УЗИП что это


УЗИП это устройство защиты от импульсных перенапряжений Ну как, сразу стало всё понятно?

Наверняка такое объяснение мало что объясняет, а порождает ещё больше вопросов.

УЗИП одно из немногих устройств, в котором изначально заложена концепция “чёрного ящика”. Более того, все рассуждения о пригодности, непригодности устройства основываются на гипотетической вероятности возникновения “типичной ситуации”, смоделированной на основании опять же вероятностных допущений.

Как в этой ситуации быть нам, простым пользователям? Для начала, разделить все возможные проблемы, а затем, по мере возможностей, решать их.

Помоги нам Бог, Генри, мы открыли этот ящик.

Стивен Кинг “Ящик”

uzip

Содержание
  1. УЗИП что это такое
  2. УЗИП как способ защиты от разрядов молнии
  3. УЗИП как ограничитель перенапряжения
  4. Принцип действия УЗИП
  5. УЗИП на разрядниках
  6. УЗИП на варисторах
  7. Параметры устройств защиты от импульсных перенапряжений
  8. Номинальное (Un) и максимальное (Uc) рабочие напряжения
  9. Импульсный (Iimp) и максимальный разрядный ток (Imax)
  10. Применяемые описания импульсов перенапряжений
  11. Номинальный разрядный импульсный ток (In)
  12. Уровень защиты по напряжению
  13. Сопровождающий ток (Ifi)
  14. Квалификация на классы и типы
  15. Можно ли выбрать УЗИП по типу
  16. Зависимость места установки УЗИП от его класса
  17. Дополнительные функции и возможности УЗИП
  18. Применение съёмного модуля
  19. Тепловое реле в составе УЗИП
  20. Применение предохранителей для защиты от токов КЗ
  21. Как согласовать входные предохранители с предохранителями установленными в последующих ступенях
  22. УЗИП комбинированного типа
  23. Визуальный индикатор готовности
  24. Стоимость, качество и производители УЗИП
  25. Dehn
  26. ABB, Schneider Electric, Legrand
  27. IEK, EKF

УЗИП что это такое

Как уже говорилось, это устройство, а вернее, устройства, предназначенные защищать потребителя от импульсных перенапряжений, вызванных природными или техногенными явлениями.

Понятие импульсные перенапряжения, слишком обобщенно. Без указания области применения, это создаёт недопонимание и разночтение. Поэтому для начала прочитайте предыдущую статью.

Характерной особенностью этого прибора является параллельное подключение и наличия в нём хотя бы одного нелинейного элемента. Это значит, что при квалификационном напряжении такой элемент имеет очень большое сопротивление (несколько ГОм), а при превышении напряжения на входе до определённого момента, сопротивление прибора резко падает, практически до нуля (менее 1Ом).

УЗИП как способ защиты от разрядов молнии

Ⅰ класс. Предназначены для защиты от импульсов, образованных прямыми или остаточными разрядами молнии. Базовым элементом служит одна из разновидностей разрядников. По сути, разрядник работает подобно любому коммутирующему ключу. Он либо закрыт, ждущее, нормальное состояние, либо открыт, рабочее состояние.

Может сложиться ошибочное мнение, что УЗИП единственное, достаточное средство для защиты от грозовых разрядов.

На самом деле, выбор и особенности систем молниезащиты отдельная и очень серьёзная тема. Сделать выбор УЗИП основываясь только на характеристиках этого прибора просто невозможно.

Если кого-то интересует эта тема, то почитайте, здесь и здесь.

УЗИП как ограничитель перенапряжения

Ⅱ; Ⅲ класс. В качестве базового элемента используется варикап. Собственно, особенности этого прибора (быстродействие, небольшие размеры) и предопределили сферу применения УЗИП на их основе. Защиту от остаточных грозовых импульсов и коммутационных перенапряжений.

forma-impulsa-pri-prohozhdenii-uzip-razlichnogo-tipa
Как говорится, лучше один раз увидеть. Приведённая картинка не претендует на объективность, но даёт некоторое представление о происходящих процессах.

Принцип действия УЗИП

Общий принцип действия подобных аппаратов прост. Импульс, многократно превышающий номинальное значение через нелинейный элемент сбрасывается, на землю. Кажется, незатейливо. В принципе, так и есть, если бы не побочные явления, возникающие при этом.

