УЗИП для частного дома – что это такое, разновидности, правила выбора, особенности монтажа

Нередко причиной порчи электропроводки, бытовой техники и оборудования становится резкий скачет напряжения в сети. Самый простой и надежный способ защиты от такого рода событий является установка специального УЗИП для частного дома. Разберем, что собой представляет такое устройство, как оно действует и в чем его назначение, какие его разновидности существуют, почему может происходить скачки напряжения в сети, как правильно выбрать прибор для собственного жилья, а также в чем заключаются основные особенности его установки.

УЗИП обеспечивает полноценную защиту электроприборов частного дома от перенапряжения Источник ezetek.ru

УЗИП – что это такое, принцип действия, назначение

Несмотря на заверения поставщиков электроэнергии о надежности и стабильности характеристик подаваемого электрического тока, скачки напряжения в десятки, а то и сотни вольт – довольно частое явление. Последствия могут быть самыми разными – от обесточивания домашней электросети до порчи дорогостоящего оборудования и пожара.

Единственно верный способ оградить свое жилище от такого рода негативных процессов – установить на входе в домашнюю электросеть устройство защиты от импульсных перенапряжений, иначе называемое УЗИП-ом. Принцип действия прибора основан на снижении величины импульсного напряжения до приемлемого значения – того, на которые и рассчитана безопасная работа электроприборов, установленных в доме. Возникающий избыточный ток просто уходит в грунт через заземляющий контур. Некоторые модели дополнительно обесточивают всю внутреннюю сеть.

Существующие модели имеют разный рабочий ресурс – одни требуется заменять сразу после первого срабатывания, другие можно перезапускать до 10-20 раз. При этом работоспособность устройства внешне определяется специальной индикацией. Зеленый означает пригодность для дальнейшей эксплуатации, красный – необходимость замены.

Приборы для защиты от перенапряжений подразделяется на 3 класса:

1. 1-го класса устанавливается на главном вводном щитке. Именно он берет на себя основную нагрузку.
2. 2-го класса монтируется в местном распредщитке. Берет на себя остаток импульса.
3. 3-го класса располагается в цепи непосредственно перед конкретным оборудованием.

При этом согласно требованиям, монтаж УЗИП разных классов должен осуществляться так, чтобы по электросхеме между ними сохранялось минимальное расстояние – 10 м по длине проводки.

Важно! Защиту электросети дома от небольших скачков обеспечивает реле напряжения. Однако уберечь оборудование от импульсов в несколько сотен, а то и тысяч вольт, которое случае при разряде молнии, оно не способно. Справиться с такой задачей может только УЗИП.

Принцип действия устройства

Принцип действия защитного устройства достаточно прост. Как правило, УЗИП может мгновенно устранить перенапряжение. Это несложная схема отвода напряжения. К примеру, если напряжение нормальное, то сопротивление варистора будет определяться мегаомами. Если на линии появляется перенапряжение, тогда варистор перемещается в категорию кабеля. Через проводник проходит электрический ток, который устремляется в заземление.

К сведению! Принцип работы УЗИП классифицируют по двум категориям: вентильные/искровые разрядники. Обычно их применяют для сетей с высоким напряжением, как и защитные устройства с варисторами.

Когда в разрядниках фиксируется действие грозового разряда при перенапряжении, тогда это может пробить воздушный проход в перемычке, которая соединяет фазы с контуром заземления. Импульс с высоким напряжением бьет в землю. В случае с вентильными разрядниками понижение высоковольтного импульса в цепи с искровым промежутком происходит на резисторе.

УЗИП в газонаполненных разрядниках подходят для строений, где внешняя система молниезащиты или подача электроэнергии происходит по воздуху за счет спецлиний.

Оборудования с варистором подключаются параллельно с защищаемым устройством. В случае отсутствия импульсного напряжения ток, который идет через варистор, составляет почти ноль. Однако при возникновении перенапряжения сопротивление оборудования резко падает, оно пропускает ток, рассеивая поглощенную энергию, что приводит к снижению напряжения до номинала. Таким образом варистор возвращается в непроводящий режим.

УЗИП обладает встроенной тепловой защитой, которая исключает выгорание при истечении срока эксплуатации. Однако со временем устройство выходит из строя, и нужно произвести замену ограничителя напряжения. О неполадках информирует сам индикатор.

