Как подключить ограничитель импульсных напряжений
Одними из устройств из серии “быть или не быть?”…ему в щите учета – являются ограничители импульсных перенапряжений
Одними из устройств из серии “быть или не быть?”…ему в щите учета – являются ограничители импульсных перенапряжений ⚡⚡⚡ Они еще называются УЗИП, ОИН, ОПС-1 … и т.п. Существует их бесчисленное множество, бывают они различных классов, бывают разных производителей. Ставить или не ставить, схема подключения такого устройства все это мы затронем в данной статье!
Сначала я расскажу о тех ограничителях перенапряжений, которые я использую для установки в щиты учета моих заказчиков. Свой выбор я остановил на устройстве под названием ОИН-1 от концерна АО “Энергомера”.
Основным критерием выбора данного ограничителя для меня являлось наличие на складе поставщика и цена, последний критерий имеет бОльшее значение, т.к. на мой взгляд необходимость установки таких изделий крайне мала, но об этом немного позднее. Для сравнения комплект ограничителей ОИН-1 АО “Энергомера” на три фазы стоит около 900 рублей, ближайший “конкурент” это ОПС-1 3Р D от ИЭК стоит в районе 3500. Функции выполняемые данными ограничителями абсолютно одинаковые, а если нет разницы зачем Вам платить больше?!
Что же касается схемы подключения УЗИП, ОИН, ОПС и прочих аналогичных устройств. В щите учета подключаются они с нижних клемм вводного автомата, а вывод и ограничителя идет на шину ГЗШ, в нашем случае это проходной блок.
Схема подключения ограничителей перенапряжения УЗИП,ОПС-1, ОИН и прочих идентична и для других производителей. Отличие возможно лишь в том, что если берете трехполюсный ограничитель то у него выводной проводник уже собран из трех в один.
По опыту работы могу сказать, что не во всех сетевых организациях в технических условиях для заявителей существует такое требование об установке импульсных ограничителей. Мне такое требование встречалось в Нижегородской области и в Краснодарском крае.
Давайте сначала затронем практическую часть вопроса. Чтобы понимать ставить или не ставить нужно понимать, что может быть источником такого перенапряжения, а их всего два:
2. коммутационные перенапряжения.
Чтобы понимать ставить или нет ограничитель для защиты от импульсных(грозовых) перенапряжений нужно знать каким проводом выполнена магистраль, к которой наш щит учета будет подключен. Если магистраль выполнена голым проводом вероятность попадания молнии есть, если самонесущим изолированным (СИП), – вероятность попадания молнии крайне мала.Кроме того, нужно иметь ввиду в каком регионе у нас будет установка нашего щита учета. Ниже карта с числом грозовых часов в году:
Как мы видим на данной карте на севере страны очень маленькое число грозовых часов и ограничитель в нашем щите учета просто займет место и не будет выполнять полезных функций. Чем южнее, тем число грозовых часов в году больше и вероятность возникновения первого источника перенапряжения выше.
Что касается коммутационных перенапряжений. Данные перенапряжения возникают при оперативных переключениях на подстанциях. Чем мы ближе находимся от нашей подстанции, тем выше вероятность коммутационного перенапряжения.
Для себя я сделал выбор не в пользу установки ограничителей импульсных перенапряжений, так как моя магистральная линия выполнена проводом СИП, и участок находится на краю деревни где нет крупных подстанций и число грозовых часов в нашем регионе небольшое.
Как мы видим на общем виде щита учета, из-за установки ограничителя у нас не хватило места для установки розетки и автомата для розетки. Можно конечно купить корпус с бОльшими размерами, но опять же это будет стоить для нас дороже. И на мой взгляд розетка с автоматом в щите учета куда полезнее нежели ограничитель импульсных перенапряжений.
Давайте теперь рассмотрим юридическую сторону вопроса. Сразу хочется оговориться, что у меня нет юридического образования и это исключительно мои мысли, которые возникли изучая нормативные документы.