УЗИП на разрядниках

Разрядники обеспечивают гальваническую развязку, способны проводить большую энергию и в этом их достоинства. Недостатки: недостаточная скорость срабатывания от 100 нс, образование остаточного тока, необходимость дополнительного оборудования для искрогашения.

УЗИП на варисторах

uzip-na-varistorah-s-predohranitelyami
В этом случае предохранители сработают, должны сработать, как дополнительная защита при возникновении КЗ, но если вы внимательно прочитаете статью, то узнаете, что этого явно недостаточно.

Варисторы более быстры их время срабатывания 25 нс, не нуждаются в искрогашении, но у них есть свои недостатки.

  1. Пусть и небольшой, но ток утечки, при классификационном напряжении.
  2. Постепенная деградация прибора после каждого срабатывания. Обычно ресурс варисторов ограничен 20-ю срабатываниями.
  3. Существенно меньшая по сравнению с разрядниками проводимая мощность.
  4. Самое неприятное, электрическая энергия при прохождении через варистор преобразуется в тепловую, которая выделяется на корпусе прибора со всеми вытекающими последствиями.
  5. При значительном превышении максимального разрядного импульса, возможно, полное разрушение прибора, сопровождающееся выбросом сгустков раскалённого материала.

Параметры устройств защиты от импульсных перенапряжений

Собственно, неважных параметров у этого прибора нет. Любое небрежение, связанное с выбором характеристик, в лучшем случае обернётся невостребованными возможностями, а в худшем, возможно всё, вплоть до пожара.

uzip-grozostop

Номинальное (Un) и максимальное (Uc) рабочие напряжения

Наверное, здесь всё просто. Единственное, что может вызвать недоумение, набор ряда возможного максимального длительного напряжения (иногда обозначается как Umax) при котором прибор сохраняет свою работоспособность. Предсказать или, как то спрогнозировать, на сколько сможет прыгнуть напряжение в сети, невозможно, поэтому выбираем самое большее значение, как правило, 275–330 В.

Импульсный (Iimp) и максимальный разрядный ток (Imax)

Оба показателя показывают максимальный рабочий, коммутируемый прибором ток, при прохождении через него двух различающихся по форме и амплитуде импульсов. Почему нужно именно два различных импульса? Вот из-за этих соображений:

  • Для варистора неважно каков будет импульс по длительности и какова будет крутизна его фронта. В этом случае важно значение амплитуды.
  • Для разрядников, напротив, важна крутизна фронта импульса. Поэтому и форма используемого для испытаний импульса здесь другая, 10/350.

Здесь, нужно сделать небольшое пояснение.

Применяемые описания импульсов перенапряжений

Понятно, что в каждом отдельном случае форма волны тока от разряда молнии, а тем более форма импульсов перенапряжений, вызванных индукционными коммутационными, аварийными причинами, будет различна. Смодулировать все возможные ситуации сложно, но теоретически, наверное, можно.

На практике, всё проще. Считается, что для описания всех возможных катаклизмов, связанных с перенапряжением в сетях достаточно волн двух типов.

  1. Импульс с временем фронта 10 мкс, длительностью полупериода 350 мкс. По замыслу имитирует последствия “типового” разряда молнии. После испытания таким импульсом устройству присваивается соответствующее значение Iimp.
  2. Импульс с временем фронта 8 мкс, длительностью полупериода 20 мкс. Как бы достаточен, для более-менее точного воспроизводства всех других видов импульсов перенапряжений.
informaciya-na-korpuse-uzip
Каждый производитель приводит информацию о технических характеристиках УЗИП на корпусе устройства, ту которую сочтёт нужной. Исходя из этих данных можно сделать определённые выводы, но чаще всего, информации явно недостаточно. К тому же некоторая её часть носит явно рекламный или побуждающий к покупке характер.

Номинальный разрядный импульсный ток (In)

Показывает, какой величины ток с формой волны 8/20 относительно безвреден для устройства.

Если исходить из того, что форма импульса перенапряжения, как и его амплитуда изначально неизвестны, а УЗИП предназначен для ограничения, пусть даже ценой “своей жизни” импульса перенапряжения, то какой именно будет сила тока и какова будет форма амплитуды, собственно неважно, но на всякий случай выберем наибольший показатель.

