Влаштування захисту від імпульсних грозових перенапруг, схема підключення. Установка УЗІП - схеми підключення, правила монтажу Що таке імпульсна перенапруга

21.04.2024

Блискавка може спричинити пожежі, сильні руйнування, вибухи, травмування людей і тварин, у тому числі і смертельні випадки. Фахівці розрізняють первинні та вторинні впливи удару блискавки. Перші виникають при прямому попаданні в об'єкти. Безпосереднє потрапляння атмосферної електрики до житлових і промислових споруд може повністю зруйнувати їх, вбити людину або призвести до техногенних аварій.

Вторинний вплив блискавки (електромагнітна або електростатична індукція) викликається близьким з об'єктом розрядом блискавки або занесенням високих потенціалів усередину будівель за підземними або зовнішніми металевими конструкціями, комунікаціями, повітряними лініями електропередач і проводами іншого призначення, а також трубопроводами або кабелями.

Вторинне вплив розрядів блискавки негативно впливає на телефонію, електропобутові мережі 220/380 В, системи мобільного зв'язку, а також передачі інформації та даних, супутникового та телевізійного мовлення. Вихід з ладу навіть на короткий час перелічених вище систем може призвести до непоправних наслідків, тому сучасні системи блискавкозахисту об'єктів включають захист і від безпосередніх ударів блискавки, і від вторинних її проявів.

Що це таке імпульсні перенапруги

Короткочасний, але значний стрибок напруги, а також поява на металевих конструкціях електрорушійної сили називається імпульсним перенапругою. Фахівці зазвичай розрізняють прояви електромагнітної та електростатичної індукції, занесення всередину об'єкта високих потенціалів, а також комутаційну перенапругу.

Імпульсне перенапруга комутаційного походження пов'язане з раптовою зміною режиму роботи в системі електропостачання, при короткому замиканні, включенні та відключенні трансформаторів, включенні резервного живлення тощо. При розвитку даного типу перенапруги накопичена в елементах мережі енергія через різку зміну параметрів режиму роботи призводить до розвитку перехідного процесу зі значним стрибком напруги.

Підвищення напруги в деяких випадках може досягати значень у сотні разів вище, ніж їх нормальні експлуатаційні параметри. Це призводить не тільки до виходу з ладу електричних та електронних пристроїв та приладів, систем електропостачання, телекомунікацій та зв'язку, контролю та управління, а й може бути причиною пожежі та навіть смерті людей.

Причиною появи високої напруги зазвичай є розряд блискавки, комутаційні процеси в системах електропостачання, а також електромагнітні перешкоди, що викликаються потужними промисловими електроустановками. Розрізняють перенапруги:

комутацій;
безпосереднього розряду (при розряді у зовнішній блискавкозахист або повітряні ЛЕП);
індуковані (при розряді поряд з будівлею або найближчими об'єктами).

Електромагнітна індукція після розряду блискавки характеризується утворенням магнітного поля в контурах металевих комунікаціях різної форми зі змінними параметрами. При цьому значення електрорушійної сили залежить від амплітуди та крутизни струму блискавки, а також розмірів та форми самого контуру.

Індукція електростатичної природи провокується скупченням під куповими хмарами із певним електричним потенціалом зарядів із протилежним знаком. Але в землі і на конструкціях наземних промислових або житлових об'єктів, що проводять, це накопичення призводить до того, що за час розряду блискавки заряди не встигають стекти в землю і стають причиною появи імпульсного перенапруги. Найчастіше різниця потенціалів з'являється між металевими трубами (водопровідними або каналізаційними), електропроводкою розташованими у будівництві та металевим дахом. У цьому, що стоїть будівництво, то більше вписувалося значення накопичених потенціалів.

Приклади пошкоджень, спричинених вторинними впливами блискавки

Руйнування телефонного апарату та тимчасового вступного щита електроустановки

Характеристики імпульсного перенапруги

Енергонасиченість сучасних промислових та житлових об'єктів, наявність розгалуженої електричної мережі від проектувальників систем захисту потребує грамотного вибору пристроїв захисту від імпульсних перенапруг (УЗІП). Для цього необхідно розібратися в основних параметрах, що характеризують імпульси перенапруги, що виникають, а саме:

форму хвилі струму (характеризується часом наростання та спаду);
амплітуда струму.

