Ограничитель импульсных перенапряжений для чего нужен

Ограничитель импульсных перенапряжений для чего нужен? Отвечу по возможности кратко.

Для возможности относительно простым и доступным способом уберечься от последствий внезапных скачков напряжения в сети, а простота в этом случае, служит залогом надёжности и эффективности.

Хотя это ничего не меняет в принципе, но ограничитель импульсных перенапряжений принято называть устройством защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Установка УЗИП при воздушном способе подвода проводников электропитания к зданию не только рекомендована, но и обязательна к выполнению (ПЭУ 7.1.22.)

Прежде чем переходить к разбору особенностей этого прибора, давайте разберёмся, отчего мы собственно собираемся защищаться.

 

montazh-ehlektroapparatury

Виды отклонений величин напряжения в сети 220 V от нормы

Все “неприятности”, связанные с напряжением, которое поступает в наши дома можно разделить на несколько отдельных больших тем:

  1. Возникновение и прохождение кратковременного импульса перенапряжения.
  2. Устойчивое длительное перенапряжение, как правило, превышающее 300–400V.
  3. Постоянное пониженное напряжение.

Какого-то универсального способа прибора, устройства для устранения всех этих проблем не существует.

Каждый отдельный прибор “заточен” для решения конкретной задачи, поэтому все рассуждения по поводу, нужно или не нужно какое-либо устройство, по крайней мере, неуместны.

Импульсное перенапряжение что это такое

 

Это кратковременный импульс или серия импульсов длительностью несколько микросекунд, но с очень высокой амплитудой напряжения. Такие импульсы могут возникнуть в следствии грозы либо по одной из причин, вызванных технологическими, чаще всего неконтролируемыми процессами.

Чем импульсное перенапряжение отличается  от длительного перенапряжения

Ответ очевиден, длительностью и формой волны, но здесь интересен другой важный момент. Когда именно импульсное перенапряжение переходит в фазу длительного устойчивого перенапряжения.

Пользуясь определениями, приведёнными в ГОСТе 13109, под временным перенапряжением понимается превышение номинального напряжения на 1,1 Unom, на срок более 10 мс (0,01 с). Продолжительность всего процесса стандарт не регламентирует, но вполне очевидно, что для наблюдателя всё произойдёт практически мгновенно.

Все эти рассуждения имеют практическое значение. Дело в том, что:

Ограничитель импульсных перенапряжений сразу же после прохождения импульса само нуждается в защите, т. е. УЗИП своевременно должно быть отключено от питающей сети.

 

uzip-zashchishchennoe-predohranitelyami

Казалось бы, зачем нужно такое устройство, которое само придётся защищать, но повторюсь, какого-то единого устройства способного защитить от всех видов перенапряжений не существует. Решить проблему можно только комплексно с привлечением всех возможных способов и средств в том числе путём взаимодействия различных приборов.

Ограничитель импульсных перенапряжений для чего нужен?

Если этот вопрос задать неспециалисту, то он, вероятно, прежде всего подумает о некоем устройстве, обеспечивающем защиту от разрядов молнии и отчасти будет прав.

Действительно, классические газоразрядники давно и успешно применяются, как одно из средств защиты от грозовых разрядов, но если бы возможности УЗИП ограничивались только этим, то в установке этого устройства в каждой отдельной квартире многоквартирного дома не было бы никакого прока.

Колоссальный электрический разряд разрушил бы организованную подобным образом общедомовую электрическую инфраструктуру, прежде чем импульс достигнул хотя бы одной из квартир.

На самом деле, защита от грозовых разрядов и защита от импульсных перенапряжений, вызванных технологическими причинами, по сути, две отдельные большие темы. То что актуально для жителей жилых домов запитанных от воздушной электросети (система заземления TT), совсем не нужно жителям многоэтажного дома (системы заземлений TN-C, TN-S, TN-C-S).

Технологические причины перенапряжений

Один из показательных примеров, коммутационные импульсы. Здесь потенциальная опасность, резкое изменение параметров электроснабжения, возникает во время переходных процессов.

Наверное, многие наблюдали, как при включении нагрузки большой мощности на некоторое время уменьшается накал горящей лампочки, проседание фазы.

Нечто обратное происходит при отключении питающего напряжения от нагрузки обладающей большой накопительной ёмкостью, индуктивностью, а следовательно, инертностью.

Другие причины:

  • Индукционные наводки.
  • Гармонические искажения.
  • Различные аварийные ситуации.
  • Сброс статического электричества.