Уровень защиты по напряжению

По-другому, уровень напряжения защиты (Up), по идее должен показывать, до какого уровня способно устройство срезать проходящий через него импульс. Конечно, потребителя заинтересует наименьшее значение, а производитель нацелен на сбыт своей продукции и вот здесь, начинается самое интересное.

Согласно ГОСТ Р МЭК 61643-12 уровень напряжения защиты выбирается производителем из числа предпочтительных значений на основании проведённых испытаний (измерений) самим же производителем. Какой именно ток (форма, амплитуда) использовался при испытаниях и какого было его значение (минимальное, номинальное, максимальное) достоверно знает только сам производитель.

Получается какая-то игра “в верю не верю”, результат которой зависит от репутации производителя и нашей веры в него.

Сопровождающий ток (Ifi)

Этот ток возникает сразу же после прохода импульса, а его сила сопоставима с током КЗ.

Понятно, что оставаться в таком состоянии сеть может, очень непродолжительное время. Сразу же после срабатывания прибора, но не ранее того, исходящая цепь должна быть отключена. Неважно, посредством чего это будет сделано, автоматического выключателя или предохранителя, главное, соблюсти селективность устройств.

Иными словами, ток срабатывания отключающего устройства должен быть меньше или равен сопровождающего тока разрядника.

Квалификация на классы и типы

Разобраться в деление устройств защиты от импульсных перенапряжений на классы и типы, присваиваемые на основании проведённых испытаний не так то просто потому что каждый стандарт предписывает свой регламент проведения этих испытаний.

Например, чем отличается отечественный ГОСТ Р 51992 от межгосударственного IEC 61643-11 можно посмотреть, здесь.

Можно ли выбрать УЗИП по типу

uzip-na-varistorah
Глядя на частично разобранный УЗИП на базе варисторов от неизвестного производителя, даже неспециалист усомнится в эффективности такой “защиты”. Более того, такое устройство потенциально опасно. Защитить оно не отчего не сможет, но зато может стать источником возгорания.

Естественно, что два прибора одного и того же класса прошедшие схожие, но отличающиеся по условиям их проведения испытания, при прохождении через них реального импульса покажут разные результаты.

Вникать, что и насколько отличается, тем более при взаимной зависимости приборов различного предназначения, слишком сложно, а чаще, нет возможности да и желания.

Поэтому просто знайте, что сделать конкретный выбор устройства защиты от импульсных перенапряжений только на основании принадлежности прибора к какому-либо классу, типу нельзя.

Единственное, в чём не приходится сомневаться, в зависимости выбора места установки УЗИП от его класса, хотя, и здесь то-же всё непросто.

Зависимость места установки УЗИП от его класса

tipovaya-skhema-podklyucheniya-uzip

В независимости от страны происхождения прибора каждый класс (тип) предполагает определённое место установки.

  • Ⅰкласс (B), на вводе электросети в здание. Чаще всего в главном распределительном щите (ГРЩ). Основным параметром приборов этого класса является показатель импульсного тока (Iimp).
  • Ⅱ класс (C), в межэтажных или внутриквартирных распределительных щитках. В отличие от приборов Ⅰкласса эти устройства подвергаются испытанием разрядным током.
  • Ⅲ класс (D), непосредственно перед потребителем.Конструктивно такое изделие выполнено в виде отдельного устройства или вмонтировано в розетку. Некоторые считают установку этого класса пустым пижонством не имеющего практического смысла, но спорить на эту тему без конкретики, мягко говоря, не продуктивно.

Дополнительные функции и возможности УЗИП

Их можно разделить на две группы:

  1. Направлена на удобство эксплуатации, контроля и обслуживания.
  2. Предназначена для устранения побочных явлений, возникающих до и после срабатывания прибора.

Применение съёмного модуля

Учитывая деградацию варикапа, после каждого срабатывания и связанный с этим ограниченный ресурс работоспособности устройства, многие производители УЗИП изготавливают конструкции предусматривающие съём модуля, содержащего элемент защиты, но забывают при этом согласовать декларированный ток воздействия с механической частью ножевого контакта. В результате контакты разъёма оплавляются и привариваются настолько, что модуль даже не удаётся извлечь из базы.

baza-dlya-syomnogo-modulya
Сгоревшая база, лучшее подтверждение тому, что лучшее враг хорошего, а если серьёзно, то применение, да и само понимание нужности, ненужности применения УЗИП ещё не перешло ту качественную грань, за которой следует комфорт пользования.