Для опису струмів розряду блискавки застосовують 2 види форми хвиль: подовжену (10/350 мксек) та коротку (8/20 мксек). Перша відповідає безпосередньому (прямому) попаданню розряду блискавки та показує наростання струму за 10 мксек до максимального імпульсного значення (I imp) та зниження його показання у 2 рази за 350 мсек. Коротка хвиля спостерігається при віддаленому розряді блискавки та при комутаційних процесах. Вона характеризує наростання струму за 8 мксек до максимуму (I max) та спад до половини значення за 20 мксек. Імпульс 10/350 мксек впливає на електромережу в десятки разів довше, ніж 8/20 мксек, тому він більш небезпечний для об'єктів, що захищаються.

Види УЗІП

УЗІП мають корпус з негорючого пластику і в більшості випадків є розрядниками або варисторами різних конфігурацій. Сьогодні обмежувачі імпульсних перенапруг мають індикатор виходу з ладу. Дані пристрої необхідні для створення надійної та ефективної системи внутрішнього захисту від блискавки.

Розрядник зазвичай є електроприладом (відкритого повітряного або закритого типу) з двома електродами. На них зі збільшенням напруги до певного значення вони пробиваються, тим самим знімаючи імпульс перенапруги. Варистор є напівпровідниковим пристроєм, що має симетричну круту вольт-амперну характеристику. Принцип його дії полягає в тому, що при досягненні на його контактах певної величини напруги він швидко і значно знижує значення свого опору і пропускає струм.

Обмежувачі імпульсних перенапруг характеризуються параметрами номінальної, імпульсної напруги та тимчасової перенапруги. Залежно від потужності імпульсу, який УЗІП може розсіяти і відповідно до ГОСТу Р 1992-2002 (МЕК 61643-1-98) виділяють 3 класи обмежувачів:

I B (амплітуда 25-100 кА; для хвилі 10/350 мксек) - застосовується у розподільчих щитках;
II C (амплітуда 10-40 кА; для хвилі 8/20 мкс) - застосовується у вводах електроживних пристроїв, щитках приміщень;
III D (амплітуда до 10 кА; для хвилі 8/20 мкс) – зазвичай пристрої цього класу вже вбудовані в електроприлади.

Сучасна людина, намагаючись йти в ногу з часом, насичує свій будинок електроприладами найрізноманітнішого призначення. Але не кожен домовласник замислюється про те, що у разі виникнення в мережі навіть дуже короткочасної імпульсної напруги, яка в рази перевищує номінальне, весь його дорогий парк електротехніки та електроніки може вийти з ладу. Що примітно, вплив перенапруги на електричні споживачі є згубним тим, що уражена техніка, як правило, стає не придатною для ремонту. Даний форс-мажор нехай не часто, але може бути гарантовано наслідком перенапруги в мережах, викликаного впливом грози, аварійним перехлестом фаз або комутаційних процесів. Захистити електроустаткування покликані так звані пристрої захисту від імпульсних перенапруг. Принцип роботи УЗІП, класи та різницю між ними ми розглянули нижче.

Класифікація УЗІП

Апарати захисту від імпульсної напруги є широким і узагальненим поняттям. До цієї категорії пристроїв входять прилади, які можна поділити на класи:

І клас. Призначені для захисту від безпосередньої дії грозового розряду. Даними пристроями обов'язково повинні укомплектовуватися вступно-розподільні пристрої (ВРУ) адміністративних та промислових будівель та житлових багатоквартирних будинків.
ІІ клас. Забезпечують захист електричних розподільчих мереж від перенапруг, викликаних комутаційними процесами, а також виконують функції другого ступеня захисту від удару блискавки. Монтуються та підключаються до мережі у розподільчих щитах.
ІІІ клас. Застосовуються, щоб убезпечити апаратуру від імпульсних перенапруг, викликаних залишковими кидками напруг і несиметричним розподілом напруги між фазою та нульовим проводом. Пристрої даного класу працюють у режимі фільтрів високочастотних перешкод. Найбільш актуальні для умов приватного будинку чи квартири, підключаються та встановлюються безпосередньо у споживачів. Особливою популярністю користуються пристрої, які виготовляються, як модулі, оснащені швидкознімним кріпленням для установки на або мають конфігурацію електричних штепсельних розеток або мережевих виделок.

Типи пристроїв

Всі пристрої, що забезпечують захист від імпульсних перенапруг, поділяються на два типи, що відрізняються за конструкцією та принципом дії. Розглянемо, як працює УЗІП різних видів.

