Ограничители перенапряжения переменного тока в Алматы

Ограничители перенапряжений (ОПН, также известные как УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений) — это устройства, предназначенные для защиты электрических сетей и подключённого к ним оборудования от разрушительного воздействия грозовых и коммутационных импульсных перенапряжений . Импульсные перенапряжения являются одной из наиболее частых причин (до 18% случаев) повреждения электрооборудования в сетях 230/400 В и могут привести к выходу из строя дорогостоящих систем .

При возникновении импульса перенапряжения УЗИП мгновенно снижает своё сопротивление, пропуская ток разряда через себя и ограничивая напряжение на защищаемом оборудовании до безопасного уровня . После снятия импульса устройство автоматически возвращается в исходное состояние и снова готово к работе.
Классификация УЗИП по месту установки и назначению

Эффективная защита от перенапряжений строится по каскадному принципу: один ограничитель не способен обеспечить полную безопасность, необходима координация устройств разных типов . Согласно концепции зон молниезащиты (LPZ), УЗИП устанавливаются на границах зон для снижения уровня перенапряжения и тока . Существует три основных класса устройств .

УЗИП Тип 1 (Класс I) предназначен для установки на границе зон LPZ 0A → LPZ 1 — то есть на вводе в здание, в главном распределительном щите (ГРЩ). Его назначение — защита от прямого удара молнии или его значительной части. Такие устройства применяются в зданиях с внешней системой молниезащиты (молниеотводом) и способны выдерживать токи с формой волны 10/350 мкс. Минимальный номинальный импульсный ток для УЗИП Тип 1 составляет 12,5 кА на полюс .

УЗИП Тип 2 (Класс II) устанавливаются на границе зон LPZ 1 → LPZ 2 — во внутренних распределительных щитах (этажные щитки, вводно-распределительные устройства). Они обеспечивают защиту от коммутационных и остаточных перенапряжений, возникающих после срабатывания УЗИП Тип 1, и являются обязательным элементом практически во всех установках. Для них характерна форма испытательного тока 8/20 мкс. Для УЗИП Тип 2, устанавливаемых на вводе, рекомендуется номинальный ток разряда In не менее 20 кА .

УЗИП Тип 3 (Класс III) устанавливаются на границе зон LPZ 2 → LPZ 3 — непосредственно перед защищаемым оборудованием (в розетки, в распределительные коробки для питания серверов, компьютеров и другой чувствительной электроники). Они обеспечивают тонкую, финишную защиту от остаточных перенапряжений. Такие устройства испытываются комбинированной волной (1,2/50 мкс + 8/20 мкс).

Некоторые производители предлагают комбинированные устройства Тип 1+2 или Тип 2+3 для упрощения монтажа и экономии места в щите .
Технологии изготовления и конструктивные особенности

УЗИП различаются по технологии рабочих элементов, что определяет их характеристики и область применения.

УЗИП на основе варисторов относятся к ограничивающему типу. Варисторы — это полупроводниковые резисторы, сопротивление которых резко падает при повышении напряжения. Они обеспечивают высокую скорость срабатывания и плавную характеристику. Это наиболее распространённый тип для УЗИП Тип 2 и Тип 3 .

УЗИП на основе газонаполненных разрядников относятся к коммутирующему типу. В нормальном состоянии разрядник имеет высокое сопротивление, а при возникновении импульса перенапряжения газ ионизируется, и сопротивление падает. Такие устройства способны пропускать очень большие токи, что делает их незаменимыми для УЗИП Тип 1. Они обладают большей инерционностью по сравнению с варисторами .

Многие современные УЗИП выполняются в виде модульных устройств, устанавливаемых на DIN-рейку. Выпускаются модели на 1, 2, 3 или 4 полюса в зависимости от конфигурации сети .
Ключевые параметры выбора УЗИП

Для правильного выбора ограничителя перенапряжений необходимо учитывать несколько ключевых технических характеристик .

Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (Uc) — это максимальное действующее значение напряжения промышленной частоты, которое УЗИП способен выдерживать в рабочем режиме без срабатывания. Выбор Uc зависит от типа сети и её номинального напряжения. Для однофазной сети 230 В в системе TN и TT минимальное Uc составляет 255 В . В продаже наиболее распространены модули с Uc 275 В и 385 В.

Номинальный разрядный ток (In) для Тип 2 — это максимальное значение импульса тока (форма волны 8/20 мкс), которое УЗИП способен пропустить многократно без потери работоспособности. Этот параметр характеризует устойчивость устройства и его срок службы. Для УЗИП Тип 2, устанавливаемых на вводе, рекомендуется значение In не менее 20 кА .

Максимальный разрядный ток (Imax) для Тип 2 — это максимальное однократное значение импульсного тока, которое УЗИП способен пропустить. Обычно Imax в два раза превышает значение In .

Импульсный ток (Iimp) для Тип 1 — это параметр, характеризующий способность УЗИП выдерживать удар прямого удара молнии (форма волны 10/350 мкс). Для УЗИП Тип 1 минимальное значение Iimp составляет 12,5 кА на полюс, но может быть увеличено в зависимости от уровня риска .

Уровень защитного напряжения (Up) — это остающееся напряжение на выводах УЗИП во время прохождения импульсного тока. По сути, это то самое напряжение, которое будет приложено к защищаемому оборудованию. Чем ниже Up, тем эффективнее защита. Для УЗИП на вводе в здание допустим Up до 2,5 кВ. Для защиты чувствительного электронного оборудования необходим Up не более 1,5 кВ .
Практические рекомендации по выбору и установке

Для эффективной защиты электрооборудования необходимо соблюдать несколько ключевых правил.

Защита должна быть многоуровневой. Один УЗИП, даже самый мощный, не сможет защитить всё оборудование. Необходимо устанавливать устройства на каждом уровне распределения электроэнергии: на вводе в здание (ГРЩ), в этажных или групповых щитках и непосредственно перед чувствительной нагрузкой .

Выбор класса зависит от наличия внешней молниезащиты. Если здание оборудовано внешней системой молниезащиты (молниеотводами), на вводе необходимо устанавливать УЗИП Тип 1. Если здание не имеет внешней молниезащиты, достаточно УЗИП Тип 2 на вводе в ГРЩ .

Учитывайте тип заземления. Тип сети (TN-C, TN-S, TT) определяет конфигурацию подключения УЗИП. Неверно выбранная схема подключения снижает эффективность работы устройства и может привести к его некорректному функционированию .

Расстояние между УЗИП разных типов не должно превышать 10 метров. Для обеспечения правильной координации работы устройств разных классов расстояние между ними по кабелю не должно превышать 10 метров. Если это расстояние больше, необходима установка дополнительных устройств или применение специальных схем согласования .

Учитывайте сезонность. При работе УЗИП в условиях отрицательных температур (например, при установке в неотапливаемом помещении или на столбах ВЛИ), обязательно уточняйте у производителя информацию о минимальной рабочей температуре устройства. Обычный диапазон рабочих температур большинства модульных УЗИП составляет от -40°C до +70°C .

Правильно подобранная и установленная система защиты от импульсных перенапряжений — это недорогой, но надёжный способ предотвратить выход из строя дорогостоящего оборудования и избежать длительных простоев. В ассортименте представлены УЗИП всех типов и классов — от компактных устройств Тип 3 для розеток до мощных ограничителей Тип 1 на 50 кА для защиты зданий с внешней молниезащитой.