Тепловое реле в составе УЗИП

Варистор со временем деградирует, ток утечки всё более и более возрастает. В конце концов, максимальное рабочее напряжение (Uc) станет меньше действующего напряжения сети. Варикап начнёт интенсивно греться, что приведёт к оплавлению корпуса и более чем вероятному короткому замыканию и пожару. Для предотвращения подобного перегрева, настоятельно рекомендуется использовать варисторные УЗИПы имеющие в своём составе терморазмыкатели.

Применение предохранителей для защиты от токов КЗ

Нередки случаи, когда в сети, чаще всего вследствие аварии, возникает длительное время действующее повышенное напряжение

Под повышенным напряжением, здесь, подразумевается напряжение превышающее максимальное рабочее напряжение прибора. Автоматические выключатели и теплушки, в силу своей инерции, в этом случае не помощники. Вот как раз для таких случаев и нужны предохранители, включённые последовательно с УЗИП. Такое подключение позволяет в случае возникновения КЗ не обесточивать всю сеть, но создаёт проблему соблюдения правила селективности.

Как согласовать входные предохранители с предохранителями установленными в последующих ступенях

Есть только один реальный способ. Использовать оборудование от одного производителя и исходя из рекомендаций, а фактически предписаний, подбирать предохранители для каждого отдельного изделия, конечно, предварительно согласовав их характеристики.

УЗИП комбинированного типа

skhema-uzip-kombinirovannogo-tipa
УЗИП комбинированного типа содержит почти все элементы защиты от всевозможных напастей. Здесь не хватает только дополнительного предохранителя (в некоторых моделях он есть) и тогда защита УЗИП будет полной.

Содержит ограничивающие и коммутирующие элементы. Говоря проще, последовательно включённый варикап и разрядник.

Таким способом можно “убить двух зайцев”, решить проблему искрогашения и исключить ток утечки. Только вот как распознать такие устройства? Например, обозначениеⅠ+Ⅱ, на деле может означать только то, что устройство, выполненное на базе воздушного разрядника рассчитано на прямые и остаточные импульсы грозовых разрядов.

Визуальный индикатор готовности

Казалось бы, смена флажка, обозначавшего исправность, неисправность устройства, одна из немногих истин, которая не вызывает никаких вопросов. Однако, и в этом случае то-же не всё просто. Флажок может сигнализировать об исправности устройств, что отчасти будет соответствовать истине, однако, в действительности варикап может иметь искажённую вольт-амперную характеристику в области малых токов утечки (менее 1мА), которую обычными приборами не обнаружить.

Стоимость, качество и производители УЗИП

uzip-hakel

Вначале одно общее замечание по поводу цены. За хороший аппарат, по-любому придётся выложить несколько тысяч рублей. Кажется, дорого? Если всё электрооборудование в вашей квартире, вместе взятое, стоит дешевле таких денег то это, безусловно, так и есть.

Dehn

Для  Ⅱ класса или второго типа защиты (C), продукция компании Dehn+Sohne, на мой взгляд, самый лучший выбор. Объясню почему.

  • Страна производитель Германия.
  • Высокие показатели классификационного импульсного тока.
  • Отсутствие необходимости в выборе параметров и установки внешней защиты.
  • Некоторые модели адаптированы для различных систем заземления.
  • Всё, что надо для безопасности, об этом говорилось выше, предустановлено в самом приборе т. е. процесс выбора конкретного изделия сводится к выбору сети, а здесь трудно ошибиться.

Двухполюсный аппарат стоит 10000-15000 руб. Однополюсник около 8000.

ABB, Schneider Electric, Legrand

УЗИП от компаний ABB и Schneider Electric может быть и дешевле, но они, как правило, не оснащены встроенными резервными устройствами. Их покупка установка потребует дополнительных трат, которые скажутся на конечной цене.

К тому же именитые бренды, как правило, притягивают подделки.

По поводу изделий от Legrand, вообще, трудно что-то сказать. В провинции продукция этой компании представлена в основном розетками и выключателями.

IEK, EKF

Судя по характеристикам не хуже лидеров, но стоят намного меньше. Двухполюсник типа C, около 2000, однополюсник чуть больше тысячи. Казалось бы, всё хорошо, надо брать, но смущают некоторые оговорки (или не оговорки). Например,Ⅰ+Ⅱкласс на базе варистора или варистор якобы выдерживающий 25 kA импульсного тока.

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.