Вентильні та іскрові розрядники. Принцип дії розрядників ґрунтується на використанні ефекту іскрових проміжків. У конструкції розрядників передбачений повітряний зазор у перемичці, що з'єднує фази лінії електропередач із заземлюючим контуром. При номінальній величині напруги ланцюг у перемичці розірвано. У разі впливу грозового розряду в результаті ЛЕП відбувається пробій повітряного зазору, ланцюг між фазою і землею замикається, імпульс високої напруги йде прямо в землю. Конструкція вентильного розрядника в ланцюзі з іскровим проміжком передбачає резистор, у якому відбувається гасіння високовольтного імпульсу. Розрядники найчастіше знаходять застосування у мережах високої напруги.

Обмежувачі перенапруги (ГНН). Дані пристрої прийшли на зміну застарілим та громіздким розрядникам. Щоб зрозуміти, як працює обмежувач, треба згадати властивості нелінійних резисторів, побудований на використанні їх вольтамперних характеристик. Як нелінійні резистори в УЗІП використовується варистор. Для людей не досвідчених у тонкощах електротехніки, небагато інформації, з чого складається і як він працює. Як основний матеріал для виготовлення варисторів служить оксид цинку. У суміші з окислами інших металів створюється складання, що складається з p-n переходів, що має вольтамперні характеристики. Коли величина напруги в мережі відповідає номінальним параметрам, струм ланцюга варистора близький до нуля. У момент виникнення перенапруги на p-n переходах відбувається різке зростання струму, що призводить до зниження напруги до номінальної величини. Після нормалізації параметрів мережі варистор повертається в непровідний режим і вплив на роботу пристрою не чинить.

Компактні розміри ГНН та широкий діапазон різновидів даних приладів дозволили значно розширити сферу застосування цих пристроїв, з'явилася можливість використання УЗІП як засоби захисту від перенапруг для приватного будинку або квартири. Однак обмежувачі імпульсної напруги, зібрані на варисторах, незважаючи на всі свої переваги в порівнянні з розрядниками, мають один істотний недолік - обмеження ресурсу роботи. Внаслідок вбудованого в них теплового захисту прилад після спрацьовування залишається деякий час непрацездатним, тому на корпусі УЗІП передбачено швидкознімний пристрій, що дозволяє зробити швидку заміну модуля.

Більш детально про те, що таке УЗІП та яке у нього призначення, ви можете дізнатися з відео:

Як облаштувати захист?

Перш ніж приступити до встановлення та підключення засобів захисту від імпульсних перенапруг, необхідно, інакше всі роботи з облаштування УЗІП втратить весь сенс. Класична схема передбачає 3 рівні захисту. На введенні встановлюються розрядники (УЗІП клас I), що забезпечують грозозахист. Наступний захисний пристрій клас II, як правило, ГНН підключається до розподільного щита будинку. Ступінь його захисту повинен забезпечувати зниження величини перенапруги до параметрів безпечних для побутових приладів та мережі освітлення. У безпосередній близькості електронних виробів, чутливих до коливань струму та напруги бажано класу III.

При підключенні УЗІП необхідно передбачити їх струмовий захист та захист від коротких замикань вступним автоматичним вимикачем або плавкими запобіжниками. Докладніше про монтаж даних захисних пристроїв ми розповімо в окремій статті.

Ось ми й розглянули принцип роботи УЗІП, класи та різницю між ними. Сподіваємося, дана інформація була для вас корисною!

Стандарт ГОСТ 13109-97 не дає жодних граничних та допустимих значень імпульсу, а лише дає нам форму цього імпульсу та визначення. Ми вважаємо при вимірах, що у мережі імпульсів повинно бути. І якщо вони будуть, то треба буде розбиратися та шукати винних. При наших вимірах у мережах 0,4 кВ ми з проблемами імпульсу не стикалися. Це й не дивно - міряючи на боці 0,4 кВ будь-який імпульс поглинутися або зріжеться обмежувачами перенапруг, але це тема для іншої статті. Але як то кажуть попереджений, значить озброєний. Тому дамо в статті те, що знаємо.

ось ці визначення з ГОСТ 13109-97:

імпульс напруги - різка зміна напруги в точці електричної мережі, за яким слідує відновлення напруги до початкового або близького до нього рівня за проміжок часу до кількох мілісекунд;

- Амплітуда імпульсу - максимальне миттєве значення імпульсу напруги;

- Тривалість імпульсу - інтервал часу між початковим моментом імпульсу напруги та моментом відновлення миттєвого значення напруги до початкового або близького до нього рівня;

Від чого з'являються імпульси?

