Ограничители перенапряжения в домашней электропроводке - виды и схемы подключения. Ограничитель перенапряжения: принципы подбора устройства защиты от скачков напряжения Схема подключения оин 1 в трехфазную сеть

Для всех нас стало нормой, что в распределительных щитках жилых домов, обязательна установка вводных автоматических выключателей, модульных автоматов отходящих цепей, УЗО или дифф.автоматов на помещения и оборудование, где критичны возможные утечки токов (ванные комнаты, варочная панель, стиральная машинка, бойлер).

Помимо этих обязательных коммутационных аппаратов, практически никому не требуется объяснять, зачем еще нужно реле контроля напряжения.

УЗИП или реле напряжения

Устанавливать их начали все и везде. Грубо говоря оно защищает вас от того, чтобы в дом не пошло 380В вместо 220В. При этом не нужно думать, что повышенное напряжение попадает в проводку по причине недобросовестного электрика.

Вполне возможны природные явления, не зависящие от квалификации электромонтеров. Банально упало дерево и оборвало нулевой провод.

Также не забывайте, что любая ВЛ устаревает. И даже то, что к вашему дому подвели новую линию СИПом, а в доме у вас смонтировано все по правилам, не дает гарантии что все хорошо на самой питающей трансформаторной подстанции – КТП.

Там также может окислиться ноль на шинке или отгореть контакт на шпильке трансформатора. Никто от этого не застрахован.

Именно поэтому все новые электрощитки уже не собираются без УЗМ или РН различных модификаций.

Что же касается устройств для защиты от импульсных перенапряжений, или сокращенно УЗИП, то у большинства здесь появляются сомнения в необходимости их приобретения. А действительно ли они так нужны, и можно ли обойтись без них?

Подобные устройства появились достаточно давно, но до сих пор массово их устанавливать никто не спешит. Мало кто из рядовых потребителей понимает зачем они вообще нужны.

Первый вопрос, который у них возникает: ”Я же поставил реле напряжения от скачков, зачем мне еще какой-то УЗИП?”

Никакое реле напряжения от этого не спасет, а скорее всего сгорит вместе со всем другим оборудованием. В то же самое время и УЗИП не защищает от малых перепадов в десятки вольт и даже в сотню.

Например устройства для монтажа в домашних щитках, собранные на варисторах, могут сработать только при достижении переменки до значений свыше 430 вольт.

Поэтому оба устройства РН и УЗИП дополняют друг друга.

Защита дома от грозы

Гроза это стихийное явление и просчитать его до сих пор не особо получается. При этом молнии вовсе не обязательно попадать прямо в линию электропередач. Достаточно ударить рядышком с ней.

Даже такой грозовой разряд вызывает повышение напряжения в сети до нескольких киловольт. Кроме выхода из строя оборудования это еще чревато и развитием пожара.

Даже когда молния ударяет относительно далеко от ВЛ, в сетях возникают импульсные скачки, которые выводят из строя электронные компоненты домашней техники. Современный электронный счетчик с его начинкой, тоже может пострадать от этого импульса.

Общая длина проводов и кабелей в частном доме или коттедже достигает нескольких километров.

Сюда входят как силовые цепи так и слаботочка:

охранная сигнализация

Все эти провода принимают на себя последствия грозового удара. То есть, все ваши километры проводки получают гигантскую наводку, от которой не спасет никакое реле напряжения.

Единственное что поможет и защитит всю аппаратуру, стоимостью несколько сотен тысяч, это маленькая коробочка называемая УЗИП.

Монтируют их преимущественно в коттеджах, а не в квартирах многоэтажек, где подводка в дом выполнена подземным кабелем. Однако не забывайте, что если ваше ТП питается не по кабельной линии 6-10кв, а воздушной ВЛ или ВЛЗ (СИП-3), то влияние грозы на среднем напряжении, также может отразиться и на стороне 0,4кв.

Поэтому не удивляйтесь, когда в грозу в вашей многоэтажке, у многих соседей одновременно выходят из строя WiFi роутеры, радиотелефоны, телевизоры и другая электронная аппаратура.

Молния может ударить в ЛЭП за несколько километров от вашего дома, а импульс все равно прилетит к вам в розетку. Поэтому не смотря на их стоимость, задуматься о покупке УЗИП нужно всем потребителям электричества.

Цена качественных моделей от Шнайдер Электрик или ABB составляет примерно 2-5% от общей стоимости черновой электрики и средней комплектации распредщитка. В общей сумме это вовсе не такие огромные деньги.

Классы УЗИП

На сегодняшний день все устройства от импульсных перенапряжений делятся на три класса. И каждый из них выполняет свою роль.

Модуль первого класса гасит основной импульс, он устанавливается на главном вводном щите.

После погашения самого большого перенапряжения, остаточный импульс принимает на себя УЗИП 2 класса. Он монтируется в распределительном щитке дома.

Если у вас не будет устройства I класса, высока вероятность что весь удар воспримет на себя модуль II. А это может для него весьма печально закончится.