Действительно в ПУЭ есть пункт 7.1.22 где сказано что должны устанавливаться ограничители перенапряжения при воздушном вводе, но в пункте 7.1 сказано, что глава 7 распространяется на – ” жилых зданий, перечисленных в СНиП 2.08.01-89 “Жилые здания”(этот СНИП распространяется на проектирование жилых зданий (квартирных домов, включая квартирные дома для престарелых и семей с инвалидами, передвигающимися на креслах-колясках, в дальнейшем тексте – семей с инвалидами, а также общежитий), высотой до 25 этажей включительно.); общественных зданий, перечисленных в СНиП 2.08.02-89 “Общественные здания и сооружения” (за исключением зданий и помещений, перечисленных в гл. 7.2)( данный СНИП распространяется на проектирование общественных зданий (высотой до 16 этажей включ.) и сооружений, а также помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания. При проектировании помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания и встроенно-пристроенных к ним, следует дополнительно руководствоваться СНиП 31-01-2003.); административных и бытовых зданий, перечисленных в СНиП 2.09.04-87“( данный СНИП распространяется на проектирование административных и бытовых зданий1 высотой (по СНиП 21-01-97) до 50 м, включая мансардный этаж, и помещений предприятий.). Все эти СНИПы относятся к многоквартирным домам, административным зданиям, общественным и тп зданиям. Т.е. в пункте 7.1 не указано, что пункт 7.1.22 распространяет свое действие на индивидуальные жилые дома.
Кроме того, в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 N 861 (ред. от 28.07.2017)
25(1). В технических условиях для заявителей, предусмотренных пунктами 12.1 и 14(физ. лица до 15кВт, то есть наш случай) настоящих Правил, должны быть указаны:
а) точки присоединения, которые не могут располагаться далее 25 метров от границы участка, на котором располагаются (будут располагаться) присоединяемые объекты заявителя;
а(1)) максимальная мощность в соответствии с заявкой и ее распределение по каждой точке присоединения к объектам электросетевого хозяйства;
(пп. “а(1)” введен Постановлением Правительства РФ от 04.05.2012 N 442)
б) обоснованные требования к усилению существующей электрической сети в связи с присоединением новых мощностей (строительство новых линий электропередачи, подстанций, увеличение сечения проводов и кабелей, замена или увеличение мощности трансформаторов, расширение распределительных устройств, модернизация оборудования, реконструкция объектов электросетевого хозяйства, установка устройств регулирования напряжения для обеспечения надежности и качества электрической энергии), обязательные для исполнения сетевой организацией за счет ее средств;
в) требования к приборам учета электрической энергии (мощности), устройствам релейной защиты и устройствам, обеспечивающим контроль величины максимальной мощности;
г) распределение обязанностей между сторонами по исполнению технических условий (мероприятия по технологическому присоединению в пределах границ участка, на котором расположены энергопринимающие устройства заявителя, осуществляются заявителем, а мероприятия по технологическому присоединению до границы участка, на котором расположены энергопринимающие устройства заявителя, включая урегулирование отношений с иными лицами, осуществляются сетевой организацией).
(пп. “г” в ред. Постановления Правительства РФ от 24.09.2010 N 759)
(см. текст в предыдущей редакции).
Т.е. в технических условиях заявителей не должно быть требований к устройствам ограничивающим импульсные перенапряжения. Возможно если только притянуть “их за уши” как «устройства релейной защиты» коими такие устройства не являются.
Теперь мы с Вами знаем, как практические вопросы установки ограничителей так и юридические. Выбор всегда за Вами! Для себя я этот выбор уже сделал!
Не забывайте заходить на YOUTUBE и ставить палец вверх у видео про УЗИП,ОИН,ОПС.
Купить надежный щит учета очень просто – достаточно всего лишь отправить заявку по удобным для Вас каналам связи!