Імпульсні напруження викликаються грозовими явищами, і навіть перехідними процесами при комутаціях у системі електропостачання. Грозові та комутаційні імпульси напруги суттєво різняться за характеристиками та формою.

Імпульсна напруга - це різка зміна напруги в точці електричної мережі, за яким слідує відновлення напруги до початкового або близького до нього рівня протягом 10-15 мкс (грозовий імпульс) і 10-15 мс (комутаційний імпульс). І якщо тривалість фронту грозового імпульсу струму значно менше, ніж комутаційного, то амплітуда грозового імпульсу то, можливо кілька порядків вище . Виміряне максимальне значення струму розряду блискавки залежно з його полярності може змінюватися від 200 до 300 кА, що рідко. Зазвичай цей струм досягає 30-35 кА.

На малюнку 1 наведена осцилограма імпульсу напруги, а малюнку 2 – його загальний вигляд.

Удари блискавки в лінії електропередачі або поблизу них у землю призводять до появи імпульсної напруги, небезпечної для ізоляції ліній та електрообладнання підстанцій. Основною причиною виходу з ладу ізоляції об'єктів електроенергетики, перерв електропостачання та витрат на його відновлення є ураження блискавкою цих об'єктів.

Малюнок 1 - Осцилограма імпульсу напруги

Рисунок 2 - Загальний вигляд імпульсу напруги

Грозові імпульси – поширене явище. При розрядах блискавка потрапляє в грозозахисний пристрій будівель та підстанцій, з'єднаних кабелями високої та низької напруги, лініями зв'язку та управління. При одній блискавці можуть спостерігатися до 10 імпульсів, що йдуть один за одним з інтервалом від 10 до 100 мс. При ударі блискавки в пристрій, що заземлює, його потенціал щодо віддалених точок підвищується і досягає мільйона вольт. Це сприяє тому, що в петлях, обладнаних кабельними та повітряними зв'язками, індукується напруга від кількох десятків вольт до сотень кіловольт. При попаданні блискавки в повітряні лінії вздовж них поширюється хвиля перенапруги, що досягає збірних шин підстанції. Хвиля перенапруги обмежується або міцністю ізоляції при її пробої, або залишковою напругою захисних розрядників, зберігаючи при цьому залишкове значення, що досягає десятків кіловольт.

Комутаційні імпульси напруги виникають при індуктивних комутаціях (трансформатори, двигуни) і ємнісних (конденсаторні батареї, кабелі) навантаженнях. Виникають вони при КЗ та його відключенні. Значення комутаційних імпульсів напруги залежать від типу мережі (повітряна або кабельна), виду комутації (увімкнення або відключення), характеру навантаження та типу комутаційного пристрою (запобіжник, роз'єднувач, вимикач). Комутаційні імпульси струму і напруги мають коливальний загасаючий характер, що повторюється, обумовлений горінням дуги.

Значення комутаційних імпульсів напруг тривалістю лише на рівні 0,5 амплітуди імпульсу (див. рис. 3.22), що дорівнює 1-5 мс, наведені у таблиці .

Імпульс напруги характеризується амплітудою Uімп.а, максимальним значенням напруги Uімп, тривалістю переднього фронту, тобто. інтервалом часу від початку імпульсу tпоч до моменту досягнення ним максимального (амплітудного) значення tамп та тривалістю імпульсу напруги за рівнем 0,5 його амплітуди tамп 0,5. Дві останні часові характеристики показують у вигляді дробу ∆ tамп / tімп 0,5.

Значення комутаційних імпульсних напруг

Список використаних джерел

1.Кужекін І.П. , Ларіонов В.П., Прохоров В.М. Блискавка та блискавкозахист. М: Знак, 2003

2. Карташев І.І. Управління якістю електроенергії/І.І. Карташів, В.М. Тульський, Р.Г. Шамонів та ін: під ред. Ю.В. Шарова. - М.: Видавничий дім МЕІ, 2006. - 320 с.: Іл.

3. ГОСТ 13109-97. Електрична енергія. Сумісність технічних засобів електромагнітна. Норми якості електричної енергії у системах електропостачання загального призначення. Введ. 1999-01-01. Мінськ: ІПК Вид-во стандартів, 1998. 35 з.

