Как установить сетевой фильтр типа 2 (пошаговое руководство со схемами)

Введение

Скачки напряжения являются одной из наиболее частых причин выхода из строя электрооборудования. Хотя удары молний вызывают некоторые скачки напряжения, большинство из них вызвано переключением, работой двигателей или нарушениями в самой сети. Вот тут-то и пригодится сетевой фильтр типа 2.

УЗИП типа 2 (устройства защиты от перенапряжения) устанавливаются в главном распределительном щите или перед системами ИБП. Их задача — подавлять переходные перенапряжения и безопасно отводить импульсные токи на землю, обеспечивая безопасность ваших чувствительных устройств.

В этом руководстве мы шаг за шагом разберем, как установить сетевой фильтр типа 2. Вы изучите необходимые инструменты, проверки безопасности, электрические схемы и методы тестирования. И мы пойдем глубже, чем большинство блогов для начинающих, — ссылаясь на стандарты IEC 61643, лучшие практики подключения и практические инженерные советы, которые уберегут вас от дорогостоящих ошибок.

Что такое сетевой фильтр типа 2?

A Тип 2 СПД предназначен для защиты от импульсных токов, вызванных непрямыми ударами молнии и операциями переключения.

• Где размещается: устанавливается в главном распределительном щите (потребительском блоке) или на входной стороне систем ИБП.

• От чего он защищает: наведенные грозовые перенапряжения, коммутационные переходные процессы, помехи в сети.

• Как это работает: ограничивая перенапряжение (Up) и отводя энергию на землю (PE).

Ключевые параметры, определенные стандартом IEC 61643:

• Uc (Максимальное непрерывное рабочее напряжение): максимальное среднеквадратичное напряжение, которое УЗИП может выдерживать непрерывно.

• Up (уровень защиты по напряжению): уровень ограничения, который остается на защищенной стороне.

• In (номинальный ток разряда): импульсный ток, который УЗИП может выдерживать неоднократно (форма сигнала 8/20 мкс).

• Imax (Максимальный ток разряда): Максимальный разовый импульс, который может выдержать УЗИП.

Например, наша компания SLP40-275/3S+1 УЗИП типа 2 оценивается в:

• Uc = 275 В переменного тока

• В = 20 кА

• Iмакс = 40 кА

• Up ≤ 1,5 кВ

Это делает его идеальным для жилых, коммерческих и промышленных распределительных щитов, а также для защиты ИБП.

Меры безопасности перед установкой

Установка SPD означает работу внутри распределительной панели под напряжением. Безопасность не подлежит обсуждению.

1. Полностью отключите питание от главного выключателя.

2. Проверить тестером, что все проводники обесточены.

3. Применить блокировку/маркировку (LOTO): используйте устройства блокировки и метки для предотвращения случайного повторного включения.

4. Используйте СИЗ: изолированные перчатки, защитные очки, защитную обувь.

5. Проверьте систему заземления: убедитесь, что ваша защитная шина правильно подключена, а сопротивление соответствует стандартам (<10 Ом в большинстве юрисдикций).

Важный: Местные правила (IEC 60364, BS 7671, NEC или ваши национальные правила) могут потребовать установки лицензированным электриком. Всегда соблюдайте местные стандарты.

Инструменты и материалы, которые вам понадобятся

• Модуль УЗИП типа 2 (например, SLP40-275/3S+1)

• Место для монтажа на DIN-рейку внутри панели

• Медный проводник: ≥6 мм² для УЗИП типа 2 (рекомендация IEC)

• Подходящая динамометрическая отвертка или изолированный ключ.

• Устройство резервной защиты: автоматический выключатель/предохранитель или выберите УЗИП со встроенным резервным предохранителем (например, серия BR-30FU).

• Тестер изоляции и мультиметр

• Ремешок для заземления

Пошаговое руководство по установке Тип 2 СПД

Шаг 1. Спланируйте и выберите место установки.

• Где: УЗИП типа 2 должен быть установлен в главном распределительном щите или на входной стороне системы ИБП. Такое расположение позволяет ему перехватывать коммутационные перенапряжения и переходные процессы, вызванные молнией, до того, как они достигнут чувствительной нагрузки.

• Почему: Установка УЗИП слишком далеко после него увеличивает остаточное импульсное напряжение (Up), воспринимаемое оборудованием.

