Устройство защиты от импульсных перенапряжений

Устройство защиты от импульсных перенапряжений. Что это такое? Отвечу по возможности кратко, это прибор, позволяющий простым и доступным способом уберечься от внезапных скачков напряжения в сети, а простота, в этом случае, служит залогом надёжности и эффективности.

Неспроста, 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.

uzip

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

ispytatelnye-impulsy
На самом деле амплитуд и форм волны, может быть, большое множество, но считается, что в описании всех возможных случаев нет необходимости. Достаточно двух типов импульсов.

Это кратковременный импульс или импульсы длительностью несколько микросекунд, но с очень высокой амплитудой напряжения. Такие импульсы могут возникнуть вследствии грозы либо по одной из причин, вызванных технологическими, чаще всего не контролируемыми 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:

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

sgorevshee-uzip

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.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений для чего оно нужно

Если этот вопрос задать неспециалисту, то он, вероятно, прежде всего подумает об 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 (схема TT), совсем ненужно жителям многоэтажного дома (схемы TN-C, TN-S, TN-C-S).

Технологические причины перенапряжений

Одна из показательных причин, 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 всех устройств, предназначенных защищать от спонтанных неконтролируемых (природных, техногенных) импульсов перенапряжения одним общим названием, вызывает в лучшем случае неудобство, в том числе и для нахождения путей решения 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.

Рассказать обо всём и сразу невозможно, поэтому учитывая специфику сайта, более подробно остановлюсь на особенностях использования УЗИП на варисторе.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений на базе варистора

Предназначены всё-таки для установки в УЗИП 2–3 класса. Хотя можно встретить приборы и с такой маркировкой, Iimp-25kA. Повторюсь, мы говорим об устройствах защиты от импульсного перенапряжения на основе варистора. Учитывая неоднородность p-n перехода создать такой прибор 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 УЗИП 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.

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 разряда.

Как правильно подключить УЗИП

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.

Устройство защиты от импульсного перенапряжения служит для сброса (сглаживания) кратковременного высоковольтного импульса, после чего оно уже не отчего не защищает. Более того, при несвоевременном отключении УЗИП от сети это устройство может стать источником многих бед.

Как защитить УЗИП

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

В заключении статьи

Надо сказать, что УЗИП очень неоднозначное устройство. Любой аспект его использования порождает ещё большее количество вопросов, но можно поставить вопрос и по-другому. Рассматривать применение УЗИП, как единственное возможное средство для защиты от импульсных перенапряжений.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
MasterKvartira
Добавить комментарий

:) :D :( :o 8O :? 8) :lol: :x :P :oops: :cry: :evil: :twisted: :roll: :wink: :!: :?: :idea: :arrow: :| :mrgreen:
Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я принимаю политику конфиденциальности.