Что такое устройство защиты от перенапряжений (УЗП)? Принцип работы, типы и области применения

Что делает устройство защиты от перенапряжений?

Молния — один из источников. Удар молнии вблизи здания может вызвать перенос перенапряжения по его электропроводке, даже если сама молния не попала в здание. Включение и отключение электродвигателей, трансформаторов и других электрических нагрузок также способны порождать переходные процессы. Силовые кабели, наружные линии связи и соединения между зданиями — всё это требует внимания.

УПС имеет свои ограничения. Он не обеспечивает бесперебойное питание при отключении электропитания, не регулирует стабильно высокое напряжение сети и не заменяет защиту от перегрузки и поражения электрическим током. Потеря нулевого провода, вызывающая длительное превышение напряжения, — это другая проблема, чем кратковременный скачок напряжения.

Эта базовая функция описана в МЭК 61643‑01 , общие требования и стандарт методов испытаний для устройств защиты от перенапряжений низкого напряжения.

Как работает SPD?

В режиме нормальной работы типичный устройство защиты от перенапряжений (УЗП) обладает высоким импедансом по своим защитным цепям. Оно потребляет незначительный ток и не влияет на работу источника питания. При приходе перенапряжения его нелинейные элементы начинают проводить, отводя ток перенапряжения и ограничивая напряжение. После прохождения перенапряжения в пределах своих возможностей устройство возвращается в исходное состояние.

К распространённым компонентам относятся металлооксидные варисторы (МОВ) , которые изменяют сопротивление в зависимости от напряжения, а также газоразрядные трубки или искровые промежутки, становящиеся проводящими при достижении соответствующих условий срабатывания. Различные конструкции комбинируют эти компоненты для выполнения различных функций защиты.

На схеме также поясняется, почему выражение «он отводит всё на землю» является неполным. Устройство защитного отключения (УЗО) может ограничивать напряжение как между токоведущими проводниками, так и между токоведущим проводником и защитным заземлением. Требуемые пути протекания тока зависят от схемы питающей сети и системы заземления.

Для типичного устройства защиты от перенапряжений, подключённого по схеме шунта, ток нагрузки не протекает через модули защиты непрерывно. Устройство подключается параллельно питающей сети. Сигнальные защитные устройства могут иметь иное устройство подключения.

Тип 1, тип 2 и тип 3: разные обязанности

Типовая маркировка указывает на проверенную степень защиты. Она более информативна, чем сравнение максимального значения kA, указанного на лицевой стороне.

А Тип 1+2 Устройство соответствует обоим испытательным требованиям. Оно может совмещать функции в одном месте, однако необходимость дополнительной защиты в downstream‑сегменте по‑прежнему зависит от конкретной установки.

Например, CRESIN's Страница продукта CSMS-A15 списки я _имп 15 кА при форме импульса 10/350 мкс. В модели CSMS‑B40 переменного тока указывается I _макс 40 кА при форме волны 8/20 мкс. Эти показатели не позволяют сравнить два изделия по уровню стойкости: формы волн соответствуют различным видам нагрузок.

В этих описаниях используется терминология МЭК. Не следует исключать, что обозначение типа по стандарту UL 1449 имеет точно такое же значение; уточните требования стандарта, предусмотренные проектом.

Сопоставьте УЗО с цепью

Распределительный щит переменного тока, фотоэлектрическая цепь и соединение по протоколу RS485 — все они могут требовать защиты от перенапряжений. Использовать одно и то же устройство для них нельзя лишь потому, что каждое из них подвергается воздействию молнии.

Устройства защиты от перенапряжения для переменного тока Выбор осуществляется с учётом напряжения питания, системы заземления и режимов защиты. В трёхфазной распределительной системе устройство нейтрали столь же важно, как и количество фаз.

Сходное жильё не означает одинаковой обязанности

Тот Диапазон постоянного тока PV CSMS‑B40 имеет отдельные значения по постоянному току и соответствует требованиям стандарта IEC 61643‑31. При выборе устройства для фотоэлектрических систем следует учитывать максимальное напряжение холостого хода массива при самой низкой проектной температуре, а также требования производителя к конфигурации.

Сигнальные и информационные УЗИП Требуется проведение дополнительных проверок: напряжения на интерфейсе, пропускной способности, типа соединения и, при необходимости, совместимости с технологией PoE. Защита источника питания шкафа управления не обеспечивает защиты наружного кабеля передачи данных, входящего в тот же шкаф.

Подумайте о соединениях оборудования

Рассмотрим наружный распределительный шкаф с сетевым питанием переменного тока и кабелем RS485, подключённым к удалённому датчику. Устройство защиты от перенапряжений (УЗИП) для сети переменного тока обеспечивает защиту питающего соединения. Кабель датчика требует собственной оценки и, при необходимости, установки устройства защиты, соответствующего данному интерфейсу. Обе эти системы защиты зависят от надёжного заземления. Приобретение более мощного УЗИП для сети переменного тока не устраняет незащищённый участок сигнальной цепи.

Как читать этикетку SPD

Начните с указания номинального напряжения и режима защиты, после чего обратите внимание на номинальные значения тока перенапряжения. Основываться лишь на показателе «40 кА» — значит упустить значительную часть информации, необходимой для выбора устройства.

Прочитайте настоящую этикетку продукта

Это CSMS-B40 версия для переменного тока показывает U _c 385 В, I _н 20 кА, I _макс 40 кА и U _п ≤1,8 кВ. Приведённые значения токов соответствуют импульсным режимам работы. Это не означает, что устройство способно питать нагрузку током 40 кА.

Более высокий U _c не является автоматически лучшим выбором. Он должен соответствовать системе, при этом U _п должен по‑прежнему обеспечивать требуемую защиту оборудования. Проверьте поведение при временных перенапряжениях отдельно: U _c Одно лишь это не отражает характеристики работы в условиях любого ненормального режима питания.

Также следует уточнить, относится ли указанный ток к одному режиму защиты, одному полю или ко всей сборке. Суммирование значений, указанных на нескольких предохранителях, может дать впечатляющую общую величину, не обеспечивая при этом осмысленного сравнения. Просите предоставлять данные о номинальных характеристиках на одной и той же основе и при одинаковых условиях испытаний.

Важность установки и резервного копирования

Напряжение на оборудовании зависит не только от номинального напряжения, указанного в паспорте УЗИП. _п . Соединительные проводники повышают напряжение при быстро нарастающем перенапряжении. Поэтому короткие прямые соединения и эффективное экранирование являются составной частью системы защиты, а не лишь декоративными элементами.

Используйте схему подключения для конкретной версии. Приведённое ниже расположение 3+1 отличается от четырёхполюсного изделия, изображённого на фотографии выше. Соединения определяются маркировкой клемм и внутренней схемой; размер корпуса сам по себе этого не определяет.

Резервная защита предназначена для защиты от другого вида аварий — повреждения в ветви УЗИП. В данной схеме могут применяться согласованные предохранители, автоматические выключатели, специализированные резервные устройства или интегрированная система защиты. При соблюдении требований завода‑изготовителя существующей верхней ступени защиты может оказаться достаточной.

В таблице CSMS‑B40 AC указано максимальный предохранитель для резервного питания 125 А gL/gG . Это не является указанием устанавливать в каждом щите автоматический выключатель на 125 А, равно как и не даёт права заменять его автоматическим выключателем на 125 А. Разрешённая комбинация определяется характеристиками устройства и величиной доступного тока короткого замыкания.

CRESIN's Резервный протектор CSCB Издано с указанием номинального напряжения 220/380 В переменного тока. Для комбинаций PV в постоянном токе требуется отдельное подтверждение.

Что проверить перед оформлением заказа

Полезный запрос начинается с условий монтажа. Отправьте поставщику:

• Постоянное или переменное напряжение, схема заземления и место установки.
• Воздействие молнии и наличие внешней системы молниезащиты.
• Оборудование для защиты, включая входящие сигнальные или коммуникационные кабели.
• Перспективный ток короткого замыкания и существующие защитные устройства на стороне источника питания.
• Рынок назначения, требуемый стандарт и требования к мониторингу.

Затем запросите техническое описание конкретной модели, схему подключения, условия резервирования и защиты, а также соответствующие результаты испытаний. Стандартный номер на веб‑странице не гарантирует наличие всех характеристик или сертификатов для каждой модификации.

Для замены перед заказом сфотографируйте полный номер детали, лицевую этикетку и схему подключения клемм. Маркировка «CSMS‑B40» обозначает семейство, включающее версии для переменного тока и для фотоэлектрической системы постоянного тока; сама по себе наименование семейства не является полноценной спецификацией. Укажите вариант напряжения и конфигурацию, чтобы не перепутать физически схожее устройство с взаимозаменяемым.

Наш Обзор испытательной лаборатории описывает проверки, стоящие за продуктами. The Контрольный список для отчёта по тестированию SPD объясняет, что покупателям следует запросить перед утверждением оптового заказа.

Проверка и замена

УПД может подойти к концу срока службы, при этом подключённое оборудование остаётся включённым. Не следует считать утверждение «устройство всё ещё работает» доказательством наличия защиты от перенапряжений.

Проверяйте индикацию состояния модели во время планового технического обслуживания и после известного значительного скачка напряжения. На типичных конструкциях с зелёным/красным индикатором красный цвет означает, что согласно инструкции к изделию требуется замена. Зелёное окно не подтверждает наличие надёжного заземления, правильность подключения проводки или исправность всей системы защиты.

Удалённые контакты могут передавать сигнал тревоги в систему мониторинга. Они сообщают о заданном состоянии; при этом они не измеряют остаточную пропускную способность по перенапряжению. CRESIN's Руководство по индикатору отказа и дистанционной сигнализации охватывает эту функцию технического обслуживания.

Если замена снова окажется неудачной, прежде чем устанавливать очередной картридж, необходимо выяснить причину. Проверьте напряжение питания, выбранную модификацию, соединения и согласование с резервным устройством. Не существует универсального интервала замены, который позволял бы исключить такие проверки. Любая проверка или замена, связанные с открытыми проводниками, должны выполняться квалифицированным персоналом с применением требуемой процедуры изоляции.

Начните с деталей панели

Отправьте компании CRESIN напряжение вашей системы, схему заземления и принципиальную схему щита. для обсуждения подходящего устройства защиты от перенапряжений (УЗО) и его резервной защиты. Эти сведения более полезны, чем запрос на максимально возможный номинальный ток отключения в килоамперах.

Часто задаваемые вопросы