• Лучшая практика:

  • Общая длина проводника (фаза → УЗИП → земля) должна быть не более 0,5 м.

  • Размещайте модули УЗИП как можно ближе к шинам (L, N, PE).

  • Если расстояние между входным УЗИП типа 1 и УЗИП типа 2 <10 м, добавьте развязывающий дроссель. (за МЭК 60364) для обеспечения надлежащей координации энергии.

Шаг 2. Подготовьте распределительный щит и DIN-рейку.

• Убедитесь, что распределительный щит полностью обесточен. Проверьте с помощью мультиметра или детектора напряжения все входящие фазы и нейтраль.

• Убедитесь, что DIN-рейка надежно закреплена, чиста и не подвержена коррозии.

• Оставьте достаточно места вокруг УЗИП для вентиляции и будущего обслуживания.

• Совет из практической практики: по возможности всегда устанавливайте модульные УЗИП вертикально. Это способствует естественному рассеиванию тепла и облегчает осмотр окон индикаторов.

Шаг 3 – Подключите проводники (L, N, PE)

Правильная проводка имеет решающее значение, поскольку плохие соединения могут полностью поставить под угрозу защиту от перенапряжения.

• Размер проводника:

  • УЗИП типа 2 (жилое/коммерческое): медь ≥ 6 мм².

  • УЗИП типа 1 (у служебного входа): медь ≥ 16 мм².

• Порядок подключения:

  • Подключите фазные провода (L1, L2, L3) к входным клеммам УЗИП.

  • Подключите нейтраль (N), если этого требует тип УЗИП (4P или 3+1).

  • Подключите заземление (PE) непосредственно к шине заземления с помощью как можно более короткого проводника.

• Крутящий момент: Затяните клеммы согласно паспорту производителя (обычно 2,5–3,5 Нм для меди сечением 6 мм²). Незакрепленные клеммы создают риск нагрева и образования дуги.

• Почему короткие лиды имеют значение: Каждые 10 см длины провода добавляют примерно 1 кВ остаточного импульсного напряжения. Это означает, что длинные или спиральные провода могут подниматься вверх за пределы допуска оборудования.

• Распространенная ошибка: Прокладка провода PE параллельно фазным проводам на большие расстояния. Это увеличивает индуктивную связь и ослабляет защиту.

Шаг 4. Добавьте резервную защиту (предохранитель или автоматический выключатель).

• Зачем нужно: УЗИП подключается параллельно к системе. Если он выйдет из строя из-за сильного перенапряжения, возможно короткое замыкание. Специальное резервное защитное устройство обеспечивает безопасное отключение без отключения главного выключателя.

• Параметры:

  • Стандартный УЗИП: подключение через автоматический выключатель (20–32 А, типично для жилых помещений) или предохранитель, номинал которого соответствует In и Imax УЗИП.

  • Интегрированное решение: используйте УЗИП со встроенными резервными предохранителями (например, наша серия BR-30FU), что устраняет необходимость во внешнем защитном устройстве.

• Стандарты: IEC 61643 и BS 7671 рекомендуют выборочную координацию между УЗИП и вышестоящими выключателями во избежание нежелательных отключений.

Шаг 5. Обеспечьте правильное заземление и соединение.

• Прямой путь на Землю: Заземляющая клемма УЗИП должна быть подключена непосредственно к шине PE. Не подключайте последовательно другие устройства.

• Сопротивление Земли: Согласно IEC 60364, сопротивление заземления обычно должно составлять ≤10 Ом, причем в центрах обработки данных и телекоммуникационных объектах предпочтительно использовать ≤1 Ом.

• Эквипотенциальное соединение: Убедитесь, что все металлические корпуса и экраны кабелей соединены с одинаковым потенциалом, чтобы предотвратить опасную разницу потенциалов во время скачков напряжения.

• Кончик: По возможности используйте плоские проводники или медную оплетку для PE, поскольку они имеют меньшую индуктивность по сравнению с круглыми проводниками.

Шаг 6 – Ввод в эксплуатацию и тестирование

Перед повторным включением системы тщательно проверьте установку:

1. Визуальный осмотр:

   • Убедитесь, что все соединения верны (L/N/PE).

   • Убедитесь, что длина проводников как можно короче.

   • Проверьте крутящий момент на каждой клемме.

2. Испытание изоляции:

   • Выполните испытания сопротивления изоляции между L–N, L–PE, N–PE, чтобы убедиться в целостности проводки.