Поэтому некоторые электрики даже отговаривают заказчиков ставить импульсную защиту. Мотивируя это тем, что раз вы не можете обеспечить первый уровень, то не стоит вообще на это тратить денег. Толку не будет.

Однако давайте посмотрим, что говорит об этом не знакомый электрик, а ведущая фирма по системам грозозащиты Citel:

То есть в тексте прямо сказано, класс II монтируется либо после класса 1, либо КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО .

Третий модуль защищает уже непосредственно конкретного потребителя.

Если у вас нет желания выстраивать всю эту трехступенчатую защиту, приобретайте УЗИП, которые изначально идут с расчетом работы в трех зонах 1+2+3 или 2+3.

Такие модели тоже выпускаются. И будут наиболее универсальным решением для применения в частных домах. Однако стоимость их конечно отпугнет многих.

Схема электрощита с УЗИП

Схема качественно укомплектованного с точки зрения защиты от всех скачков и перепадов напряжения распределительного щита, должна выглядеть примерно следующим образом.

На вводе перед счетчиком - вводной автоматический выключатель, защищающий прибор учета и цепи внутри самого щитка. Далее счетчик.

Между счетчиком и вводным автоматом - УЗИП со своей защитой. Электроснабжающая организация конечно может запретить такой монтаж. Но вы можете обосновать это необходимостью защиты от перенапряжения и самого счетчика.

В этом случае потребуется смонтировать всю схемку с аппаратами в отдельном боксе под пломбой, дабы предотвратить свободный доступ к оголенным токоведущим частям до прибора учета.

Однако здесь остро встанет вопрос замены сработавшего модуля и срыва пломб. Поэтому согласовывайте все эти моменты заранее.

После прибора учета находятся:

реле напряжения УЗМ-51 или аналог

простые модульные автоматы

Если с привычными компонентами при комплектации такого щитка вопросов не возникает, то на что же нужно обратить внимание при выборе УЗИП?

На температуру эксплуатации. Большинство электронных видов рассчитано на работу при окружающей температуре до -25С. Поэтому монтировать их в уличных щитках не рекомендуется.

Второй важный момент это схемы подключения. Производители могут выпускать разные модели для применения в различных системах заземления.

Например, использовать одни и те же УЗИП для систем TN-C или TT и TN-S уже не получится. Корректной работы от таких устройств вы не добьетесь.

Схемы подключения

Вот основные схемы подключения УЗИП в зависимости от исполнения систем заземления на примере моделей от Schneider Electric. Схема подключения однофазного УЗИП в системе TT или TN-S:

Здесь самое главное не перепутать место подключения вставного картриджа N-PE. Если воткнете его на фазу, создадите короткое замыкание.

Схема трехфазного УЗИП в системе TT или TN-S:

Схема подключения 3-х фазного устройства в системе TN-C:

На что нужно обратить внимание? Помимо правильного подключения нулевого и фазного проводников немаловажную роль играет длина этих самых проводов.

От точки подключения в клемме устройства до заземляющей шинки, суммарная длина проводников должны быть не более 50см!

А вот подобные схемы для УЗИП от ABB OVR. Однофазный вариант:

Трехфазная схема:

Давайте пройдемся по некоторым схемкам отдельно. В схеме TN-C, где мы имеем совмещенные защитный и нулевой проводники, наиболее распространенный вариант решения защиты – установка УЗИП между фазой и землей.

Каждая фаза подключается через самостоятельное устройство и срабатывает независимо от других.

В варианте сети TN-S, где уже произошло разделение нейтрального и защитного проводника, схема похожа, однако здесь монтируется еще дополнительный модуль между нулем и землей. Фактически на него и сваливается весь основной удар.

Именно поэтому при выборе и подключении варианта УЗИП N-PE, указываются отдельные характеристики по импульсному току. И они обычно больше, чем значения по фазному.
Помимо этого не забывайте, что защита от грозы это не только правильно подобранный УЗИП. Это целый комплекс мероприятий.

Их можно использовать как с применением молниезащиты на крыше дома, так и без нее.

Особое внимание стоит уделить качественному контуру заземления.
Одного уголка или штыря забитого в землю на глубину 2 метра здесь будет явно не достаточно. Хорошее сопротивление заземления должно составлять 4 Ом.

Принцип действия

Принцип действия УЗИП основан на ослаблении скачка напряжения до значения, которое выдерживают подключенные к сети приборы. Другими словами, данное устройство еще на вводе в дом сбрасывает излишки напряжения на контур заземления, тем самым спасая от губительного импульса дорогостоящее оборудование.

Определить состояние устройства защиты достаточно просто:

зеленый индикатор – модуль рабочий

При этом не включайте в работу модуль с красным флажком. Если нет запасного, то лучше его вообще демонтировать.

УЗИП это не всегда одноразовое устройство, как некоторым кажется. В отдельных случаях модели 2,3 класса могут срабатывать до 20 раз!