Этот список можно продолжать, потому что само возникновение импульсов носит вероятностный характер. Предусмотреть, что и как может произойти, особенно при наложении различных факторов невозможно.

Вполне может быть, что ничего плохого никогда и не случится, но утверждать это на все 100% никогда нельзя.

Почему объединение всех устройств защиты от импульсных перенапряжений в принципе неверно

Объединение и разбор всех устройств, предназначенных защищать от спонтанных неконтролируемых (природных, техногенных) импульсов перенапряжения в одну общую тему в принципе неверно.

Такой подход вызовет разночтения, что скажется на решении проблемы.

Как уже говорилось выше, молниезащита и проблема коммутационных импульсов, по сути, две отдельные большие темы. Хотя в обеих случаях используются УЗИПы, но принцип действия базовых элементов, применяемых в этих устройствах, различен.

К тому же эти устройства сами, в большинстве случаев нуждаются в защите. Осуществить такую защиту учитывая несопоставимость амплитуд, каким-то единым способом, методом просто не получится.

Поэтому было бы правильнее УЗИПы на базе варисторов и применяемые именно для сглаживания остаточного импульса, называть ограничителями, а УЗИПы предназначенные для защиты от атмосферных разрядов, разрядниками.

Ограничитель импульсных перенапряжений на базе варистора

Предназначены всё-таки для установки в УЗИП 2–3 класса. Хотя можно встретить и с такую маркировку, Iimp-25kA.

Учитывая неоднородность p-n перехода создать такой прибор (варистор) даже в единственном экземпляре довольно проблематично. Ни о каком массовом производстве в этом случае не может быть и речи.

Сейчас самое время более подробно познакомится с предметом разговора.

Что такое варистор

varistor

Это полупроводниковый прибор с ярко выраженной нелинейностью и способностью преобразовать электрическую энергию в тепловую. Что это значит?

Нелинейность элемента в этом случае выражается почти нулевой проводимостью при классификационном уровне (несколько МОм) и созданием под воздействием высокого напряжения (электрического поля) благоприятных условий (с сопротивлением нескольких Ом) для новообразований (дырок) способных беспрепятственно пересечь p-n переход.

О побочных явлениях, которые сопутствуют этому процессу чуть ниже.

Почему ограничитель импульсных перенапряжений с варистором иногда называют “миной замедленного действия”

Надо сказать, не без основания.

Как выглядит примитивный варистор. Это некая масса, выполненная в виде таблетки с приваренными на её плоскостях металлическими выводами.

При прохождении высоковольтного импульса через такую конструкцию, почти наверняка произойдёт искровой пробой. Собственно, сам варистор, то же не останется безучастным в этом процессе. Вся прошедшая через него электрическая энергия преобразится в тепловую. В итоге мы получаем идеальный очаг возгорания.

sgorevshee-uzip

Наличие теплушки (теплового реле), обладающей непозволительной в этом случае инертностью никак, не решает проблему.

Учитывая небольшие размеры теплового реле в его блочном исполнении, корпус теплушки, уже к этому времени спёкшийся, будет служить, за неимением лучшего, прекрасным проводником для последующих разрядов.

Ограничитель импульсных перенапряжений как правильно подключить и эксплуатировать

skhema-podklyucheniya-ustrojstva-zashchity-ot-impulsnyh-perenapryazhenij

Проницательный читатель уже догадался, что если бы всё обстояло так плохо, как было ранее сказано то, продолжать статью не было бы никакого смысла.

На самом деле, все проблемы с УЗИП происходят из-за недопонимания принципа действия этого прибора и пренебрежением правил его эксплуатации.

Поэтому повторюсь.

Ограничитель импульсных перенапряжений служит для сброса (сглаживания) кратковременного высоковольтного импульса, после чего оно уже не отчего не защищает. Более того, при несвоевременном отключении УЗИП от сети после прохождения разряда, это устройство само становится источником многих бед.

Ограничитель импульсных перенапряжений как его защитить

Поставить перед ним автоматический выключатель или блок предохранителей. На вопрос, что лучше, есть простой ответ. Хотите надёжность ставьте предохранитель с номиналом, указанным в паспорте.

Надо сказать, что УЗИП очень неоднозначное устройство. Любой аспект его использования порождает большое количество вопросов, но можно поставить вопрос и по-другому. Рассматривать ограничитель импульсных перенапряжений, как единственно доступное средство защиты.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: