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

    Что такое УЗИП?

    • УЗИП(устройство защиты от импульсных перенапряжений) – аппарат/прибор, предназначенный для защиты от скачков напряжения, вызванных воздействием молнии и авариями в электрической сети. Данное устройство является частью внутренней молниезащиты и дополняет внешнюю (молниеприемные стержни на крыше, провода на стенах или водосточных трубах, контур заземления громоотвода).

    Сразу оговоримся, для легкого понимания, в этой статье приведены упрощенные данные о технических характеристиках и особенностях применения УЗИП. Разобраться со всей гаммой деталей касающихся данных аппаратов и их классов, можно в нашей статье «УЗИП — Классы и типы».

    Для удобства применения УЗИП делятся на различные типы и классы, обусловленные назначением защищаемой линии (силовые — 220/380В или слаботочные — ТВ, интернет и пр.), максимальным рабочим током молнии и обеспечиваемым уровнем защиты. Например, силовой УЗИП I класса должен выдерживать ток с силой до 100кА и предназначен только для защиты от возгорания электропроводки дома. Защиту потребителей электроэнергии такие аппараты не гарантируют. Возможно совмещение нескольких классов в одном устройстве. Например, для частного дома рекомендуется УЗИП I+II+III класса. Такой прибор не только рассчитан на высокий ток молнии, но и защищает от выхода из строя потребители. Внешне устройства защиты от импульсных перенапряжений похожи на автоматические выключатели и чаще всего устанавливаются непосредственно в электрическом щитке дома. В случае, когда места в существующем электрощите не хватает, рядом с ним устанавливается отдельный — предназначенный только для установки УЗИП.

    Устройства защиты от перенапряжений (УЗИП)

    Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) Easy9 являются одним из продуктов в новой линейки защитной и коммутационной аппаратуры Easy9 от признанного лидера на мировом рынке электротехники — компании Schneider-Electric. Наряду с устройствами защиты от импульсных перенапряжений в новую линейку Easy9 входят:

    УЗИП Easy9 предназначены для защиты от повреждения грозовым разрядом любых чувствительных к перенапряжению устройств, в частности электронного и IT оборудования: телевизоров, компьютеров, мониторов, принтеров, модемов, бытовых электроприборов с электронными контроллерами, телефонов, факсов, систем охранной сигнализации и т. д.

    Устройства защиты от импульсных помех срабатывают за миллиардную долю секунды и надежно защищают оборудование от бросков напряжения, дифференциальных перенапряжений и высокочастотных помех, вызванных ударом молнии или коммутационным перенапряжением. УЗИП применяются во вводно-распределительных устройствах, главных распределительных щитах, местных распределительных щитках, распределительных коробках или непосредственно в оборудовании.

    Основные особенности устройств защиты от импульсных перенапряжений Easy9:

    Окошко-индикатор состояния работоспособности УЗИП позволяет легко убедиться в полной работоспособности аппарата;

    Удобная двухпозиционная защелка делает монтаж/демонтаж УЗИП Easy9 гораздо проще, удобнее и быстрее;

    Высокое быстродействие. УЗИП срабатывает за миллиардную секунду.

    Функции устройств защиты от импульсных перенапряжений Easy9:

    Грозовой разряд вблизи от дома или рядом с воздушной линией электропитания вызывает резкое повышение напряжения питающей сети до 10 или 50 кВ вместо 230 В.

    Импульс перенапряжения, длящийся несколько микросекунд, может вывести из строя различные электронные компоненты: запоминающие устройства, процессоры, конденсаторы, дисплеи, телевизоры, компьютеры, мониторы, принтеры, модемы, бытовые электроприборы с электронными контроллерами, телефоны, факсы, системы охранной сигнализации и т. д.

    УЗИП ослабляет скачок напряжения до значения, выдерживаемого подключёнными приборами (макс.: 1,3 или 1,5 кВ, см. значения уровня защиты от перенапряжений (Up)).

    Длительность этого импульса остающегося напряжения естественным образом ограничено несколькими микросекундами (значение типичной волны, указанное в электротехнических стандартах, составляет 1,2/50 мкс).

    Устройство защиты от импульсных помех, установленное в распределительном щите, обеспечивает эффективную защиту всех устройств, расположенных в радиусе до 30 метров.