3. Проверка включения:

   • Включите питание и наблюдайте за окном индикатора состояния на SPD:

     • Зеленый = работает

     • Красный = модуль неисправен и его необходимо заменить.

4. Тест удаленной сигнализации (если имеется):

   • Для УЗИП с удаленными контактами проверьте интеграцию сигнализации с системами BMS/SCADA.

5. Документация:

   • Запишите тип УЗИП, номер модели, номинальные параметры (Uc, In, Imax, Up), дату установки и расположение цепи для будущего обслуживания.

Кандидат в избранный фрагмент (стиль краткого содержания):
Чтобы установить сетевой фильтр типа 2, отключите питание и закрепите его на DIN-рейке внутри распределительного щита. Подключите провода L/N/PE, используя медь сечением ≥6 мм² и общей длиной ≤0,5 м, добавьте резервный предохранитель или автоматический выключатель и обеспечьте прямое заземление на шину PE. После затяжки с правильным моментом выполните испытания изоляции, проверьте индикатор состояния и задокументируйте установку.

Схемы подключения УЗИП типа 2

Однофазная система (230 В, TN-S/TT)

• Конфигурация:

  • Подключите SPD между L и N, а также между N и PE.

  • Для систем TT убедитесь, что в цепи защиты N-PE используется искровой разрядник или комбинация MOV+GDT, чтобы избежать непрерывных токов утечки.

• Резервная защита:

  • На фазном проводе (L), питающем ветвь УЗИП, должен быть установлен специальный предохранитель или автоматический выключатель.

  • Типичная жилая установка: автоматический выключатель 20–32 А, рассчитанный в соответствии с In/Imax компании SPD.

• Почему это важно: Без надлежащей резервной защиты отказ УЗИП может вызвать постоянное короткое замыкание, отключающее главный выключатель и отключающее питание всей установки.

Трехфазная система (400 В, TN-S)

• Конфигурация:

  • УЗИП подключается к L1-PE, L2-PE, L3-PE, N-PE.

  • Рекомендуемая конфигурация 3+1: варисторы между каждой фазой и нейтралью (L1-N, L2-N, L3-N), плюс искровой промежуток между N и PE.

• Преимущества конфигурации 3+1:

  • Снижает остаточное напряжение между нейтралью и землей.

  • Обеспечивает лучшую координацию в системах TT и TN-S, где может произойти смещение нейтрали.

• Резервная защита:

  • Обычно для каждой ветви УЗИП в промышленных/коммерческих системах требуются автоматические выключатели на 32–63 А.

• Профессиональный совет: При защите трехфазного ИБП или нагрузки двигателя всегда проверяйте, чтобы номинальный ток короткого замыкания (Isc) УЗИП соответствовал уровню неисправности в точке распределения (требование IEC 61643-11).

Интеграция ИБП (источник бесперебойного питания)

• Размещение: Установите УЗИП типа 2 перед выпрямителем ИБП. Это гарантирует, что скачки напряжения в электросети будут ограничены до того, как они достигнут электронного оборудования ИБП.

• Почему вверх по течению, а не вниз по течению:

  • Установка ниже по цепи может привести к нежелательным отключениям, поскольку инверторы ИБП могут генерировать гармоники и быстрые переходные процессы переключения.

  • Размещение выше по цепи защищает выпрямители, конденсаторы постоянного тока и инверторные модули, продлевая срок службы ИБП.

• Пример с нашей продукцией:

  • SLP40-275/3S+1 перед ИБП с двойным преобразованием обеспечивает безопасное отведение импульсных токов до 40 кА, предотвращая нагрузку на инверторные IGBT и батареи.

• Инженерное примечание: В критически важных ИТ- или медицинских учреждениях рассмотрите возможность объединения каскада типа 1 + типа 2 на входе ИБП для защиты от молний и импульсных перенапряжений.

Распространенные ошибки, чтобы избежать

1. Слишком длинная проводка

• Ошибка: УЗИП подключено с общей длиной проводника >0,5 м.

• Почему неправильно: Каждые 10 см добавляют к остаточному напряжению (Up) ~1 кВ. Чувствительная электроника (с номинальным напряжением 1,5 кВ) все равно может быть разрушена.

• Лучшая практика: Держите УЗИП как можно ближе к шинам; используйте прямые трассы, избегайте петель и резких поворотов.

