Что такое ограничитель импульсных перенапряжений: назначение, принцип работы и схема подключения

Ограничитель импульсных перенапряжений – это устройство, предназначенное для защиты электрического оборудования и электрических систем от импульсных перенапряжений, которые могут возникать в результате различных факторов, таких как грозы, включение/выключение мощных нагрузок или коммутационные процессы. Предназначены для предотвращения повреждения оборудования, вызванного импульсами.

Принцип работы ограничителей перенапряжения

Основной принцип работы ограничителей импульсных перенапряжений заключается в его способности мгновенно реагировать на превышение допустимых уровней напряжения в электрической сети. В случае возникновения такого отклонения, ограничитель перенапряжения перенаправляет ток из питающего провода в заземляющий, создавая временное искусственное короткое замыкание, что при совместной работе с автоматическим выключателем или плавкой вставкой, приводит к обесточиванию сети. Если сгорает плавкая вставка - требуется замена, а в случае отключения по автомату - требуется включение автомата.

Типы устройств для защиты от импульсного перенапряжения

Существует множество типов устройств для защиты от импульсного перенапряжения, разрядники, варисторы, защитные диоды и разделительные трансформаторы. Наиболее распространенными являются именно первые два варианта и их сочетания.

Разрядник

Основным компонентом разрядников, используемых для защиты от перенапряжения, являются две пластины с зазором, между которыми при высоком напряжении происходит разряд. Разрядники бывают двух типов: газовые, использующие инертный газ и обладающие высокой устойчивостью к внешним условиям, и воздушные, где в качестве наполнителя используется воздух, требующий особого внимания к чистоте устанавливаемого оборудования для предотвращения ложных срабатываний.

Отличными примерами устройств защит, построенных с применением разрядников, являются УЗИПов серий PWR (исполнение 2), RS232 (исполнение 2), MSR (исполнение 2).

Варистор

В этом устройстве применен керамический гаситель, который при высоком напряжении резко снижает сопротивление, вызывая контролируемое короткое замыкание и срабатывание автоматического выключателя. Скорость реакции варистора составляет 25 наносекунд, что обеспечивает полную защиту оборудования в доме.

Примером варистора служит УЗИП ОПС-10В-1Р, который рассчитан на срабатывание импульсов, значение напряжения не более 2 кВ. 

Классы ограничителей импульсных перенапряжений

Ограничители  от импульсных перенапряжений варьируются по функциональным возможностям в зависимости от класса модели. Существует три основных типа.

I класс. Предназначены для эффективной защиты от ударов молнии. Устройства данной категории применяется в зданиях с установленной системой внешней молниезащиты. Он демонстрирует отличные результаты при импульсах 10/350 мкс. Амплитуда импульсных токов с крутизной фронта волны 10/350 мкс составляет от 25 до 100 кА, а длительность фронта волны может достигать 350 мкс. Установка устройства осуществляется на вводе электропитания. Оно идеально подходит для защиты административных и промышленных объектов, а также многоквартирных жилых домов.

II класс. Служат дополнительным защитным средством от ударов молний в высоковольтных линиях электропередач. Отлично справляются с энергетическими скачками, возникающими при подключении мощного оборудования к общей сети. Предназначены для защиты от импульсов длительностью 8/20 мкс и способны выдерживать токи с амплитудой 15-20 кА. Установка осуществляется непосредственно в распределительном щитке дома. Часто используются в сочетании с устройствами класса I, так как дополнительно защищают сеть от импульсов, которые не были нейтрализованы основным устройством.

III класс. Ограничители импульсных перенапряжений III класса предназначены для защиты от скачков, связанных с колебаниями напряжения между фазой и нейтралью. Кроме того, они функционируют как фильтры для высокочастотных помех. Эти устройства гарантируют защиту чувствительного оборудования от остаточных импульсов с характеристиками 1,2/50 мкс и 8/20 мкс после работы устройств II и I классов. Их применяют в IT-сфере для обеспечения стабильной работы сложного медицинского оборудования, а также они актуальны для использования в частных домах и квартирах.

Часто применяется схема 1+2+3 для установки всех трех классов устройств импульсной защиты. Это гарантирует полную безопасность. Конструкция УЗИП постоянно улучшается и модернизируется. Надежность возрастает, а эксплуатационные характеристики, а также процесс установки и обслуживания становятся более простыми.

Схема подключения ограничителей импульсных перенапряжений

Рассмотрим как подключить ограничители импульсных перенапряжений. 

Выбор схемы установки определяется напряжением в сети: для однофазной сети на 220 В применяется одна фаза, в то время как для трехфазной сети на 380 В требуется три фазы. Конкретная схема установки может варьироваться в зависимости от условий заземления.

Основные типы систем подключения: 1. TN-S с 1-ой фазой; 2. TN-S с 3-мя фазами; 3. TN-C-S или TN-C с 3-мя фазами.

Схема подключения ограничителей перенапряжений к однофазной сети

Вариант подключения – TN-S:

Схема подключения ограничителей перенапряжений к трехфазной сети

Вариант подключения – TN-S в 3-х фазной цепи:

Вариант подключения – TN-C:

На что обращать внимание при подключении ограничителей перенапряжений

Перечень ключевых ошибок подключения, которые необходимо учитывать при установке:

1. Электрощит с неэффективным контуром заземления. Установка ограничителей импульсных перенапряжений в таком щите не принесет ожидаемого результата. Удар молнии способен нанести ущерб всем приборам в щите.

2. Неправильное подключение в зависимости от типа системы заземления может повлечь за собой серьезные последствия, такие как поражение электрическим током, возгорание или повреждение оборудования.

3. Применение защиты от импульсных перенапряжений, не соответствующей необходимому классу.

4. Установлено в электрощитах с уровнем защиты ниже IP30.

5. В питающей цепи отсутствует автоматический выключатель или предохранитель, соответствующий нагрузке этой цепи.

Рекомендации по обслуживанию от компании НТК «Приборэнерго»

Ограничители импульсных перенапряжений продолжают активно развиваться, становясь более надежными и качественными. Однако, несмотря на прогресс в технологии, полностью устранить риски повреждения приборов невозможно. Поэтому необходимо регулярное техническое обслуживание и контроль их работоспособности. Частые и мощные грозы, скачки энергии, а также многократные удары молний по защищаемому объекту могут отрицательно сказаться на состоянии оборудования. Кроме того, устройства защиты подвержены естественному старению, что приводит к снижению их рабочих характеристик со временем.;

По этой причине настоятельно рекомендуем регулярно проверять работоспособность ограничителей перенапряжения и всех элементов распределительного щитка, будь то бытовой или промышленный объект. Рекомендуется проводить такие проверки не реже двух раз в год: перед началом грозового сезона и по его завершении. Для контроля применять специализированные приборы и тестеры или вызвать квалифицированного специалиста. Практика показывает, что общие измерительные устройства не всегда обеспечивают необходимую эффективность контроля.

Вы можете получить консультацию по вопросам приобретения и работе ограничителей импульсных перенапряжений у наших специалистов по телефону +7 (495) 137-66-97. Компания НТК «Приборэнерго» нацелена на долговременное сотрудничество с каждым клиентом.