Вам это будет интересно Определение и подключения УЗИП

Причины перенапряжения

Импульсный перепад напряжения в сети представляет собой молниеносное повышение напряжения от нескольких десятков до тысяч вольт. Длиться такое событие может всего несколько миллисекунд. Однако этого вполне достаточно, чтобы все подключенные приборы и электропроводка сгорели и с высокой вероятностью привели к возгоранию.

Причин перенапряжения может быть несколько:

• Разряд молнии. Является наиболее опасным с точки зрения последствий, так как скачок напряжения может достигать нескольких киловольт. При этом молнии необязательно бить точно по фазовому проводу, а достаточно ударить в нескольких метрах от него, чтобы в проводнике возник мощный импульс. Единственный способ предостережения от такого стихийного фактора – это прибор защиты от импульсных перенапряжений, установленный на вводе в дом.
• Повреждение нулевого провода. Событие может произойти в силу различных причин – отгорания контакта, обрыва провода на ЛЭП из-за ветра или повала дерева и проч. В любом случае вместо привычных 220 В потребитель получит 380 вольт или более со всеми вытекающими последствиями.

• Ошибки при подключении после проведения ремонтно-восстановительных электромонтажных работ.
• Возникновение избыточной нагрузки из-за подключения мощного оборудования, одновременного включения многих потребителей или проведения сварочных работ на соседних участках.
• Неграмотное соединение контактов в элеткрощитке.

Возникновение хотя бы одного из выше перечисленных событий неизбежно приведут к поломке бытовой техники или возгоранию окружающих материалов. Другой прямо противоположной ситуацией является резкое падение напряжения. От этого в большей степени страдает оборудование, особенно оснащенное автоматикой.

Например, современные котлы при возникновения подобного сбоя сразу же останавливаются и выдают ошибку. Поэтому для устранения таких последствий агрегат подключают через стабилизатор тока, вовремя улавливающий изменения и выравнивающий напряжение до номинального значения.

На заметку! Для домашнего оборудования, работающего от сети 220 В, требуется защита не только от большого перенапряжения, но незначительных. Поэтому электроцепь желательно оснастить различными сетевыми фильтрами, стабилизаторами и реле напряжения, это особенно актуально для чувствительного к малейшим перепадам оборудования. Однако одних их не будет достаточно – без УЗИП при возникновении мощного импульса все они сгорят вместе с техникой.

Основные виды

К виду сетевой помехи относят как перенапряжение, связанное с перекосом фазы большей длительности, так и перенапряжение, вызванное грозовым разрядом.

Важно! Когда происходит импульсное перенапряжение, то это свидетельствует о возникновении кратковременного высокого напряжения между фазами или фазой и землей с длительностью, как правило, до 1 мс.

Грозовой разряд представляет собой мощное импульсное перенапряжение. Оно возникает при попадании молнии в электросистему. Если расстояние от разряда молнии достигает до 1 км, тогда подобное импульсное перенапряжение может стать причиной выхода из строя электротехники. При прямом попадании удара производится мгновенный импульсный ток до 100 кА/с. Как правило, длительность разряда составляет до 1 мС.

Если имеется система громоотвода, импульс разряда может равномерно распределиться между громоотводом, сетью питания, линией связи, а также бытовыми коммуникациями. Данный процесс зависит от конструкции самого сооружения, коммуникационной системы, а также прокладки линии.

Переключения в энергосети вызывает импульсное перенапряжение мощности. Например, если отключить разделительный трансформатор, который имеет мощность 1кВА 220/220 В от сети, тогда вся энергия выбрасывается в нагрузку в виде высоковольтного импульса с напряжением до 2 кВ.

Мощность любого трансформатора в энергосети гораздо больше, соответственно, и выбросы будут мощнее. Помимо этого, переключения происходят на фоне возникновения дуги, которая становится источником радиочастотных помех.

Обратите внимание! Электростатический заряд, который накапливается в ходе работы технологического оборудования, хоть и имеет небольшую энергию, разряжается в непредсказуемый момент.

Амплитуда и тип перенапряжения импульса меняются не столько от источника помехи, сколько от параметров самой сети. Не бывает двух одинаковых случаев импульсного перенапряжения, но для производства и испытаний устройств защиты существует стандарт параметров тока, формы и напряжения, перенапряжения в различных случаях.

К примеру, для предполагаемого тока от разряда молнии берут импульс тока 10/350 мкс, а для косвенного воздействия молнии и разнообразных коммутационных перенапряжений — импульс тока с характеристиками 8/20 мкс. При сравнении двух устройств с высоким импульсным током разряда 20 кА при 10/350 мкс и 20 кА при импульсе 8/20 мкс реальная мощность первого окажется в 20 раз больше.

Коммутирующие защитные аппараты

У подобных ограничителей есть другие названия, например, искровой разрядник. Принцип действия данного устройства основан на применении явления искрового промежутка. Конструкция имеет воздушный зазор в перемычке, служащий для соединения линий электропередачи с контуром заземления. Цепь в перемычке разомкнута при номинальном напряжении.

Если происходит разряд молнии из-за перенапряжения в линии электропередачи, произойдет пробой воздушного зазора, цепь между фазой и землей будет замкнута, а импульс высокого напряжения будет напрямую заземлен. Конструкция разрядника клапана в цепи с искровым разрядником представляет собой подобие резистора, на котором подавляются импульсы высокого напряжения. Как правило, разрядники используются в высоковольтных сетях.

Ограничители (ОПН)

Благодаря новым устройствам удалось заменить более устаревшие громадные модели. Для определения работоспособности ограничителя следует тщательно ознакомиться с характеристиками нелинейного резистора, так как разрядник функционирует на основе вольтамперной функции.

При производстве варистора, как правило, применяется материал оксид цинка. Образование компонента происходит за счет соединения раствора с другими веществами. В результате получается p-n-переход с вольтамперными характеристиками. Если напряжение в сети соответствует номинальным параметрам, тогда ток в цепи варистора равен нулю. Когда в p-n-переходе возникает перенапряжение, происходит увеличение токопроводимости. Из-за этого значение напряжения падает до номинального параметра.

Вам это будет интересно Простейший асинхронный генератор тока

Обратите внимание! После стандартизации параметров сети варистор возвращается в непроводящий режим, не влияя на работу устройства.

Комбинированные

Комбинированные приборы действуют в условиях нормальной работы при неблагоприятном напряжении от 0,94 до 1,96 значения. Такие модели оснащены резистором. В действии комбинированный прибор не только заземляет напряжение, но и параллельно стабилизирует значение в самой конструкции.

Классы

Такие устройства разделяют на несколько категорий:

• I предотвращает прямое воздействие попадания ударов молнии. Как правило, такие приборы имеют входное распределительное оборудование (АСУ). Его обычно используют для административных и промышленных зданий и жилых МКД;
• II способствует обеспечению защите распределительной сети от перенапряжения, которое может быть вызвано при переключении или выполнении функции вторичной защиты. Это делается с целью предотвращения воздействия сильного удара молнии. Как правило, их установка и подключение осуществляются непосредственно к сети в щитке;
• III тщательно защищает оборудование от импульсов напряжения, которые могут возникнуть в результате остаточных скачков и асимметричного распределения напряжения между фазовой и нейтральной линиями. Принцип действия подобного устройства — это работа при режиме фильтра высокочастотных помех. Их подключают и устанавливают в частных домах или квартирах. Особой популярностью пользуется изделие, изготовленное в виде модуля. Такое устройство легко устанавливается на DIN-рейку.

Разновидности

Для того чтобы защитить домашнюю электросеть от любого рода перенапряжений, в том числе импульсного, применяется следующие разновидности приборов:

• УЗИП.

Прибор, прежде всего, защищает от высоких скачков напряжения, таких, как, например, во время разряда молнии. При этом существует следующие варианты установки:

• Внутри вводного щита. Устанавливается совместно с молниезащитой дома. Является наиболее надежной. В случае попадания молнии в дом устройство сработает, как автомат и защитит всю технику дома. Также допускается вариант без молниеотвода. Но тогда потребуется устанавливать несколько разноклассных УЗИП – один на опоре ЛЭП, другой на столбе рядом с домом и еще одни на самом щитке дома.

Назначение устройства защиты от импульсных перенапряжений

Обычные автоматы, которые повсеместно используются на разных объектах, защитят вашу сеть от возможных перегрузок. Если установить реле контроля напряжения, сможете обезопасить себя от кратковременных незначительных повышений вольтажа в сети, например, с 220 до 290 В.