2. Неправильный размер проводника.

• Ошибка: Использование медных проводов <6 мм² для УЗИП типа 2.

• Последствие: Чрезмерный нагрев, опасность разрушения изоляции при больших скачках напряжения.

• Лучшая практика:

  • УЗИП типа 2 → Медь ≥6 мм² (IEC 60364).

  • УЗИП типа 1 → ≥16 мм² Медь.

  • Используйте проводники с низкой индуктивностью (по возможности плетеные или плоские медные).

3. Нет резервной защиты

• Ошибка: Прямое подключение УЗИП без автоматического выключателя/предохранителя.

• Последствие: Если УЗИП выйдет из строя в режиме короткого замыкания, оно может отключить главный выключатель, отключив весь объект.

• Лучшая практика:

  • Всегда устанавливайте специальный прерыватель/предохранитель.

  • Для упрощения установки используйте модели УЗИП со встроенными предохранителями (например, серию BR-30FU).

4. Плохое заземление.

• Ошибка: Заземление с высоким сопротивлением (>30 Ом) или длинная параллельная прокладка с фазными проводами.

• Последствие: Импульсный ток не может быть безопасно отведен, что приводит к повышению напряжения прикосновения и представляет опасность для оборудования и людей.

• Лучшая практика:

  • Убедитесь, что сопротивление заземления не превышает 10 Ом (IEC 60364).

  • В центрах обработки данных/больницах стремитесь к значению ≤1 Ом.

  • Подключите клемму заземления SPD непосредственно к шине PE с помощью самого короткого проводника.

5. Игнорирование координации

• Ошибка: Установка только УЗИП типа 2 без типа 1 (для прямого попадания молнии) или типа 3 (для оконечного оборудования).

• Последствие: Тип 2 сам по себе не может поглощать токи молнии высокой энергии или защищать чувствительные конечные устройства.

• Лучшая практика: Следуйте каскадному принципу (Тип 1 + Тип 2 + Тип 3), обеспечивая координационное расстояние ≥10 м, или используйте развязывающие индукторы, если <10 м.

Техническое обслуживание и мониторинг

Сетевой фильтр — это не “установил и забыл”. Постоянный мониторинг обеспечивает надежность.

1. Визуальные проверки

• Большинство SPD имеют окно состояния (зеленый = в рабочем состоянии, красный = неисправен).

• Проверяйте ежемесячно или после известных грозовых явлений.

2. Удаленный мониторинг (BMS/SCADA)

• УЗИП с контактами удаленной сигнализации (НО/НЗ) можно подключить к системе управления зданием (BMS).

• Это позволяет менеджерам объектов получать сигналы тревоги в случае неисправности УЗИП, даже если панель физически не проверена.

3. Подсчет событий

• Используйте счетчики перенапряжения, такие как BRSC-01, для регистрации каждого события перенапряжения.

• Записи помогают в профилактическом обслуживании: если УЗИП сработало с несколькими событиями, связанными с высоким энергопотреблением, запланируйте замену до выхода из строя.

4. Замена

• Модульные УЗИП (например, наши серии SLP и BR) представляют собой вставные/вставные конструкции.

• Замените картридж без переподключения основания, что сводит к минимуму время простоя.

5. Ежегодное тестирование

• Выполните проверку сопротивления изоляции между проводниками.

• Ежегодно измеряйте сопротивление заземления (целевое значение ≤10 Ом или в соответствии с местными нормами).

• Документируйте результаты испытаний для аудита соответствия и гарантийных записей.

Заключение

Установка сетевого фильтра 2 типа не сложна, но выполнять ее необходимо правильно. Соблюдая правильные правила установки — короткую проводку, правильный размер проводника, надежное заземление и резервную защиту — вы гарантируете, что ваш SPD будет работать точно так, как задумано.

Одного ИБП недостаточно для защиты чувствительных систем. Сопряжение его с правильно установленным УЗИП типа 2 обеспечивает устойчивость, необходимую современным объектам.

УЗИП серии SLP40-275/3S+1 и BR-30FU нашей компании разработаны с учетом простоты установки на DIN-рейку, имеют встроенные функции безопасности и соответствуют стандартам IEC 61643. Независимо от того, защищаете ли вы жилой дом, коммерческий офис или промышленную систему ИБП, эти решения гарантируют долгосрочную надежность и спокойствие.