Автоматы или предохранители перед УЗИП

Чтобы сохранить в доме бесперебойное электроснабжение, необходимо также установить автоматический выключатель, который будет отключать узип. Установка этого автомата обусловлена также тем, что в момент отвода импульса, возникает так называемый сопровождающий ток.

Он не всегда дает возможность варисторному модулю вернуться в закрытое положение. Фактически тот не восстанавливается после срабатывания, как по идее должен был.

В итоге, дуга внутри устройства поддерживается и приводит к короткому замыканию и разрушениям. В том числе самого устройства.

Автомат же при таком пробое срабатывает и обесточивает защитный модуль. Бесперебойное электроснабжение дома продолжается.

Запомните, что этот автомат защищает в первую очередь не разрядник, а именно вашу сеть.

При этом многие специалисты рекомендуют ставить в качестве такой защиты даже не автомат, а модульные предохранители.

Объясняется это тем, что сам автомат во время пробоя оказывается под воздействием импульсного тока. И его электромагнитные расцепители также будут под повышенным напряжением.

Это может привести к пробою отключающей катушки, подгоранию контактов и даже выходу из строя всей защиты. Фактически вы окажетесь безоружны перед возникшим КЗ.

Поэтому устанавливать УЗИП после автомата, гораздо хуже, чем после предохранителей.

Есть конечно специальные автоматические выключатели без катушек индуктивности, имеющие в своей конструкции только терморасцепители. Например Tmax XT или Formula A.

Однако рассматривать такой вариант для коттеджей не совсем рационально. Гораздо проще найти и купить модульные предохранители. При этом можно сделать выбор в пользу типа GG.

Они способны защищать во всем диапазоне сверхтоков относительно номинального. То есть, если ток вырос незначительно, GG его все равно отключит в заданный интервал времени.

Есть конечно и минус схемы с автоматом или ПК непосредственно перед УЗИП. Все мы знаем, что гроза и молния это продолжительное, а не разовое явление. И все последующие удары, могут оказаться небезопасными для вашего дома.

Защита ведь уже сработала в первый раз и автомат выбил. А вы об этом и догадываться не будете, потому как электроснабжение ваше не прерывалось.

Поэтому некоторые предпочитают ставить УЗИП сразу после вводного автомата. Чтобы при срабатывании отключалось напряжение во всем доме.

Однако и здесь есть свои подводные камни и правила. Защитный автоматический выключатель не может быть любого номинала, а выбирается согласно марки применяемого УЗИП. Вот таблица рекомендаций по выбору автоматов монтируемых перед устройствами защиты от импульсных перенапряжений:

Если вы думаете, что чем меньше по номиналу автомат будет установлен, тем надежнее будет защита, вы ошибаетесь. Импульсный ток и скачок напряжения могут быть такой величины, что они приведут к срабатыванию выключателя, еще до момента, когда УЗИП отработает.

И соответственно вы опять останетесь без защиты. Поэтому выбирайте всю защитную аппаратуру с умом и по правилам. УЗИП это тихая, но весьма своевременная защита от опасного электричества, которое включается в работу мгновенно.

Ошибки при подключении

1 Самая распространенная ошибка - это установка УЗИП в электрощитовую с плохим контуром заземления.

Толку от такой защиты не будет никакого. И первое же “удачное” попадание молнии, сожгет вам как все приборы, так и саму защиту.

2 Не правильное подключение исходя из системы заземления.

Проверяйте техдокументацию УЗИП и проконсультируйтесь с опытным электриком ответственным за электрохозяйство, который должен быть в курсе какая система заземления используется в вашем доме.

Правильное размещение ограничителей перенапряжений в линии электропитания имеет принципиальное значение для корректной работы спроектированной системы защиты от перенапряжений.

Как уже отмечалось ранее, при организации систем защиты от перенапряжений силового электроэнергетического оборудования ограничители монтируются в следующих местах:

снаружи строительного объекта, в зоне молниезащиты 0B, на входе питающих кабелей к устройствам (чаще это ограничители классов II, иногда класса I);
в месте перехода силовых кабелей через стену здания (в зависимости от уровня угрозы это ограничители класса I или II) - в кабельном соединении, заземленным кратчайшим путем к заземляющему устройству;
внутри строительного объекта:
- в локальных распределительных щитах (в зависимости от уровня угрозы это ограничители классов II или III);
- поблизости от защищаемых устройств (чаще это ограничители класса III, иногда - класса II, с точки зрения слишком малого номинального тока ограничителей класса III, составляющего чаще всего 16 A).

Необходимо здесь подчеркнуть, что из всех мест расположения ограничителей перенапряжений, предложенных в разделе 443 нормы IEC 60364-4, единственно правильным является расположение в кабельном соединениии при условии, что соединение находится в стене защищаемого здания.

Размещение ограничителей в воздушной линии:

В случае размещения ограничителей в воздушной линии, нельзя забывать о возможности проникновения ударов перенапряжений к силовому кабелю на трассе "столб воздушной линии - здание", что делает это размещение бесполезным.

Размещение ограничителей внутри здания:

1.6. Стойкость ограничителей к короткому замыканию

Ограничители перенапряжений следует защищать от последствий тока короткого замыкания. Из его схемы включения (парралельное включение относительно зажимов защищаемой цепи) следует, что любое действие ограничителя перенапряжений вызывает в последствии протекание тока короткого замыкания в защищаемой линии. По этой причине производитель должен заявить, когда и какой предохранитель следует использовать последовательно с ограничителем, чтобы гарантировать соответствующую стойкость к току короткого замыкания схемы предохранитель - ограничитель перенапряжений.

Определяя потребность использования дополнительной защиты ограничителя переанпряжений включенным последовательно предохранителем, следует сравнить значения номинальных токов I F1 фазных предохранителей защищаемой цепи с допустимым значением тока I DOP , который может протекать в цепи ограничителя перенапряжений (рекомендованный производителем). В зависимости от результатов такого сравнения, следует использовать схему:

I F1 ≤ I DOP - без дополнительного защитного предохранителя (рис.1.3.a),
I F1 > I DOP - содержащую дополнительный предохранитель F2, включенный последовательно с ограничителями перенапряжений (рис.1.3.b).

Полная версия статьи доступна только зарегистрированным пользователям!

Получите доступ ко всем материалам на сайте совершенно бесплатно!

1.7. Схемы подключения ограничителей перенапряжения

В зависимости от системы заземления сети электроснабжения, используется один из видов соединения ограничителей перенапряжений, представленных на рис. 1.4, 1.5 или 1.6.

В системе сети TT существует возможность применения 4 типовых ограничителей перенапряжений или так называемой системы 3+1 (3 ограничителя перенапряжений + 1 ограничитель N-PE). Такие системы соединений касаются ограничителей классов I и II.

В случае применения ограничителей класса I, необходимо использовать системы с дополнительными предохранителями, соединенными последовательно с ограничителями. Применение предохранителей не обязательно, если выполняются соответствующие условия, описанные в разделе 1.6.

Полная версия статьи доступна только зарегистрированным пользователям!

Получите доступ ко всем материалам на сайте совершенно бесплатно!

Одними из устройств из серии «быть или не быть?»…ему в щите учета — являются ограничители импульсных перенапряжений ⚡⚡⚡ Они еще называются УЗИП, ОИН, ОПС-1 … и т.п. Существует их бесчисленное множество, бывают они различных классов, бывают разных производителей. Ставить или не ставить, схема подключения такого устройства все это мы затронем в данной статье!

Сначала я расскажу о тех ограничителях перенапряжений, которые я использую для установки в щиты учета моих заказчиков. Свой выбор я остановил на устройстве под названием ОИН-1 от концерна АО «Энергомера».

ОИН-1 вид сбоку

Основным критерием выбора данного ограничителя для меня являлось наличие на складе поставщика и цена, последний критерий имеет бОльшее значение, т.к. на мой взгляд необходимость установки таких изделий крайне мала, но об этом немного позднее. Для сравнения комплект ограничителей ОИН-1 АО «Энергомера» на три фазы стоит около 900 рублей, ближайший «конкурент» это ОПС-1 3Р D от ИЭК стоит в районе 3500. Функции выполняемые данными ограничителями абсолютно одинаковые, а если нет разницы зачем Вам платить больше?!

Что же касается схемы подключения УЗИП, ОИН, ОПС и прочих аналогичных устройств. В щите учета подключаются они с нижних клемм вводного автомата, а вывод и ограничителя идет на шину ГЗШ, в нашем случае это проходной блок.

Схема подключения ограничителя импульсных перенапряжений с нижних клемм вводного автомата с помощью наконечников НШВИ-2

В качестве ГЗШ в нашем щите учета идет проходной блок. Данный проходной блок повторно заземляется с помощью проводника заземления.

Так как ограничитель находится в схеме подключения до счетчика то он должен быть опломбирован. В нашем случае с помощью пластикового бокса.

Общий вид

Схема подключения ограничителей перенапряжения УЗИП,ОПС-1, ОИН и прочих идентична и для других производителей. Отличие возможно лишь в том, что если берете трехполюсный ограничитель то у него выводной проводник уже собран из трех в один.

По опыту работы могу сказать, что не во всех сетевых организациях в технических условиях для заявителей существует такое требование об установке импульсных ограничителей. Мне такое требование встречалось в Нижегородской области и в Краснодарском крае.

Давайте сначала затронем практическую часть вопроса . Чтобы понимать ставить или не ставить нужно понимать, что может быть источником такого перенапряжения, а их всего два:

1.удар молнии, как прямой так и в непосредственной близости

2.коммутационные перенапряжения.

