Устройства защиты от перенапряжения (ОПН) (УЗП)

Устройство защиты от перенапряжения (УЗИ) является компонентом системы защиты электроустановки.

Это устройство подключается параллельно к цепи питания потребителей, которые оно должно защищать (см. рис. J17). Его также можно использовать на всех уровнях электросети.

Это наиболее часто используемый и наиболее эффективный тип защиты от перенапряжения.

Ученые в течение многих лет проводили важные исследования характеристик и последствий ударов молний и разработали соответствующие технологические продукты. Сегодня испытания этих продуктов также можно проводить, моделируя в этом контексте удар молнии.

Типы волн удара молнии:

Удар молнии можно изучать на двух разных длинах волн.

1. Прямой удар молнии 10/350 мкс:

Импульсные токи формой волны 10/350 мкс возникают при прямых ударах молнии. Это импульсное быстрое увеличение напряжения высвобождает большую мощность с большим импульсом тока.

Сегодня материалы системы внешней молниезащиты и элементы схемы разрядника типа 1/класса I проверяются по этим критериям в соответствии со стандартами.

2. Удар молнии и напряжение переключения на удаленном участке 8/20 мкс:

Молния ударяет в удаленном месте и возникают импульсные токи с напряжением переключения 8/20 мкс.

Энергетическое содержание этого импульса значительно ниже, чем волна импульсного тока испытательного тока молнии длительностью 10/350 мкс. Элементы цепи устройства защиты от перенапряжения типа 2 / класса II и типа 3 / класса III проверяются в соответствии с этими критериями в соответствии со стандартами.

Стандарты

Некоторые часто упоминаемые стандарты включают в себя:

• МЭК 61643-11 Низковольтные устройства защиты от перенапряжения. Часть 11. Устройства защиты от перенапряжения, подключенные к низковольтным энергосистемам. Требования и методы испытаний (заменяет IEC 61643-1).
• МЭК 61643-21 Устройства защиты от перенапряжения низкого напряжения. Часть 21. Устройства защиты от перенапряжения, подключенные к телекоммуникационным и сигнальным сетям. Требования к рабочим характеристикам и методы испытаний.
• МЭК 61643-22 Низковольтные устройства защиты от перенапряжения. Часть 22. Устройства защиты от перенапряжения, подключенные к телекоммуникационным и сигнальным сетям. Принципы выбора и применения.
• EN 61643-11, 61643-21 и 61643-22.
• Технический справочник Telcordia Technologies TR-NWT-001011
• ANSI/IEEE C62.xx
• Лаборатории страховщиков (UL) 1449.
• АС/НЗС 1768

Каждый стандарт определяет различные характеристики устройств защиты, векторы испытаний или эксплуатационные цели.

EN 62305 и ANSI/IEEE C62.xx определяют, какие выбросы может отводить предохранитель. EN 61643-11 и 61643-21 определяют требования к производительности и безопасности продукта. Напротив, МЭК только пишет стандарты и не сертифицирует какой-либо конкретный продукт на соответствие этим стандартам. Стандарты МЭК используются членами схемы международных соглашений CB для тестирования и сертификации продукции на соответствие требованиям безопасности.

Кроме того, следующие стандарты не являются стандартами для автономных устройств защиты от перенапряжения, а предназначены для проверки устойчивости к перенапряжениям в электрическом и электронном оборудовании в целом. Таким образом, они часто используются при проектировании и тестировании схем защиты от перенапряжений.

• IEC 61000-4-2 Испытание на устойчивость к электростатическим разрядам
• IEC 61000-4-4 Электрический тест на устойчивость к быстрым переходным процессам/всплескам
• IEC 61000-4-5 Испытание на устойчивость к перенапряжению

Принцип

УЗИП предназначено для ограничения переходных перенапряжений атмосферного происхождения и отвода волн тока на землю с целью ограничения амплитуды этого перенапряжения до значения, не опасного для электроустановки и электрораспределительных устройств.

