Вы здесь

Устройства защиты от импульсных перенапряжений производства компании FINDER

11.06.2013 - 17:07 - Сидор Сидоров

Итальянская электротехническая компания Finder SpA хорошо известна в России и в мире как производитель широкой гаммы электромеханических, твердотельных реле и таймеров. В последние годы компания активно осваивает смежные направления электротехнического рынка. Специалисты в России хорошо знают и используют в работе такие энергосберегающие приборы производства Finder, как фотореле, датчики движения, шаговые реле, диммеры и комнатные термостаты. Эти управляющие приборы предназначены для установки в жилых и общественных зданиях и служат для автоматического включения и отключения освещения и систем инженерного оборудования зданий.

Важным аспектом бесперебойной работы оборудования в зданиях является комплекс мер по защите электрических сетей от скачков напряжения. Компания Finder представляет новую линейку устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) серии 7P. В переводах иностранной электротехнической литературы для обозначения УЗИП часто применяется термин «Устройства SPD» (Surge Protection Devices).

В данной статье кратко изложены принципы действия УЗИП и даны рекомендации по их применению в  соответствии с регламентом Международной Электротехнической Комиссии (МЭК).

Защита от импульсных перенапряжений

Устройства защита от скачков напряжения устанавливаются в электрических цепях и служат для защиты людей и оборудования от скачков напряжения, которые могут образовываться по разным причинам на подводящих электрических линиях. Эти скачки напряжения в сети могут быть вызваны как атмосферными явлениями (молнии), так и большими пусковыми токами при запуске мощных электродвигателей, короткими замыканиями в сети и прочими факторами. УЗИП устанавливаются как выключатели нагрузки параллельно линии электрического ввода, которая подлежит защите. При нормальном напряжении в сети (например, 230 В) УЗИП работает как открытый контакт, имеющий очень высокое сопротивление (стремящееся к бесконечности). Но в условиях повышенного напряжения его сопротивление стремительно падает до 0 Ом. Это немедленно вызывает короткое замыкание линии питания и отводит повышенное напряжение на землю. Таким образом, линии питания защищаются при помощи УЗИП. Когда напряжение питания возвращается в норму, сопротивление УЗИП резко увеличивается и снова начинает работать как открытый контакт.

Технологии УЗИП

Устройства защиты от импульсных перенапряжений Finder используют варисторы и искровые разрядники.

Варистор: устройство с переменным сопротивлением. При номинальном напряжении его сопротивление стремится к бесконечности, но в случае скачков напряжения в сети его сопротивление резко падает до нуля. Таким образом, варистор обеспечивает короткозамкнутый контур в случаях перенапряжения в сети. В процессе работы по защите сети происходит деградация характеристик варистора из-за тока утечки, значение которого не велико при нормальном напряжении, но резко возрастает при каждом броске напряжения, вплоть до окончания срока службы варистора, на что указывает изменение цвета в сигнальном окошке модуля - с зеленого на красный.

Искровой разрядник: состоит из двух электродов, разделенных воздухом или газом. При возникновении скачков напряжения через электрическую дугу между электродами проходит разряд, и напряжение возвращается в норму. Электрическая дуга гасится при значениях тока равных или ниже 10 А. Газовая среда обеспечивает постоянный уровень напряжения пробоя, которое не зависит в этом случае от окружающей среды, атмосферного давления, влажности или примесей в воздушной среде. Однако существует небольшая задержка между образования дуги и моментом начала отвода тока, которая зависит от величины перенапряжения и скорости нарастания. Следовательно, уровень защиты искровым разрядником может варьироваться в некоторых пределах, но он гарантированно ниже параметра Up.
Категории защиты

(по перенапряжению)

При выборе УЗИП требуется согласовать значение Номинального напряжения УЗИП с защищаемым оборудованием. Это, в свою очередь, относится к категориям защиты (по перенапряжению). Категории защиты нормируются согласно IEC 60664-1 для напряжений 230/400 В следующим образом:

Категория защиты I: 1,5 кВ для «особо чувствительного» оборудования (например, электронные устройства, ПК, телевизоры и т.п.;
Категория защиты II: 2,5 кВ для «потребительского» оборудования, работающего в «нормальной» электрической сети (например, бытовые электрические приборы);
Категория защиты III: 4 кВ для оборудования, являющегося частью электрической системы (например, электрощиты, силовые выключатели);
Категория защиты IV: 6 кВ для оборудования, установленного в электрических вводных и распределительных щитах (например, электросчетчики).