Чтобы понимать ставить или нет ограничитель для защиты от импульсных(грозовых) перенапряжений нужно знать каким проводом выполнена магистраль, к которой наш щит учета будет подключен. Если магистраль выполнена голым проводом вероятность попадания молнии есть, если самонесущим изолированным (СИП), — вероятность попадания молнии крайне мала.Кроме того, нужно иметь ввиду в каком регионе у нас будет установка нашего щита учета. Ниже карта с числом грозовых часов в году:

Как мы видим на данной карте на севере страны очень маленькое число грозовых часов и ограничитель в нашем щите учета просто займет место и не будет выполнять полезных функций. Чем южнее, тем число грозовых часов в году больше и вероятность возникновения первого источника перенапряжения выше.

Что касается коммутационных перенапряжений. Данные перенапряжения возникают при оперативных переключениях на подстанциях. Чем мы ближе находимся от нашей подстанции, тем выше вероятность коммутационного перенапряжения.

Для себя я сделал выбор не в пользу установки ограничителей импульсных перенапряжений, так как моя магистральная линия выполнена проводом СИП, и участок находится на краю деревни где нет крупных подстанций и число грозовых часов в нашем регионе небольшое.

Как мы видим на общем виде щита учета, из-за установки ограничителя у нас не хватило места для установки розетки и автомата для розетки. Можно конечно купить корпус с бОльшими размерами, но опять же это будет стоить для нас дороже. И на мой взгляд розетка с автоматом в щите учета куда полезнее нежели ограничитель импульсных перенапряжений.

Давайте теперь рассмотрим юридическую сторону вопроса . Сразу хочется оговориться, что у меня нет юридического образования и это исключительно мои мысли, которые возникли изучая нормативные документы.

Действительно в ПУЭ есть пункт 7.1.22 где сказано что должны устанавливаться ограничители перенапряжения при воздушном вводе, но в пункте 7.1 сказано, что глава 7 распространяется на — » жилых зданий, перечисленных в СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания» (этот СНИП распространяется на проектирование жилых зданий (квартирных домов, включая квартирные дома для престарелых и семей с инвалидами, передвигающимися на креслах-колясках, в дальнейшем тексте — семей с инвалидами, а также общежитий), высотой до 25 этажей включительно.); общественных зданий, перечисленных в СНиП 2.08.02-89 «Общественные здания и сооружения» (за исключением зданий и помещений, перечисленных в гл. 7.2)(данный СНИП распространяется на проектирование общественных зданий (высотой до 16 этажей включ.) и сооружений, а также помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания. При проектировании помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания и встроенно-пристроенных к ним, следует дополнительно руководствоваться СНиП 31-01-2003.); административных и бытовых зданий, перечисленных в СНиП 2.09.04-87 «(данный СНИП распространяется на проектирование административных и бытовых зданий 1 высотой (по СНиП 21-01-97) до 50 м, включая мансардный этаж, и помещений предприятий.). Все эти СНИПы относятся к многоквартирным домам, административным зданиям, общественным и тп зданиям. Т.е. в пункте 7.1 не указано, что пункт 7.1.22 распространяет свое действие на индивидуальные жилые дома.

Кроме того, в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 N 861 (ред. от 28.07.2017)

25(1). В технических условиях для заявителей, предусмотренных пунктами 12.1 и 14(физ. лица до 15кВт, то есть наш случай) настоящих Правил, должны быть указаны:

а) точки присоединения, которые не могут располагаться далее 25 метров от границы участка, на котором располагаются (будут располагаться) присоединяемые объекты заявителя;

а(1)) максимальная мощность в соответствии с заявкой и ее распределение по каждой точке присоединения к объектам электросетевого хозяйства;

(пп. «а(1)» введен Постановлением Правительства РФ от 04.05.2012 N 442)

б) обоснованные требования к усилению существующей электрической сети в связи с присоединением новых мощностей (строительство новых линий электропередачи, подстанций, увеличение сечения проводов и кабелей, замена или увеличение мощности трансформаторов, расширение распределительных устройств, модернизация оборудования, реконструкция объектов электросетевого хозяйства, установка устройств регулирования напряжения для обеспечения надежности и качества электрической энергии), обязательные для исполнения сетевой организацией за счет ее средств;

в) требования к приборам учета электрической энергии (мощности), устройствам релейной защиты и устройствам, обеспечивающим контроль величины максимальной мощности;

г) распределение обязанностей между сторонами по исполнению технических условий (мероприятия по технологическому присоединению в пределах границ участка, на котором расположены энергопринимающие устройства заявителя, осуществляются заявителем, а мероприятия по технологическому присоединению до границы участка, на котором расположены энергопринимающие устройства заявителя, включая урегулирование отношений с иными лицами, осуществляются сетевой организацией).

(пп. «г» в ред. Постановления Правительства РФ от 24.09.2010 N 759)

(см. текст в предыдущей редакции).

Т.е. в технических условиях заявителей не должно быть требований к устройствам ограничивающим импульсные перенапряжения. Возможно если только притянуть «их за уши» как «устройства релейной защиты» коими такие устройства не являются.

Теперь мы с Вами знаем, как практические вопросы установки ограничителей так и юридические. Выбор всегда за Вами! Для себя я этот выбор уже сделал!