УЗИП устраняет перенапряжение

• В общем режиме, между фазой и нейтралью или землей;
• В дифференциальном режиме между фазой и нейтралью.

В случае перенапряжения, превышающего рабочий порог, УЗИП

• Проводит энергию на землю в обычном режиме;
• Распределяет энергию по другим токоведущим проводникам в дифференциальном режиме.

Три типа СПД

Тип 1 СПД

УЗИП типа 1 рекомендуется использовать в особых случаях в сфере услуг и промышленных зданиях, защищенных системой молниезащиты или сетчатой ​​решеткой.

Защищает электроустановки от прямых ударов молнии. Он может разрядить обратный ток от молнии, распространяющийся от заземляющего проводника к сетевым проводникам.

УЗИП типа 1 характеризуется волной тока длительностью 10/350 мкс.

Тип 2 СПД

УЗИП типа 2 является основной системой защиты всех низковольтных электроустановок. Установленный в каждом электрощитке, он предотвращает распространение перенапряжения в электроустановках и защищает нагрузки.

УЗИП типа 2 характеризуется волной тока длительностью 8/20 мкс.

Тип 3 СПД

Эти УЗИП имеют низкую разрядную емкость. Поэтому их следует обязательно устанавливать в качестве дополнения к УЗИП типа 2 и вблизи чувствительных нагрузок.

УЗИП типа 3 характеризуется сочетанием волн напряжения (1,2/50 мкс) и волн тока (8/20 мкс).

Нормативное определение СПД

Рис. J18 – Стандартное определение УЗИП

• Примечание 1: Существуют +   УЗП (или УЗИП типа 1 + 2), сочетающие защиту нагрузок от прямых и непрямых ударов молнии.
• Примечание 2: некоторые SPD также могут быть объявлены как .

Согласно этому;

Первая ступень: Ограничители перенапряжения молниезащиты Тип 1/Класс 1/Класс Б являются элементами передней защиты объекта/сооружения. Они представляют собой элементы схемы, способные поглощать и гасить прямые удары молнии, которые могут исходить от линий электропередачи.

Он должен быть установлен в главном распределительном/трансформаторном щите внутри и/или снаружи здания.

Его следовало протестировать при форме волны 10/350 мкс. Он должен быть способен разряжать нагрузку не менее 50 кА между фазой-нейтралью и не менее 100 кА между фазами, нейтралью и землей.

Вторая ступень: Устройства защиты от перенапряжений типа 2/Класса 2/С (Ограничители перенапряжений) представляют собой элементы схемы, используемые во вторичных и/или нижних вторичных панелях объекта/здания. По сравнению с ограничителями перенапряжения типа 1/класса II их прочность ниже, но чувствительность выше.

Его следовало протестировать при форме волны 8/20 мкс. Он должен быть способен разряжать нагрузку не менее 10 кА между фазой-нейтралью и не менее 25 кА между фазами, нейтралью и землей.

В качестве защиты второго уровня в последние годы используются компактные элементы защиты класса 1+2/класс 1+2/B+C.

Его следовало протестировать при форме волны 10/350 мкс. Он должен быть способен разряжать нагрузку не менее 40 кА между фазой-нейтралью и не менее 100 кА между фазами, нейтралью-землей.

Применяется в электрощите источника бесперебойного питания и/или во второстепенных панелях, расположенных как главный.

Третья ступень: Тип 3/Класс 3/D Класс защиты от внезапного перенапряжения. Ограничители перенапряжения представляют собой элементы схемы, используемые в линиях для защиты чувствительных электронных устройств.

Ассортимент продукции достаточно широк, так как ее можно подключать к разным устройствам с разными протоколами подключения/разъемами/портами.

Ниже приведены некоторые ограничители перенапряжения типа 3/класса 3/класса D для различных цепей/устройств.