В статье отвечаем на вопросы: "Как выбрать схему подключения УЗИП?" и "Какие правила нужно соблюдать при монтаже УЗИП?"
Для однофазной или трёхфазной электрической сети в зависимости от типа системы заземления TN-C, TN-S и ТТ применяются различные схемы подключения УЗИП:
Как выбрать схему подключения УЗИП?
Схема подключения УЗИП в сеть зависит от расположения источника помехи и точки заземления PEN или N проводников. В общем случае перенапряжения (ПН) делят на синфазные (несимметричные) и противофазные (симметричные). Синфазные помехи воздействуют на изоляцию или оборудование между проводниками и заземлением (по схеме провод-земля), противофазные − между проводниками одной кабельной линии (по схеме провод-провод).
Соответственно, противофазные помехи характерны для участков сети, на которых один из проводников заземлён, то есть разные провода находятся в разных условиях с точки зрения развития перенапряжений. Синфазные помехи характерны для участков, на которых проводники находятся в одинаковых условиях.
В зависимости от вида ожидаемых помех применяется одна из двух схем включения УЗИП на примере однофазной сети с системой заземления TN-S:
А) от противофазных ПН (провод-провод)
Схема подключения УЗИП в сеть зависит от расположения источника помехи и точки заземления PEN или N проводников. В общем случае перенапряжения (ПН) делят на синфазные (несимметричные) и противофазные (симметричные). Синфазные помехи воздействуют на изоляцию или оборудование между проводниками и заземлением (по схеме провод-земля), противофазные − между проводниками одной кабельной линии (по схеме провод-провод).
Соответственно, противофазные помехи характерны для участков сети, на которых один из проводников заземлён, то есть разные провода находятся в разных условиях с точки зрения развития перенапряжений. Синфазные помехи характерны для участков, на которых проводники находятся в одинаковых условиях.
В зависимости от вида ожидаемых помех применяется одна из двух схем включения УЗИП на примере однофазной сети с системой заземления TN-S:
А) от противофазных ПН (провод-провод)
Б) от синфазных ПН (провод-земля)
Для защиты от синфазных ПН УЗИП ставятся между линией (нейтралью) и землей (L/PE, N/PE). Для защиты от противофазных ПН УЗИП ставятся между линейными проводниками (L/L, L/N)
Схему установки УЗИП общепринято обозначать как «X+Y». Если Y=0, то все УЗИП устанавливаются между проводниками сети и РЕ-проводником. Если Y=1, то один УЗИП подключается между заземлением и нулевым проводником, остальные УЗИП подключаются между фазными проводниками и нулевым.
На схемах рисунка 1 поясняется эффективность применения УЗИП, включённых в трёхпроводную однофазную сеть для защиты оборудования по схеме «1+1» или «2+0», в зависимости от типа воздействующих помех. Рассматриваются условные случаи, когда перенапряжение развивается только по фазе (противофазные помехи) или только по проводнику (синфазные помехи).
УЗИП подключено по схеме «1+1»:
1. перенапряжение развивается по фазе > ΔU = Up;
2. перенапряжение развивается с земли > ΔU = Up.
Напряжение ΔU, приложенное к оборудованию, равно остаточному напряжению УЗИП, т.е. его уровню защиты.
УЗИП подключено по схеме «2+0»:
3. перенапряжение развивается по фазе > ΔU = 2Up. Напряжение ΔU, приложенное к оборудованию, равно удвоенному остаточному напряжению УЗИП.
4. перенапряжение развивается с земли > ΔU = Up. Напряжение ΔU, приложенное к оборудованию, равно нулю, поскольку происходит выравнивание потенциалов фазного и нулевого проводников относительно земли.
Схему установки УЗИП общепринято обозначать как «X+Y». Если Y=0, то все УЗИП устанавливаются между проводниками сети и РЕ-проводником. Если Y=1, то один УЗИП подключается между заземлением и нулевым проводником, остальные УЗИП подключаются между фазными проводниками и нулевым.
На схемах рисунка 1 поясняется эффективность применения УЗИП, включённых в трёхпроводную однофазную сеть для защиты оборудования по схеме «1+1» или «2+0», в зависимости от типа воздействующих помех. Рассматриваются условные случаи, когда перенапряжение развивается только по фазе (противофазные помехи) или только по проводнику (синфазные помехи).
УЗИП подключено по схеме «1+1»:
1. перенапряжение развивается по фазе > ΔU = Up;
2. перенапряжение развивается с земли > ΔU = Up.
Напряжение ΔU, приложенное к оборудованию, равно остаточному напряжению УЗИП, т.е. его уровню защиты.
УЗИП подключено по схеме «2+0»:
3. перенапряжение развивается по фазе > ΔU = 2Up. Напряжение ΔU, приложенное к оборудованию, равно удвоенному остаточному напряжению УЗИП.