А теперь представьте, если возникает импульс, значение напряжения которого достигает 1 и более кВ. Традиционные устройства защиты попросту сгорят, не успев сработать, вместе со всем, что в этот момент включено в розетки. Именно от этих резких скачков напряжения и призван защитить УЗИП.

Хочу сразу объяснить, что рассматриваемое устройство ни в коем случае не является альтернативой реле напряжения или другого оборудования, устанавливаемого в домах для защиты электросети. Обратите внимание, что УЗИП не срабатывают, если напряжение превысит всего несколько десятков вольт от нормального значения. Его следует применять совместно с другими приборами.

Рис. 1- Узип разрядник

Правила выбора

При выборе прибора защиты от импульсных перенапряжений для частного дома необходимо руководствоваться следующими критериями:

1. Количество фаз в сети. От этого будет зависеть число вводных контактов.
2. Класс, задающий место в электросхеме.
3. Место установки – на улице или в помещении.
4. Степень доступности для обслуживания непрофессиональному пользователю.
5. Способ монтажа – с возможностью переноса или для неподвижной установки.
6. Наличие функций защиты – тепловая, ток утечки, сверхток.
7. Защита от внешних факторов – температуры и влажности.
8. Температура окружающей среды для эксплуатации – для уличной или внутренней установки.
9. Тип системы заземления.

Справка! Если УЗИП не исключает возможность обслуживания неквалифицированным пользователем, например, когда устанавливается в щитке дома, а не на столбе, оно не должно включать токоведущие части без защитной оболочки, доступные после снятия деталей без использования инструмента.

Особенности монтажа

Для монтажа УЗИП в частном доме необходимо соблюсти 2 основных условия:

1. Наличие системы заземления. При этом от его типа будет зависеть разновидность самого устройства.
2. Наличие автомата, отключающего УЗИП при срабатывании, для обеспечения бесперебойности электроснабжения дома.

При этом прибор защиты от перенапряжений в электроцепи частного дома должен монтироваться по следующей схеме:

• На вводе устанавливается автоматический выключатель для защиты счетчика и внутренней цепи щитка.
• Между прибором учета и автоматом располагается УЗИП с собственной защитой.
• Далее по схеме идет счетчик.

Полезно знать! Самыми распространенными ошибками, снижающими функциональность УЗИП или делающие его бесполезным, являются – плохой заземляющий контур, не соответствие устройства типу заземления и применение прибора класса, не соответствующего месту в схеме.

Нужно ли УЗИП для частного дома?

Времена плавких предохранителей и «пробок» давно прошли. Сегодня в водных электрощитах практически всех частных домов стоят целые защитные комплексы от автоматов до УЗО. При любом перенапряжении, замыкании и утечке потребитель мгновенно отключается от линии. Так зачем добавлять к этому самому комплексу еще и УЗИП?

Дело в том, что высоковольтный импульс очень короткий и обычные автоматы и подобная им защита просто не успеют на него среагировать. Более того, эти импульсы несут в себе огромную энергию – ток короткого замыкания при таком импульсе может достигать многих десятков килоампер. Тот же автомат с подобной проблемой не справится – он не только не спасет потребителя, но и сам успешно сгорит.

Таким образом, если после очередной грозы мы не хотим остаться без бытовой техники или даже без крыши над головой (подобные аварии способны устроить пожар), то придется согласиться, что УЗИП для частного дома все же нужно.

Коротко о главном

Устройство защиты от импульсных перенапряжений защищает электросистему дома от скачков напряжения. Возникающий при этом ток большого номинала отводится в контур заземления, не причиняя домашнему оборудования вреда. В зависимости от места в схеме УЗИП подразделяется на 3 класса.

Наиболее частыми причинами перенапряжения сети становятся:

1. Разряд молнии.
2. Ошибки электромонтажников.
3. Повреждение нейтрального провода.
4. Неправильные соединения в электрощитке дома.

Существует 4-ре основные разновидности бытовых приборов защиты от перенапряжения – УЗИП, стабилизатор, сетевой фильтр и нелинейные ограничители тока. При выборе УЗИП необходимо прежде всего учитывать его технические характеристики. Монтаж устройства допустим при соблюдении двух условий – наличия заземления и собственного автомата. В схеме прибор должен располагаться между вводным автоматом и счетчиком.