Одним із факторів, що призводять до пошкоджень електроустаткування, є атмосферні перенапругипов'язані з ударами блискавок. Дії атмосферної електрики поділяються на:

пряміудари блискавок електроустаткування;
удари блискавок порядз електроустаткуванням, що впливають на нього за допомогою потужного електромагнітного імпульсу;
удари блискавок вдалинівід споживачів, електромагнітна хвиля яких сприймається напівпровідниковими пристроями телемеханіки та зв'язку і створює перешкоди їхньої роботи.

Впливи атмосферних перенапруг характерні невеликою тривалістю імпульсу – близько десятків мілісекунд. Але на цей час напруга в мережі багаторазово підвищується. Це призводить до пробоїв ізоляції та пошкоджень як ліній зв'язку, так і споживачів, що живляться від них.

Для захисту від перенапруг, створюваних грозовими розрядами, використовують пристрої, що обмежують амплітудне значення напруги рівня, безпечного для ізоляції електроустаткування.

Іскрові та вентильні розрядники, ГНН

Першими пристроями, застосованими для обмеження величин перенапруг у мережі, були іскрові розрядники. Дія їх заснована на проби повітряного проміжку фіксованої довжини при певному напрузі.

Розрядник підключається між фазами, що захищаються, і контуром блискавкозахисту. Для кожної фаз встановлюється персональний елемент. Він може виконуватися відкритим і складатися з розташованих торцями один одного металевих прутків. А може складатися з електродів, укладених у ізолюючу оболонку.

У момент виникнення грозового перенапруги іскровий проміжок розрядника пробивається, і потужність імпульсу йде в землю через контур блискавкозахисту. За рахунок цього рівень напруги обмежується. Після закінчення імпульсу дуга гасне, і розрядник знову готовий до роботи. У нормальному режимі він не споживає струму та не впливає на режим роботи електроустановки.

Другим пристроєм, що захищає ізоляцію від перенапруг, були вентильні розрядники. Вони складаються з двох елементів, з'єднаних послідовно: багаторазового іскрового проміжку і резистора, що гасить. При перенапрузі іскрові проміжки пробиваються через них і резистор протікає струм. В результаті знижується напруга у мережі. Щойно збурюється знімається, дуга в іскрових проміжках гасне, і розрядник приходить у вихідне положення.

Вентильні розрядники герметичні та працюють безшумно, на відміну від іскрових, що виділяють в атмосферу продукти горіння дуги.

Вентильні та іскрові розрядники застосовуються лише в електроустановках високої напруги.

Попередні захисні пристрої замінюються обмежувачами перенапруг (ГНН).

Усередині ГНН знаходиться варистор: резистор з нелінійною залежністю опору від прикладеної до нього напруги. При перевищенні порогового значення напруги струм через варистор різко зростає, запобігаючи подальшому його підвищенню. При припиненні грозового чи комутаційного імпульсу ГНН перетворюється на вихідний стан.

Порівняно з попередніми пристроями ОПН надійніше та менших габаритів. Їхні характеристики підбираються більш точно, що дозволило виробити гнучку стратегію їхнього ефективного застосування.

Модульні ГНН для мереж низької напруги отримали назву пристрої захисту від імпульсних перенапруг (УЗІП).

До них відносяться:

Форма хвилі імпульсної перенапруги стандартизована для випадків:

пряме влучення блискавки – 10/350 мкс;
вплив непрямої дії блискавки – 8/20 мкс.

За призначенням УЗІП за стандартом МЕК поділяються на типи 1-3, ГОСТ Р 51992-2002 вони поділяються на класи випробувань (I – III). Відповідність та призначення цих характеристик зазначено у таблиці.

Типи за IEC 61643	Класи за ГОСТ Р 51992-2002	Призначення	Місце встановлення
1	I	Для обмеження перенапруг від прямих ударів блискавок	На введенні в будинок, у головному розподільчому щиті
2	II	Для обмеження перенапруг від далеких ударів блискавок та комутаційних перенапруг	На вводах, де немає небезпеки прямих ударів
1+2	I+II	Поєднуються характеристики типів УЗДП 1 і 2	Як для типів 1 або 2
3	III	Для захисту чутливих споживачів. Мають найнижчий рівень захисної напруги	Для безпосереднього встановлення у споживачів

За конструктивним виконанням УЗІП випускаються з різним числом полюсів: від одного до чотирьох.