УЗИП — что это такое, описание и схемы подключения в частном доме
Перенапряжение — это превышение максимального показателя напряжения для той или иной сети. Под импульсным перенапряжением понимается резкий скачок напряжения между фазой и землей, который занимает долю секунды. Такой перепад напряжения опасен не только для линии, но и для подключенных к ней электроприборов. Чтобы не допустить подобной ситуации, используется устройство защиты от импульсных перенапряжений.
Что такое УЗИП и для чего оно нужно?
УЗИП — это устройство защиты от импульсных перенапряжений, которое обеспечивает защиту электроустановок до 1 кВ. Устройство защищает от перенапряжений в электросети, а также от грозовых воздействий посредством отвода импульсов тока на землю.
УЗИП применяют только в низковольтных силовых распределительных системах. Данное устройство подходит как для промышленных предприятий, так и для жилых строений.
УЗИП бывает двух типов:
Принцип действия и устройство
Принцип работы УЗИП заключается в применении варисторов — нелинейный элемент в виде полупроводникового резистора сопротивления от приложенного напряжения.
УЗИП имеет два вида защиты:
Чтобы лучше понять принцип работы УЗИП приведем небольшой пример.
Нормальное напряжение цепи 220 В, а при возникновении импульса в этой самой цепи напряжение резко поднимается, например, при ударе молнии. При резком скачке напряжения, в УЗИП уменьшается сопротивление, что приводит к короткому замыканию, которое в свою очередь приводит к срабатыванию автоматического выключателя и в последствии к отключению самой цепи. Таким образом обеспечивается защита электрооборудования от резких перепадов напряжения, не допуская протекания через него импульса высокого напряжения.
Разновидности УЗИП
Устройства защиты от импульсных перенапряжений бывают с одним и двумя вводами, и подразделяются на:
Коммутирующие защитные аппараты
Характерной особенностью коммутирующих устройств является высокое сопротивление, которое при возникновении сильного импульса в напряжении мгновенно падает до нуля. Принцип работы коммутирующих устройств основывается на разрядниках.
Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)
Для ограничителя сетевых напряжений также характерно высокое сопротивление. Его отличие от коммутирующего аппарата только в том, что снижение сопротивления происходит постепенно. ОПН основывается на работе варистора (резистора), который используется в его конструкции. Сопротивление варистора находится в нелинейной зависимости от воздействующего на него напряжения. При резком увеличении напряжения происходит также резкое увеличение силы тока, который проходит непосредственно через варистор и таким образом сглаживаются электрические импульсы, после чего ограничитель сетевого напряжения возвращается в первоначальное состояние.
Комбинированные УЗИП
УЗИП комбинированного типа объединяют в себе разрядники и варисторы, и могут выполнять как функцию разрядника так и ограничителя.
Классы УЗИП
Существует всего три класса устройств по степени защиты:
Классификация по степени разряда тока:
ВАЖНО! Расстояние между УЗИП должно быть не меньше 10 метров по длине проводки.
Как выбрать УЗИП?
Первое, что нужно сделать при выборе УЗИП это определить систему заземления, которая используется в здании.
Система заземления бывает трех типов:
При выборе УЗИП также необходимо учесть следующие факторы:
В связи с положением, при котором возникла необходимость установки УЗИП, выбирается подходящий класс (I, II, III).
Также важно учитывать выдерживаемое устройством напряжение. Для устройств I-го класса этот показатель не превышает 4 кВ. Устройство II класса выдерживает уровень напряжения до 2,5 кВ, а устройство III класса до 1,5 кВ.
Еще одним важным параметром при выборе УЗИП является максимальное длительное рабочее напряжение — действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Этот параметр должен быть равен номинальному напряжению в сети. Подробно можно ознакомиться с информацией в стандарте МЭК 61643 — 1, приложение 1.
При подключении УЗИП для защиты оборудования важно учитывать его номинальный постоянный или переменный ток, который может поддаваться нагрузке.
Как подключить УЗИП в частном доме?
Установка УЗИП производится в зависимости от показателя напряжения: 220В (одна фаза) и 380В (три фазы).
Схема подключения может быть направлена на бесперебойность или на безопасность, нужно определить приоритеты. В первом случае может временно отключиться молниезащиты для того, чтобы не допустить перебоя в снабжении потребителей. Во втором же случае недопустимо отключение молниезащиты, даже на несколько секунд, но возможно полное отключение снабжения.
Схема подключения в однофазной сети системы заземления TN-S
При использовании однофазной сети TN-S к УЗИП нужно подключить фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводник. Фаза и ноль сначала подключаются к соответствующим клеммам, а затем шлейфом к линии оборудования. К защитному проводнику подключается заземляющий проводник. УЗИП устанавливается сразу после вводного автомата. Для облегчения процесса подключения все контакты на устройстве обозначены, поэтому сложностей не должно возникнуть.
Пояснение к схеме: А, В, С – фазы электрической сети, N – рабочий нулевой проводник, PE – защитный нулевой проводник.
СПРАВКА. Рекомендуется использовать предохранители для дополнительной защиты УЗИП, которые ставятся непосредственно на само устройство.
Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-S
Отличительной особенностью трехфазной сети TN-S от однофазной является то, что от источника питания исходит пять проводников, три фазы, рабочий нулевой и защитный нулевой проводники. К клеммам подключается три фазы и нулевой провод. Пятый защитный проводник подключается к корпусу электроприбора и земле, то есть служит некой перемычкой.
Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-C
В системе подключения заземления TN-C рабочий и защитный проводник объединены в один провод (PEN), это и является главным отличием от заземления TN-S.
Система TN-C является более простой и уже довольно устаревшей, и распространена в устаревшем жилом фонде. По современным нормам применяется система заземления TN-C-S, в которой находятся по отдельности нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.
Переход на более новую систему необходим для того, чтобы избежать поражения электрическим током обслуживающего персонала, и ситуаций с возникновений пожара. Ну и конечно же в системе TN-C-S лучше защита от резких импульсных перенапряжений.
Во всех трех вариантах подключения при перенапряжении ток направляется на землю через кабель заземления или же через общий защитный провод, что не дает импульсу навредить всей линии и оборудованию.
Ошибки при подключении
1. Установка УЗИП в электрощитовую с плохим контуром заземления.
При допущении подобной ошибки можно лишиться не только всех электроприборов, но и самой щитовой при первом попадании молнии, так как от защиты с плохим контуром заземления не будет никакого толку, и соответственно никакой защиты.
2. Неправильно выбранное УЗИП, которое не подходит под используемую систему заземления.
Перед покупкой устройства обязательно узнайте какая система заземления используется в вашем доме, а при покупке тщательно ознакомьтесь с его техдокументацией во избежание ошибок.
3. Использование УЗИП не того класса.
Как уже разбирали выше, есть 3 класса устройств защиты от импульсного перенапряжения. Каждый класс соответствует определенной щитовой, и должен устанавливаться согласно правилам и нормам.
4. Установка УЗИП только одного класса.
Часто бывает недостаточно установки УЗИП одного класса для надежной защиты.
5. Перепутан класс устройства и место его назначения.
Бывает и такое, что приборы класса B ставятся в распределительный щит квартиры, приборы класса С в ВРУ здания, а приборы класса D перед электронной аппаратурой.
2 Схемы
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Ограничитель импульсных перенапряжений и схема установки разрядника
Ограничитель перенапряжений это часто недооцениваемый, но очень важный элемент домашнего электрощитка. Этот элемент рекомендован к установке производителями электрооборудования, в то время как среди самих электриков мнения разделены. Давайте разберёмся с этим делом. Наиболее частые вопросы про ограничитель выглядит следующим образом: Каковы классы разрядников? Из чего он состоит и как работает? Как подключить ограничитель перенапряжений? Действительно ли он защищает электрические устройства?
Классы защиты ограничителей
В области напряжения ниже 1000 В ограничители делятся на 4 класса, обозначенные буквами алфавита: A, B, C и D.
Каждое устройство защиты ограничивает электрический потенциал только определенным уровнем. Чем ближе оборудование к А классу – тем более высокая мощность. Например:
Поэтому ограничители отдельных классов следует применять каскадно, постепенно снижая уровень предельного напряжения. То есть если одно распределительное устройство в доме – используем защитные устройства класса как B, так и C (есть сразу 2 в 1 защитные устройства B + C).
Если здание многоэтажное, в главном распределительном щитке должны использоваться защитные устройства класса B, а ограничители класса C следует использовать в распределительных щитках в отдельных квартирах.
Если подключенное к розетке устройство чувствительно к скачкам напряжения, можем также использовать ограничители класса D. К ограничителям класса А у нас нет доступа, это забота энергетической компании.
Поскольку рассматривать будем домашнюю проводку, статья будет посвящена защитным устройствам класса B и класса C (типа I и II).
Обозначение на принципиальных схемах
Основные символы, используемые при обозначении разрядников перенапряжения, следующие:
Установка ограничителя перенапряжений
Стандартный разрядник B или C (возможно, B + C) состоит из двух компонентов:
Основа
Основание защитного устройства установлено на DIN-рейке TS35. Оно имеет два хомута. Подключите провод фазы ( L ) или нейтральный ( N ) на котором может появиться слишком большой электрический потенциал. С другой стороны подсоедините защитный провод PE, который подключен к защитной линии распределительного устройства.
Защитный проводник должен иметь минимальное поперечное сечение 4 мм2, но не повредит взять ещё больше. В конце концов есть вероятность, что будет течь очень высокий ток.
Есть 3 контакта под терминалом PE. По стандарту в комплект входит вилка, которая вставлена в нужное место и позволяет соединять провода. Благодаря этим зажимам есть возможность удаленного уведомления в случае повреждения вставки или ее перегорания. Этот сигнал может быть подключен, например, к входу блока управления сигнализацией (смотрите схему). В этом случае панель управления будет проинформирована о повреждении вставки размыканием электрической цепи между красным и зеленым проводами.
Вставка
Вставка содержит все наиболее важные элементы, благодаря которым защитник правильно функционирует:
Как работает защитник от перенапряжений
Защитой обеспечиваются устройства, питаемые от шнуров сети 220V, подключенных к разряднику в распределительной коробке. Это касается как фазных, так и нейтральных проводников (в зависимости от выбранного типа защиты).
Общее правило заключается в том, что на одной стороне защитного устройства соединяем фазные проводники и, возможно, нейтральный проводник, а с другой стороны – защитный провод.
Когда напряжение в системе в норме, сопротивление между проводами очень велико, порядка нескольких ГигаОм. Благодаря этому ток не течет через разрядник.
Когда происходит скачок напряжения в сети, ток начинает протекать через ограничитель на землю.
В защитных устройствах класса B основным элементом является искровой промежуток. При нормальной работе сопротивление его очень велико. В случае искрового промежутка это сопротивление является гигантским, поскольку искровой промежуток это фактически разрыв цепи. Когда молния ударяет в элемент электрической установки напрямую, сопротивление искрового промежутка падает почти до нуля благодаря электрической дуге. Из-за появления очень большого электрического потенциала в искровом промежутке между ранее разделенными элементами создается электрическая дуга.
Благодаря этому, например, фазовый провод, в котором имеется большой всплеск напряжения и защитный провод, создают короткое замыкание и большой ток протекает прямо на землю, минуя внутреннюю электрическую установку. После разряда искровой промежуток возвращается в нормальное состояние – то есть разрывает цепь.
Ограничитель класса C имеет внутри варистор. Варистор представляет собой специфический резистор, который обладает очень высоким сопротивлением при низком электрическом потенциале. Если в системе происходит скачок напряжения из-за разряда, его сопротивление быстро уменьшается вызывая протекание тока на землю и аналогичную ситуацию, как в случае искрового промежутка.
Главным в ограничителях перенапряжений, независимо от используемого класса, является установка заземления с очень хорошими параметрами, то есть с очень низким электрическим сопротивлением. Если это сопротивление слишком велико – ток перенапряжения (вызванный ударом молнии) вместо протектора может протекать через электрическую систему и оставить на пути сгоревшее оборудование, включенное в данный момент к розеткам 220 вольт.
Схема подключения ограничителя к сети
Как подключить ограничитель к домашнему щитку? Начнем с основ. У нас есть однофазная сеть и одномодульный разрядник. Мы хотим защитить им фазовый провод. Тип сети – TN-S.
Подключаем фазный проводник питания непосредственно к разряднику и подключаем разрядник с другой стороны к клеммной колодке PE.
Но в этом домашнем коммутаторе больше ничего, кроме импульсного ограничителя. Добавим недостающие элементы.
Как видите, установка ограничителя перенапряжений не влияет на дальнейшую организацию компонентов в домашнем коммутационном щитке. Соединение устройства остаточного тока и автоматических выключателей осуществляется так же.
Вообще в распределительных устройствах разрядники перенапряжения класса B, C или B + C устанавливаются перед автоматическим выключателем (или автоматическими выключателями) и предохранителями токовой защиты. Но ограничитель является первым элементом, лежащим в основе защиты дома или квартиры.
Трехфазная установка
В трехфазной схеме увеличивается ширина ограничителя и количество защищаемых соединений. Однако принцип функционирования ограничителя остается неизменным. Наиболее часто используемые трехслойные системные защитные устройства, работающие в системе 4 + 0, что означает присоединение к разряднику следующих линий:
Каждый из проводов подлежащих защите имеет равные права, то есть возможные перенапряжения устраняются путем подачи тока на защитную установку и, как результат, на землю.
Конечно для установок TN-C (установка без отдельного защитного провода) можно приобрести защитные устройства только с 3 защищаемыми разъемами. Затем с нижней стороны подключите ограничитель к полосе PEN (нейтральная защита).
Безопасность и эффективность ограничителя
Каждый производитель рекомендует использовать дополнительный предохранитель защищающий сеть, в случае повреждения разрядника и короткого замыкания в фазовом проводе с защитным проводником.
В бытовых установках это не часто практикуется, потому что защита от короткого замыкания существует в виде прерывателя или предохранителя, а его малый номинальный ток безопасно защищает сеть от сбоев.
Параметры ограничителя перенапряжений
Перед тем как пойти в магазин и купить это устройство, нужно знать следующее:
Стоит ли применять ограничитель в сети
Каждый электрик размышляет стоит ли вообще покупать разрядник. Ведь это не самый дешевый элемент электромонтажа. Теоретически, во время ремонта или строительства проводки с нуля в квартире или доме расходы 3000 рублей (в случае 4-модульного протектора) – капля в океане расходов. На практике у защитного блока не всегда будет возможность доказать, что он нужен. Даже если он сработает, снижение напряжения может не всегда защитить чувствительные электронные устройства (лучше обстоит дело с защитой класса D).
Тем не менее редакция 2Схемы.ру настоятельно рекомендует оснастить сеть этим оборудованием. Если он защитит даже одно ценное устройство, расходы сразу окупятся и даже с избытком!
НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ
Если роль заземления и нулевого проводника играет общий кабель, то в такой схеме устанавливается простейшее одноблоковое УЗИП. Подключается он следующим образом: фазная жила, подключенная ко входу защитного устройства – выходной кабель, соединенный с общим защитным проводником – защищаемые электроприборы и оборудование.