Не забывайте заходить на YOUTUBE и ставить палец вверх у видео про УЗИП,ОИН,ОПС.

Купить надежный щит учета очень просто — достаточно всего лишь отправить заявку по удобным для Вас каналам связи!

Ограничитель импульсных перенапряжений - это один из наиболее широко известных высоковольтных приборов, использующийся для защиты сети.

Описание приспособления

Для начала стоит объяснить, из-за чего, в принципе, возникают импульсные перенапряжения и чем они опасны. Причиной появления этого процесса является нарушение в атмосферном или коммутационном процессе. Такие дефекты вполне способны нанести огромный ущерб электрическому оборудованию, которое подвергнется такому воздействию.

Тут стоит привести пример на громоотводе. Это устройство отлично справляется с отводом сильного разряда, бьющего в объект, однако оно никак не сможет помочь, если разряд попадет в сеть через воздушные линии. Если такое происходит, то первый же проводник, который попадется на пути у такого разряда, выйдет из строя, а также может стать причиной поломки другого электрического оборудования, которое подключено к этой же электрической сети. Элементарная защита - отключение всех приборов во время грозы, однако в некоторых случаях это невозможно, а потому были изобретены такие устройства, как ограничители перенапряжений ОПН.

Что даст использование устройства

Если говорить об обычных средствах защиты, то их конструктивное исполнение несколько хуже, чем у ОПН. При обычном исполнении устанавливаются карборундовые резисторы. Дополнительной конструкцией являются искровые промежутки, которые соединены между собой последовательным образом.

В ограничителях импульсных перенапряжений же имеются такие элементы, как нелинейные транзисторы. Основой для этих элементов стал оксид цинка. Таких деталей имеется несколько, и все они объединяются в одну колонку, которая помещается в специальный корпус из такого материала, как фарфор или полимер. Это обеспечивает полностью безопасное использование таких устройств, а также надежно защищает их от любых внешних воздействий.

Тут важно отметить, что основная особенность ограничителя перенапряжения - это конструкция оксидно-цинковых резисторов. Такое исполнение позволяет сильно расширить функции, которые может выполнять устройство.

Технические параметры

Как и у любого другого устройства, у ОПН имеется основная характеристика, которая определяет его работоспособность и качество. В данном случае таким показателем стала величина рабочего напряжения, которое может подводиться к клеммам устройства без какого-либо ограничения в плане времени.

Имеется еще одна характеристика - ток проводимости. Это значение тока, который проходит через прибор под воздействием напряжения. Измерить данный показатель можно лишь в условиях реального использования устройства. Основными числовыми показателями данного параметра являются емкость и активность. Общий показатель этой характеристики может достигать нескольких сотен микроампер. По полученному значению этой характеристики оценивается работоспособность ограничителя перенапряжений.

Описание устройства ОПН

Для того чтобы изготовить данное устройство, производители используют те же электротехнические и конструкторские методы, которые применяются в изготовлении других продуктов. Это наиболее заметно при осмотре размеров и материалов, использующихся для изготовления корпуса. Внешний вид также имеет некоторую схожесть с другими устройствами. Однако стоит отметить, что отдельного внимания удостаиваются такие вещи, как установка ограничителя перенапряжения, а также его дальнейшее подключение к общим электроустановкам потребительского типа.

Имеется несколько требований, которые предъявляются именно к этому классу устройств. Корпус ОПН должен быть полностью защищен от прямого прикосновения человека. Должен быть полностью исключен риск того, что устройство загорится из-за возможных перегрузок. Если элемент выйдет из строя, то это не должно повлечь за собой короткого замыкания в линии.

Назначение и применение ОПН

Основное предназначение нелинейных ограничителей перенапряжения - изоляции электрического оборудования от атмосферных или коммутационных перенапряжений. Данное устройство относится к группе высоковольтных приборов.

В этих аппаратах отсутствует такой раздел, как искровой промежуток. Если сравнивать диапазон действия ОПН и обычного то ограничитель способен выдерживать более глубокие перепады напряжения. Основная задача данного устройства - выдерживать эти нагрузки без ограничения по времени. Еще одно существенное отличие ограничителя перенапряжения от обычного вентильного заключается в том, что размеры, а также физический вес конструкции в данном случае гораздо ниже. Наличие такого элемента, как крышка из фарфора или полимеров, привело к тому, что внутренняя часть устройства надежно защищена от внешних воздействий окружающей среды.

ОПН-10

Устройство этого прибора несколько отличается от обычного ОПН. В данном варианте применяется колонка варисторов, которые заключены в покрышку. Для создания покрышки в данном случае используется уже не фарфор или полимеры, а стеклопластиковая труба, на которую опрессована оболочка из трекингостойкой кремнийорганической резины. Кроме того, колонка варисторов имеет алюминиевые выводы, которые поджаты с двух сторон, а также ввернуты внутрь трубы.

