УЗИП — устройство защиты от импульсных перенапряжений

Содержание:

  1. Назначение УЗИП
  2. Принцип работы и устройство защиты УЗИП
  3. Классификация УЗИП
  4. Маркировка УЗИП — характеристики
  5. Схема подключения УЗИП
  1. 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:

Внешний вид УЗИП

  1. 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:

Зависимость сопротивления УЗИП от напряжения сети

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

Как это работает на практике разберем на примере следующей схемы:

Схема работы узип

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).

устройство защиты узип

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.

  1. 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.

  1. Маркировка УЗИП — характеристики

характеристики узип

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.
  1. 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):

узип схема подключения 220в

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

подключение узип в трехфазной сети

Принципиальные схемы подключения УЗИП выглядят следующим образом:

принципиальные электрические схемы подключения узип

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:

Устройство многоступенчатой защиты электросети здания от перенапряжений


Над статьёй работали:

Автор статьи: Дмитрий Комлев

Показать всех авторов сайта

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

Не нашли на сайте ответа на интересующий Вас вопросЗадайте его на форуме! Наши специалисты обязательно Вам ответят.

↑ Наверх

7,5
https://elektroshkola.ru/apparaty-zashhity/uzip/

49 комментариев

  1. Вопрос по юридической части!
    Могут ли электросети при переходе с 220 на 380в обязать устанавливать эти ОИНы или УЗИПы? (В щит учёта для частного дома на 1 ого хозяина?)
    В ПУЭ я не нашел там на многоквартирные или производство.

    0
    1. Здравствуйте, Александр! Вопрос вовсе не по юридической части, а вполне себе по технической, т.к. данное требование в ПУЭ все же содержится, в частности в пункте 7.1.22. в котором говорится следующее: «…При воздушном вводе должны устанавливаться ограничители импульсных перенапряжений.» (Глава 7.1 «ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ЖИЛЫХ, ОБЩЕСТВЕННЫХ, АДМИНИСТРАТИВНЫХ И БЫТОВЫХ ЗДАНИЙ»)

      0
  2. Здравствуйте! Чем регламентируется расстояние между УЗИПами, равное 10 метрам по кабелю?

    0
  3. Все Ваши (И не только Ваши) объяснения по работе ограничителей напряжения не верны! Вы наверное не в ладах с теоретическими основами электротехники! Что-бы ограничить напряжение на защищаемом оборудовании надо превышение напряжения на чём-то погасить! Уменьшение сопротивления варистора приводит к увеличению тока. А на чём погаситься напряжение? Вот где кроется вся Ваша ошибка — » Напряжение уходит в землю» Напряжение в землю не уходит! Напряжение гасится на комплексном сопротивлении питающей линии электропередачи в кабельном или в воздушным исполнении. Чтобы погасить напряжение, линия должна быть достаточно протяжённой или внести в её параметры специальное повышенное комплексное сопротивление, например ферритовые дроссели. Тогда ограничение напряжения будет работать эффективно!

    0
  4. А вот у вас, по входу, стоит «автомат», рассчитан ли он на такие перегрузки? Или он превратится в комок металла и пластмассы?

    0
    1. Во всех руководствах по эксплуатации узипов сказано что перед ними со стороны питающей сети должен стоять аппарат защиты с номинальным током соответствующему рассчетному току сети.
      Если в него непосредственно ударит молния, то несомненно расплавится, в противном случае — нет.

      0
    1. Здравствуйте, Владимир! Что именно Вы имеете ввиду? Перед УЗИПом должен стоять автомат (или дифавтомат) с номинальным током соответствующему расчетному току сети. А УЗО к УЗИПу никакого отношения не имеет.

      0
      1. У меня в щитке подключено: счетчик, автомат, УЗО. Как подключить УЗИП до или после УЗО?

        0
  5. Добрый день. А разве УЗО не будет срабатывать от УЗИП. Ведь по-любому в варисторах, которые входят в в УЗИП будет утечка на землю.

    0
    1. Здравствуйте, Сергей!
      Вообще, как правило, УЗИПы стоят на вводе до УЗО, но в любом случае в нормальном режиме работы УЗИПы не должны давать утечку на землю.

      0
      1. Ток утечки варистора на землю минует дифференциальный трансформатор, он всё это и не заметит!

        0
      2. Здравствуйте, Владимир! Не совсем понятно, что Вы имеете в виду? Если через варистор установленный после УЗО возникнет утечка достаточная для срабатывания УЗО оно без сомнения отключится.

        0
  6. Благодарю Дмитрия Комлева за материал. Доходчиво, без «воды», методически грамотно. Жаль, что таких статей нахожу мало…

    1
  7. Добрый день Дмитрий!
    «Общим условием при подключении УЗИП являетя наличие со стороны питающей сети предохранителя или автоматического выключателя…»
    Есть ли на это нормативные требования (ПУЭ, СП)?

    0
    1. Здравствуйте, Артем!
      В нормативных документах такие требования мне не встречались. В ПУЭ относительно УЗИП сказано только, что оно должно быть установлено в ВРУ при воздушном вводе.
      Но данное требование (по установке предохранителя или автоматического выключателя) содержится в руководстве по эксплуатации всех УЗИПов, что мне довелось видеть, а соблюдение требований заводов изготовителей является обязательным согласно тому же ПУЭ.
      В целом от данного требования не следует отступать уже хотя бы из соображений здравого смысла, так как нарушение этого требования может привести к пожару.

      0
      1. А какую роль играет автоматический выключатель перед УЗИПом?

        0
      2. При возникновении импульсного перенапряжения УЗИП снижает свое сопротивление и начинает проводить электрический ток, тем самым фактически работая в режиме короткого замыкания. Без соответствующей защиты это может закончиться его повреждением, расплавлением, возгоранием и т.д.

        0

Оставьте комментарий:

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *