Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)
Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) — это устройства, предназначенные для защиты электрического оборудования от высоковольтных импульсов и скачков напряжения, вызванных внешними воздействиями (например, молнией) или внутренними процессами в сети. Благодаря УЗИП предотвращается выход техники из строя и повышается надежность работы всей системы электропитания.
Назначение УЗИП:
1. Защита от перенапряжений, вызванных ударами молнии (грозовые разряды).
2. Защита от коммутационных перенапряжений, возникающих из-за резкого изменения электрических процессов (от работы мощного оборудования, запуска электродвигателей и т.д.).
3. Предупреждение повреждения оборудования, перегрева и возгорания электрических сетей.
Классы УЗИП
Выбор УЗИП зависит от места его установки и типа перенапряжений, которые нужно подавлять. Существует три основных класса устройств:
1. Класс I (грубая защита):
- Предназначен для защиты от прямого удара молнии или перенапряжений с очень большой энергией.
- Устанавливается на вводе в здание (вводно-распределительные устройства).
- Защищает от тока импульса до 100 кА (форма импульса 10/350 мкс).
2. Класс II (средняя защита):
- Защищает от остаточного тока, который не смог поглотить УЗИП класса I, и от коммутационных перенапряжений.
- Монтируется в этажных или распределительных щитах.
- Ток импульса до 20–40 кА (форма импульса 8/20 мкс).
3. Класс III (тонкая защита):
- Предназначен для защиты чувствительной электроники (компьютеры, телевизоры, бытовая техника) от остаточного перенапряжения.
- Устанавливается перед самим устройством (например, в розетку или непосредственно перед потребителем).
- Обеспечивает защиту от скачков до 5 кА.
Принцип работы УЗИП:
УЗИП работает по принципу ограничения перенапряжения. Когда появляется импульс высокого напряжения, УЗИП создает путь с низким сопротивлением, чтобы направить избыточную энергию в заземление. После исчезновения импульса УЗИП возвращается в исходное состояние.
УЗИП могут использовать следующие элементы защиты:
1. Варисторы: Работают как сопротивлению, которое резко падает при росте напряжения. Обеспечивают быструю реакцию на импульсы.
2. Газоразрядники: Устройства, создающие искровой разряд при высоком напряжении, обеспечивают защиту от больших токов.
3. Диоды (транзорберы): Быстродействующий полупроводниковый элемент для борьбы с импульсами низкой энергии.
Основные параметры УЗИП:
1. Максимальный импульсный ток (Iimp):
- Указывает, какой максимальный ток УЗИП может выдержать (например, 10, 20, 40 кА).
2. Уровень защитного напряжения (Up):
- Это напряжение, до которого устройство ограничивает скачок напряжения. Чем меньше значение, тем лучше защита (например, 1,5 кВ).
3. Рабочее напряжение (Uc):
- Максимальное длительное напряжение, которое УЗИП способен выдерживать без срабатывания (например, 250 В для бытовых сетей).
4. Время срабатывания:
- Период времени, за который УЗИП активируется (обычно это наносекунды).
Схемы подключения УЗИП:
- Тип 1 (3+1): Используется в трехфазных сетях с заземлением. Три устройства подключаются между фазами и нулем, одно — между нулем и землей.
- Тип 1 (1+1): Для однофазных сетей (2 провода). Одно устройство между фазой и нулем; другое между нулем и землей.
Этапы защиты (каскадирование):
Для эффективной защиты оборудования УЗИП разных классов комбинируют:
1. На вводе: УЗИП класса I.
2. В распределительном щите: УЗИП класса II.
3. Непосредственно перед оборудованием: УЗИП класса III.
Где необходимо устанавливать УЗИП:
1. Здания с высоким риском попадания молний (загородные дома, строения на открытой местности).
2. Объекты с дорогостоящим оборудованием (больницы, дата-центры, промышленные объекты).
3. Жилые дома с установленными котлами, системами видеонаблюдения, бытовой электроникой.
4. Распределительные щиты на строительных площадках.