Вибір УЗІП

Для початку потрібно визначити ступінь впливу блискавок або комутаційних перенапруг на об'єкт, що захищається. Для цього використовуються дані про інтенсивність грозових розрядів у місці встановлення, враховується наявність пристроїв блискавкозахисту, ліній електропередачі та їх довжина. Якщо введення в будинок виконаний кабельною лінією, вона більш захищена від прямих ударів блискавок, ніж повітряна.

Електроустановка будівлі поділяється на зони, що захищаються УЗДП відповідних класів. Завдання такого поділу: ступінчасто знизити рівень перенапругитак, щоб потужніші пристрої гасили основну хвилю перенапруги, а в міру її просування по розподільній мережі пристрою нижчого класу додатково знижували її вплив, забезпечуючи мінімум у точці підключення споживачів.

Водночас безпека електроустаткування забезпечується вибором класу ізоляції, що відповідає зоні захисту.

на уведення в будівлювстановлюються УЗІП типів 1 або 1+2. Вони витримують імпульс від прямого удару блискавки, знижуючи його до величини, допустимої для електроустаткування із класом ізоляції. IV (до 6 кВ). Точка установки УЗІП – у вступному щитку, ВРУ (ввідному розподільчому пристрої) або ГРЩ (головному розподільчому щитку).

Клас ізоляції електрообладнання, розташованого в цих розподільчих пристроях після УЗІП, повинен бути не гіршим. ІІІ (до 4 кВ).

Наступний рубіж захисту – розподільні щитки, підключені до ВРУ або ГРЩ у глибині будівлі. На їхньому вході встановлюються УЗІП типу II, що знижують рівень перенапруги до величини, прийнятної для електроустаткування з класом ізоляції II (2.5 кВ). Так захищаються споживачі, що включаються безпосередньо в розетки живлення та пристрої освітлення.

При необхідності захисту електрообладнання, найбільш чутливого до перешкод(комп'ютерна техніка, пристрої зв'язку), застосовуються УЗІП типу 3, що встановлюються в безпосередній близькості від об'єкта, що захищається.

Вимоги до підключення УЗДП

При трифазному живленні та системі заземлення TN-C до УЗІП підключаються всі три фази напруги. У випадку систем TN-C-S або TN-S – до трьох фаз додається нульовий робочий провідник. Висновок «РЕ» з'єднується із головною заземлюючою шиною ВРУ або шиною РЕ розподільного щитка. Головна заземлююча шина з'єднується із контуром заземлення будівлі.

У зв'язку з широким поширенням напівпровідникової та мікропроцесорної техніки у виробництві та в побуті, питання захисту електричних мереж до 1000 В від комутаційних та грозових перенапруг сьогодні стає особливо актуальним.

Дорога техніка, виготовлена із застосуванням напівпровідникових елементів, має слабку ізоляцію, і навіть незначні підвищення напруги здатні вивести її з ладу.

Відповідно до прийнятої номенклатури, обмежувач перенапруги в електроустановках напругою до 1 кВ називають пристроєм захисту від імпульсних перенапруг (УЗІП).

Принцип діїсхожий з принципом роботи обмежувачів перенапруги (ГНН) і ґрунтується на нелінійності вольтамперної властивості захисного елемента. При проектуванні захисту від перенапруг у мережах до 1 кВ, як правило, передбачають 3 ступені захисту, кожна з яких розрахована на певний рівень імпульсних струмів та крутизни фронту хвилі.

УЗІП I - пристрій 1-го класу встановлюється на введенні в будинок і виконує функцію першого ступеня захисту від перенапруг. Умови його роботи найважчі. Розраховано такий пристрій обмеження імпульсних струмів з крутістю фронту хвилі 10/350 мкс. Амплітуда імпульсних струмів 10/350 мкс знаходиться в межах 25-100 кА, тривалість фронту хвилі сягає 350 мкс.

УЗІП II - застосовують як захист від перенапруг, викликаних перехідними процесами в розподільчих мережах, а також як другий щабель після УЗІП I. Його захисний елемент розрахований на імпульсні струми з формою хвилі 8/20 мкс. Амплітуда струмів знаходиться в межах 15-20 кА.

УЗІП III - застосовують для захисту мереж від залишкових явищ перенапруг після пристроїв першого та другого класу. Встановлюються вони безпосередньо у устаткування, що захищається, і нормуються імпульсними струмами з формою хвилі 1,2/50 мкс і 8/20 мкс.