Ограничитель перенапряжений это часто недооцениваемый, но очень важный элемент . Этот элемент рекомендован к установке производителями электрооборудования, в то время как среди самих электриков мнения разделены. Давайте разберёмся с этим делом. Наиболее частые вопросы про ограничитель выглядит следующим образом: Каковы классы разрядников? Из чего он состоит и как работает? Как подключить ограничитель перенапряжений? Действительно ли он защищает электрические устройства?

Классы защиты ограничителей

В области напряжения ниже 1000 В ограничители делятся на 4 класса, обозначенные буквами алфавита: A, B, C и D.

Ограничитель класса А не используется в бытовых установках, а применяется для защиты линий электропередач.
Протектор класса B используется для защиты от высоковольтовых скачков напряжения, например, вызванных ударом молнии к линии электропередач.
Ограничитель класса C предназначен для защиты от перенапряжений со слегка более низкими значениями напряжения в сети. Защитные устройства класса B и C обычно устанавливаются в бытовых распределительных устройствах.
Протектор класса D используется для прямой защиты выбранных электроустройств, чувствительных к импульсным помехам и всплескам в 220 В сети. Он монтируется в распределительном щите, за розеткой в электрической коробке или непосредственно в защищаемом устройстве.

Каждое устройство защиты ограничивает электрический потенциал только определенным уровнем. Чем ближе оборудование к А классу — тем более высокая мощность. Например:

Класс A уменьшит уровень напряжения до 6 кВ,
Класс B уменьшит уровень напряжения до 2,5 кВ,
Класс C уменьшит уровень напряжения до 1,5 кВ,
Класс D уменьшит уровень напряжения до 0,8 кВ.

Поэтому ограничители отдельных классов следует применять каскадно, постепенно снижая уровень предельного напряжения. То есть если одно распределительное устройство в доме — используем защитные устройства класса как B, так и C (есть сразу 2 в 1 защитные устройства B + C).

Если здание многоэтажное, в главном распределительном щитке должны использоваться защитные устройства класса B, а ограничители класса C следует использовать в распределительных щитках в отдельных квартирах.

Если подключенное к розетке устройство чувствительно к скачкам напряжения, можем также использовать ограничители класса D. К ограничителям класса А у нас нет доступа, это забота энергетической компании.

Поскольку рассматривать будем домашнюю проводку, статья будет посвящена защитным устройствам класса B и класса C (типа I и II).

Обозначение на принципиальных схемах

Основные символы, используемые при обозначении разрядников перенапряжения, следующие:

Общее обозначение разрядника
Разрядник трубчатый
Разрядник вентильный и магнитовентильный

Установка ограничителя перенапряжений

Стандартный разрядник B или C (возможно, B + C) состоит из двух компонентов:

Основа ограничителя
Сменная вставка с защитным элементом

Основа

Основание защитного устройства установлено на DIN-рейке TS35. Оно имеет два хомута. Подключите провод фазы (L) или нейтральный (N) на котором может появиться слишком большой электрический потенциал. С другой стороны подсоедините защитный провод PE, который подключен к защитной линии распределительного устройства.

Защитный проводник должен иметь минимальное поперечное сечение 4 мм2, но не повредит взять ещё больше. В конце концов есть вероятность, что будет течь очень высокий ток.

Есть 3 контакта под терминалом PE. По стандарту в комплект входит вилка, которая вставлена в нужное место и позволяет соединять провода. Благодаря этим зажимам есть возможность удаленного уведомления в случае повреждения вставки или ее перегорания. Этот сигнал может быть подключен, например, к входу блока управления сигнализацией (смотрите схему). В этом случае панель управления будет проинформирована о повреждении вставки размыканием электрической цепи между красным и зеленым проводами.

Вставка

Вставка содержит все наиболее важные элементы, благодаря которым защитник правильно функционирует:

Класс B (тип I) — основным элементом является просто искровой промежуток.
Класс C (тип II) — здесь деталь варистор является основным элементом.

Как работает защитник от перенапряжений

Защитой обеспечиваются устройства, питаемые от шнуров сети 220V, подключенных к разряднику в распределительной коробке. Это касается как фазных, так и нейтральных проводников (в зависимости от выбранного типа защиты).

Общее правило заключается в том, что на одной стороне защитного устройства соединяем фазные проводники и, возможно, нейтральный проводник, а с другой стороны — защитный провод.

Когда напряжение в системе в норме, сопротивление между проводами очень велико, порядка нескольких ГигаОм. Благодаря этому ток не течет через разрядник.

Когда происходит скачок напряжения в сети, ток начинает протекать через ограничитель на землю.

В защитных устройствах класса B основным элементом является искровой промежуток . При нормальной работе сопротивление его очень велико. В случае искрового промежутка это сопротивление является гигантским, поскольку искровой промежуток это фактически разрыв цепи. Когда молния ударяет в элемент электрической установки напрямую, сопротивление искрового промежутка падает почти до нуля благодаря электрической дуге. Из-за появления очень большого электрического потенциала в искровом промежутке между ранее разделенными элементами создается электрическая дуга.