4. перенапряжение развивается с земли > ΔU = Up. Напряжение ΔU, приложенное к оборудованию, равно нулю, поскольку происходит выравнивание потенциалов фазного и нулевого проводников относительно земли.
Таким образом, для сети TN-S схема «1+1» («3+1») рекомендуется как наиболее универсальная в случаях, когда источник перенапряжения не определён. Схема «2+0» («4+0») применяется. когда перенапряжение развивается с земли.
Основные правила монтажа УЗИП
Правила выбора и монтажа УЗИП в электроустановках зданий описаны в пункте 534.2 ГОСТ Р 50571.5.53-2013.
Правило №1
При монтаже УЗИП – использовать короткие соединительные проводники. Провод – это индуктивное сопротивление.
При срабатывании УЗИП происходит падение напряжения на индуктивности соединительных проводников в момент прохождения через них импульсного тока.
Возникающие напряжения суммируются с напряжением защиты УЗИП, что приводит к увеличению напряжения, приложенного в итоге к защищаемому оборудованию.
Основные правила монтажа УЗИП
Правила выбора и монтажа УЗИП в электроустановках зданий описаны в пункте 534.2 ГОСТ Р 50571.5.53-2013.
Правило №1
При монтаже УЗИП – использовать короткие соединительные проводники. Провод – это индуктивное сопротивление.
При срабатывании УЗИП происходит падение напряжения на индуктивности соединительных проводников в момент прохождения через них импульсного тока.
Возникающие напряжения суммируются с напряжением защиты УЗИП, что приводит к увеличению напряжения, приложенного в итоге к защищаемому оборудованию.
С целью уменьшения индуктивности в качестве заземляющего проводника УЗИП мы используем плоский провод типа ПЗ 10-300. На импульсе за счет скин-эффекта провод прямоугольного сечения будет иметь меньшую индуктивность по сравнению с проводом круглого сечения.
Правило №2
Минимальная площадь сечения заземляющих проводов УЗИП с учетом того, что они выполнены из меди или аналогичного материала, должна составлять 4 мм2 (требование ГОСТ Р 50571.5.53-2013). Максимальное сечение не превышает 35 мм2, что определяется возможностями бугельных разъемов, применяемых в УЗИП.
Надо отметить, что сечения проводников, выбранных для сети по условию нагрева от тока кз, достаточно и для подключения УЗИП. Потому что за время от 20 до 350 мкс протекания импульса тока молнии провод не успеет перегреться. Тем более, что расчет проводов УЗИП начинают не с рабочей температуры, а с температуры окружающей среды.
Правило №2
Минимальная площадь сечения заземляющих проводов УЗИП с учетом того, что они выполнены из меди или аналогичного материала, должна составлять 4 мм2 (требование ГОСТ Р 50571.5.53-2013). Максимальное сечение не превышает 35 мм2, что определяется возможностями бугельных разъемов, применяемых в УЗИП.
Надо отметить, что сечения проводников, выбранных для сети по условию нагрева от тока кз, достаточно и для подключения УЗИП. Потому что за время от 20 до 350 мкс протекания импульса тока молнии провод не успеет перегреться. Тем более, что расчет проводов УЗИП начинают не с рабочей температуры, а с температуры окружающей среды.
Правило №3
Не заземлять УЗИП на дин-рейку. Надежность такого соединения низкая, оно не пригодно для отвода импульсных токов большой амплитуды. Правильно же соединить РЕ-вывод УЗИП с шиной заземления или болтом заземления щитка.
Не заземлять УЗИП на дин-рейку. Надежность такого соединения низкая, оно не пригодно для отвода импульсных токов большой амплитуды. Правильно же соединить РЕ-вывод УЗИП с шиной заземления или болтом заземления щитка.
Эксплуатация УЗИП
УЗИП не требует специального обслуживания. В начале и конце грозового сезона необходимо произвести осмотр щитка, проверить все соединения.
Если у УЗИП есть индикатор состояния рабочего модуля, то надо удостовериться, что УЗИП находится в рабочем состоянии (цвет индикатора зеленый). Красный цвет окошка свидетельствует о необходимости замены съемного рабочего модуля. Но это нештатная ситуация. В нормальном состоянии УЗИП – устройство многократного действия, после срабатывания оно остается в рабочем состоянии.
УЗИП не требует специального обслуживания. В начале и конце грозового сезона необходимо произвести осмотр щитка, проверить все соединения.
Если у УЗИП есть индикатор состояния рабочего модуля, то надо удостовериться, что УЗИП находится в рабочем состоянии (цвет индикатора зеленый). Красный цвет окошка свидетельствует о необходимости замены съемного рабочего модуля. Но это нештатная ситуация. В нормальном состоянии УЗИП – устройство многократного действия, после срабатывания оно остается в рабочем состоянии.