    Технические характеристики устройств защиты от импульсных перенапряжений Easy9:

    Наименование параметра Значение параметра
    Основные характеристики
    Максимальное напряжение сети L1/N 230 VAC
    L1/L2 400 VAC
    Номинальная частота 50 Гц
    Степень защиты Открытый аппарат IP20
    В модульном шкафу IP40
    Температура эксплуатации От -5 до +70 °C
    Температура хранения От -5 до +60 °C
    Подключение
    Жесткие медные кабели 5…35 мм 2
    Гибкие медные кабели 5…35 мм 2
    Длина снятия изоляции с кабеля 16 мм

    Выбор устройств защиты от импульсных перенапряжений Easy9:

    По количеству полюсов:

    Для однофазной сети с системой заземления TT (1) или TN-S (2) необходимо выбрать УЗИП 1 полюс + нейтраль.

    Для трехфазной сети с системой заземления TT или TN-S (2) необходимо выбрать УЗИП 3 полюса + нейтраль.

    Для трехфазной сети с системой заземления TN-C (3) необходимо выбрать 3-х полюсное УЗИП.

    УЗИП устанавливается на вводе распределительного щита и подключается ко всем токоведущим проводникам (все фазы + нейтраль) и к защитному проводу заземления.

    По максимальнму току разряда (Iмакс.)

    20 кА обеспечивает хорошую защиту при длительном сроке службы для подавляющего большинства видов применения.

    УЗИП с максимальным током разряда 40 кА рекомендуется использовать при повышенном уровне риска и в районах с высокой грозовой активностью:

    Местность, где бывает более 40 грозовых разрядов на квадратный километр в год (см. карту);

    Горная или влажная местность;

    Здания и/или линии электропитания, расположенные на плоской безлесной местности.

    (1) — TT это система заземления при, которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые токопроводящие части оборудования присоединены к заземлителю, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания.
    (2) — TN-S это система заземления при, которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые токопроводящие части оборудования присоединены к нейтрали источника питания. Нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники работают раздельно по всей системе.
    (3) — TN-C это система заземления при, которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые токопроводящие части оборудования присоединены к нейтрали источника питания. Нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники объединены в одном проводе по всей системе.

    Таблица выбора устройств защиты от импульсных перенапряжений Easy9:

    Параметр Значение параметра
    Фото
    Артикул EZ9L33620 EZ9L33345 EZ9L33720 EZ9L33745
    Число полюсов 1 полюс + нейтраль 3 полюса 3 полюса + нейтраль
    Максимальный ток разряда (Iмакс.) 20 кА 20 кА 20 кА 45 кА
    Номинальный ток разряда (In) 10 кА 10 кА 10 кА 20 кА
    Уровень защиты от перенапряжений (Up) 1,3 кВ 1,3 кВ 1,3 кВ 1,5 кВ
    Кол-во модулей Ш=18 мм 2 3 4

    Стандарт о защите электроустановок от грозовых и коммутационных перенапряжений ГОСТ Р 50571.20—2000

    Установка УЗИП обязательна:

    Во всех зданиях с молниеотводами;

    Во всех зданиях, электроснабжение которых полностью или частично осуществляется по воздушным линиям и которые расположены в местности, где бывает более 20 часов с грозой в год на квадратный километр. (см. карту).

    Схемы подключения устройств защиты от импульсных перенапряжений Easy9:

    Сеть: одна фаза
    Система заземления: TT или TN-S

    Сеть: три фазы
    Система заземления: TT или TN-S

    Сеть: три фазы
    Система заземления: TN-C

    Классы защиты

    По воздействию перегрузки могут быть двух типов волны повышенных напряжений: 8/20 или 10/350 микросекунды. Первое значение – время возрастания тока перегрузки, а второе означает время его затухания до нормальных значений тока в цепи. Второй тип значительно опаснее по степени воздействия.

    Устройства 1 класса защиты предохраняют цепь от перегрузок 10/350 мкс. Такие нагрузки возникают при попадании молнии в линию электропередач на расстоянии менее 1,5 км от потребителя, ток перегрузки может составлять 25-100 кА. Большинство УЗИП 1 класса защиты собраны на разрядниках.

    УЗИП 2 и 3 класса рассчитаны на нагрузку типа 8/20 мкс и собираются на полупроводниках. Разница между ними в силе тока, воздействующего при перегрузке. Для 2 класса он может колебаться от 10 до 40 кА, а для 3 класса – не превышает 10 кА.