Благодаря этому, например, фазовый провод, в котором имеется большой всплеск напряжения и защитный провод, создают короткое замыкание и большой ток протекает прямо на землю, минуя внутреннюю электрическую установку. После разряда искровой промежуток возвращается в нормальное состояние — то есть разрывает цепь.

Ограничитель класса C имеет внутри варистор . Варистор представляет собой специфический резистор, который обладает очень высоким сопротивлением при низком электрическом потенциале. Если в системе происходит скачок напряжения из-за разряда, его сопротивление быстро уменьшается вызывая протекание тока на землю и аналогичную ситуацию, как в случае искрового промежутка.

Разница между классом B и классом C заключается в том, что последний способен ограничивать всплески напряжения с меньшим потенциалом, чем прямой удар молнии. Недостатком этого решения является довольно быстрый износ варисторов.

Главным в ограничителях перенапряжений, независимо от используемого класса, является установка заземления с очень хорошими параметрами, то есть с очень низким электрическим сопротивлением. Если это сопротивление слишком велико — ток перенапряжения (вызванный ударом молнии) вместо протектора может протекать через электрическую систему и оставить на пути сгоревшее оборудование, включенное в данный момент к розеткам 220 вольт.

Схема подключения ограничителя к сети

Как подключить ограничитель к домашнему щитку? Начнем с основ. У нас есть однофазная сеть и одномодульный разрядник. Мы хотим защитить им фазовый провод. Тип сети — TN-S.

Подключаем фазный проводник питания непосредственно к разряднику и подключаем разрядник с другой стороны к клеммной колодке PE.

Но в этом домашнем коммутаторе больше ничего, кроме импульсного ограничителя. Добавим недостающие элементы.

Как видите, установка ограничителя перенапряжений не влияет на дальнейшую организацию компонентов в домашнем коммутационном щитке. Соединение устройства остаточного тока и автоматических выключателей осуществляется так же.

Вообще в распределительных устройствах разрядники перенапряжения класса B, C или B + C устанавливаются перед автоматическим выключателем (или автоматическими выключателями) и предохранителями токовой защиты. Но ограничитель является первым элементом, лежащим в основе защиты дома или квартиры.

Трехфазная установка

В трехфазной схеме увеличивается ширина ограничителя и количество защищаемых соединений. Однако принцип функционирования ограничителя остается неизменным. Наиболее часто используемые трехслойные системные защитные устройства, работающие в системе 4 + 0, что означает присоединение к разряднику следующих линий:

3-фазные провода
1 нейтральный провод

Каждый из проводов подлежащих защите имеет равные права, то есть возможные перенапряжения устраняются путем подачи тока на защитную установку и, как результат, на землю.

Конечно для установок TN-C (установка без отдельного защитного провода) можно приобрести защитные устройства только с 3 защищаемыми разъемами. Затем с нижней стороны подключите ограничитель к полосе PEN (нейтральная защита).

Безопасность и эффективность ограничителя

В бытовых установках это не часто практикуется, потому что защита от короткого замыкания существует в виде прерывателя или предохранителя, а его малый номинальный ток безопасно защищает сеть от сбоев.

Параметры ограничителя перенапряжений

Перед тем как пойти в магазин и купить это устройство, нужно знать следующее:

Количество модулей (терминалов) — зависит от типа вашей сети. 1 модуль можно купить когда есть однофазная система TN-C. 3 модуля, когда установка находится в сети TN-C трехфазной и 4 модуля когда сеть является трехфазной в TN-S или TT.
Класс (тип) — можно выбирать между классами B, C или B + C. Если не уверены что перед вашей квартирой используется ограничитель типа B, стоит выбрать решение B + C. В противном случае ограничителя типа C будет достаточно.
Номинальное напряжение, в котором работает ограничитель.
Uc — рабочее напряжение протектора, то есть максимальный уровень напряжения который приведет к срабатыванию.
In — номинальный ток ограничителя, то есть какой ток в случае короткого замыкания может протекать через разрядник.
Imax — ток, который разрядник способен принимать во время атмосферного разряда. Обратите внимание, что оба значения (In = 30 000A и Imax = 60 000A) будут относительно большими по отношению к току при нормальной работе приборов в доме.
Up — напряжение до которого уменьшается в случае разрыва. Например если потенциал достигает напряжения 10 000 В в случае всплеска — итоговое значение снижается до 150.

Стоит ли применять ограничитель в сети

Каждый электрик размышляет стоит ли вообще покупать разрядник. Ведь это не самый дешевый элемент электромонтажа. Теоретически, во время ремонта или строительства проводки с нуля в квартире или доме расходы 3000 рублей (в случае 4-модульного протектора) — капля в океане расходов. На практике у защитного блока не всегда будет возможность доказать, что он нужен. Даже если он сработает, снижение напряжения может не всегда защитить чувствительные электронные устройства (лучше обстоит дело с защитой класса D).