Пристрій. Пристрої всіх класів мають подібну будову, відмінність залежить від параметрах захисного елемента. Конструктивно, пристрій складається з нерухомої основи та знімного модуля. Основа кріпиться безпосередньо до конструкцій розподільних шаф на DIN-рейку.

Знімний модуль за допомогою ножових контактів вставляється в основу. Така конструкція дозволяє легко робити заміну зіпсованого нелінійного елемента самостійно. Як нелінійний елемент застосовують варистори і розрядники різного виконання. Їх виконання може бути одно-, дво- і триполюсним, вибір залежить від кількості проводів мережі, що захищається.

Закордонні виробники оснащують свої вироби індикаторами спрацьовування пристрою, що дозволяє візуально визначити справність. У більш дорогих моделях можуть бути встановлені терморозчіплювачі, що запобігають перегріву нелінійного елемента, не розрахованого на тривале перебіг струмів.

Схема підключення. Для виконання захисту від перенапруги в електроустановках струмопровідні частини навмисно з'єднують із заземлюючим контуром за допомогою елементів з нелінійною вольтамперною характеристикою.

В електроустановках до 1000 В для застосування УЗІП обов'язкова наявність заземлюючого провідника РЕ з опіром, що нормується. Незважаючи на те, що самі пристрої розраховані на великі імпульсні струми та напруги, вони не придатні для тривалого підвищення напруги та перебігу струмів витоку.

Багатьма виробниками рекомендується захищати УЗІП за допомогою плавких вставок. Дані рекомендації пояснюються швидшим спрацьовуванням запобіжників у зонах імпульсних струмів, а також частими пошкодженнями контактної системи автоматичних вимикачів під час розривання струмів такої величини.

При виконанні триступеневого захисту від перенапруг, пристрої повинні розташовуватись на певній відстані один від одного по довжині дроту. Наприклад, від УЗІП I до УЗІП II відстань повинна бути не менше 15 м по довжині проводу, що з'єднує їх. Дотримання цієї умови дозволяє селективно відпрацювати різним ступеням і надійно погасити всі обурення в мережі.

Відстань між II та III ступенем 5 метрів. При неможливості рознести пристрої на запропоновані відстані застосовують узгоджуючий дросель, що являє собою активно-індуктивний опір, еквівалентний опору проводів.

Особливості вибору. Найвідповідальнішою ділянкою захисту від грозових перенапруг є введення в будівлю. УЗІП першому ділянці обмежує найбільший імпульсний струм. Ножові контакти для УЗІП першого класу становлять найбільшу вразливість пристрою.

Імпульсні струми амплітудою 25-50 кА супроводжуються значними електродинамічними силами, які можуть призвести до вискакування змінного модуля з контактів ножового типу і позбавити електричну мережу захисту від перенапруги, тому, як перший ступінь краще застосовувати УЗІП без знімного модуля.

При виборі захисту першого класу віддавати перевагу пристроям на базі розрядників. Виготовлення варисторного УЗІП на імпульсний струм більше 20 кА - справа досить трудомістка і витратна, тому їхній серійний випуск невиправданий.

Так, якщо виробником на варісторному пристрої зазначений номінальний Iimp більше 20 кА, слід з обережністю поставитися до такої покупки; можливо, виробник вводить вас в оману.

УЗІП із застосуванням розрядника з відкритою камерою становить небезпеку при спрацьовуванні, тому його застосування обґрунтовано в розподільчих шафах, де присутність людини виключена, коли ділянку, що захищається, перебуває в роботі. Протікання імпульсного струму контактами розрядника неминуче веде до запаленню дуги.

У момент горіння дуги, розпечені гази та бризки розплавленого металу можуть завдати шкоди здоров'ю та життю людини. Шафа, в якій встановлено УЗІП такого типу, повинна бути виконана з вогнетривкого матеріалу, з ущільненням усіх отворів.

В якості нелінійного елемента можуть застосовуватися також розрядники зі схемою електрода, що підпалює. За допомогою додаткового електрода можна регулювати момент пробою іскрового проміжку та відкриття розрядника. Застосування електрода, що підпалює, дозволяє знизити рівень імпульсної напруги і узгодити роботу УЗІП різного класу.

Однак якщо схема управління підпалюючим електродом вийде з ладу, на виході вийде захист з невідомою характеристикою, можливо, не гарантує не тільки правильну роботу, але і працездатність взагалі.