Зоны защиты от молнии и категории защиты

Международные стандарты определяют различные зоны защиты от молнии. Они обозначаются аббревиатурой LPZ с соответствующим номером.

LPZ 0 A: Внешняя зона, где возможно прямое попадание молнии и где оборудование подвергается максимальному влиянию наведенного молнией электромагнитного поля.
LPZ 0 B: Внешняя зона, расположенная за устройством защиты от молнии, но подверженная влиянию наведенного молнией электромагнитного поля.
LPZ 1: Зона внутри здания - подверженная попаданию молнии. Электромагнитное поле уменьшенное и зависит от степени экранирования. Эта зона защищается УЗИП Тип 1 совместно с устройствами защиты в зонах LPZ  0 A или 0 B.

LPZ 2: Зона, например комната, где скачки тока от молнии ограничиваются устройствами защиты. Эти зоны надлежит защищать УЗИП Тип 2 совместно с устройствами защиты в зоне LPZ 1.

LPZ 3: Зона внутри помещения, электрооборудование которой особо защищается от бросков напряжения (обычно защита устанавливается внутри розетки). Эта зона оснащается УЗИП Тип 3, которые работают совместно с устройствами защиты в зоне LPZ 2.

На рисунке 1 показаны связи между защищаемыми зонами и УЗИП.

Устройства Тип 1 следует подключать до электрической системы здания, в точке силового ввода. В качестве альтернативы можно применять УЗИП Тип 1+2. Кабель заземления должен иметь минимальное сечение 6 мм2 для УЗИП Тип 1, или 4 мм2  для УЗИП Тип 2, и 1,5 мм2 для УЗИП Тип 3 (если здание оснащено фотогальваническими системами, для выбора сечения кабеля следует руководствоваться нормативами CEI 81-10/4).

Рекомендации по подключению

Для правильной установки УЗИП требуется обеспечить минимальное расстояние до локальной шины с равным потенциалом, к которой подключены кабели заземления от защищаемого оборудования. При подключении фазы следует руководствоваться расчетной нагрузкой.

Рекомендуется защита от короткого замыкания УЗИП (предохранителями типов gL/gG).

Если устройства защиты от перегрузки по току F1 (которые не являются частью схемы) имеют рабочий диапазон меньше или равный максимальному рекомендованному диапазону для устройств защиты по току F2 (резервный предохранитель), в этом случае F2 может быть пропущен.

Если F1 > 160 A, тогда F2 = 160 A (F2min = 125 A только для УЗИП тип 2).

Если F1 ? 160 A, тогда F2 может быть пропущен.

Применение предохранителя 125A тип gL/gG, вместо предохранителя 160 A тип gL/gG, как защита по току от короткого замыкания допустимо и не влияет на эффективность и функции защиты УЗИП.

Взаимодействие УЗИП

Для оптимальной защиты от скачков напряжения рекомендуется каскадирование УЗИП. Взаимодействие имеет целью разделение энергии, проходящей через УЗИП, или как альтернатива их подключение при помощи проводов, имеющих минимальную длину, обозначенную на рисунке ниже, для использования полного сопротивления их собственных проводников.

В линейке продукции Finder представлены УЗИП всех трех типов, имеются приборы для защиты как  однофазных, так и трехфазных сетей, имеют модульную конструкцию и комплектуются сменными блоками с варисторами и искровыми разрядниками. Все приборы имеют необходимые сертификаты и могут без ограничений применяться для защиты электрических сетей на Российских объектах. Отдельно стоит упомянуть линейку УЗИП производства Finder, специально разработанную для защиты от молний фотогальванических систем зданий (солнечных батарей).

Подробную техническую информацию о приборах УЗИП и другой продукции Finder вы можете получить на нашем сайте www.findernet.com.