Ограничитель перенапряжения сети: принцип работы и технические характеристики

Ограничители перенапряжений для контактной сети – ЗАО «ЗЭТО»

Назначение

Ограничители перенапряжений нелинейные предназначены для защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений изоляции электрооборудования тяговых подстанций, постов секционирования и пунктов параллельного соединения на класс напряжения сети 3,3 кВ постоянного тока на электрифицированных железных дорогах. Ограничители перенапряжений подключаются параллельно защищаемому объекту.

Ограничители перенапряжений поставляются по техническим условиям ТУ3414—002—00468683—93.

Ограничитель перенапряжения сертифицирован, сертификат соответствия требованиям безопасности № ССФЖТ RU.ЦЭ06.Б.03502.

 

Конструкция

Конструктивно ограничитель перенапряжений выполнен в виде блока нелинейных варисторов, заключенного в фарфоровую покрышку. Елок комплектуется из 4-х параллельных колонок варисторов. Днище покрышки имеет взрывопредохранительное устройство, которое при повреждениях внутри ограничителя исключает повышение давления до значений, вызывающих взрывное разрушение покрышки.

 

Технические характеристики

Класс напряжения сети, кВ	3,3
Максимальное длительно приложенное рабочее напряжение, кВ	4
Номинальный разрядный ток, кА	5
остающееся напряжение при импульсном токе 8/20 мкс, кВ, не более — с амплитудой тока 2000 А — с амплитудой тока 3000 А — с амплитудой тока 5000 А	9,8 10,0 12,0
Длина пути утечки внешней изоляции, не менее, см	26
Пропускная способность в сетях постоянного тока с величиной напряжения 4,0 кВ, количество воздействий: — при волне импульсного тока 8/20 мкс, с амплитудой тока 5000 А — при волне импульсного тока 4/10 мкс, с амплитудой тока 40000 А — при косоугольных импульсах тока длительностью 4,0 10 мс, с амплитудой тока 400 — 2000 А (из них 8 с амплитудой 5000 А)	500 2 100
Ток проводимости при выпрямленном напряжении 4,0 кВ с коэффициентом пульсации не более 3% при температуре окружающего воздуха 15 . .. 35° С, мкА, не более	150
Группа вибропрочности и виброустойчивости по ГОСТ 17516.1—90	М25
Масса, кг, не более	23
Срок службы, лет	15

Ограничители перенапряжения в домашней электропроводке

Как подключить УЗИП в частном доме?

Защитные устройства могут включаться в бытовые электрические сети (с одной фазой и рабочим напряжением 220В) и в токоведущие линии промышленных объектов (три фазы, 380В). Исходя из этого, полная схема подключения УЗИП предусматривает воздействие соответствующего показателя напряжения.

Если роль заземления и нулевого проводника играет общий кабель, то в такой схеме устанавливается простейшее одноблоковое УЗИП. Подключается он следующим образом: фазная жила, подключенная ко входу защитного устройства – выходной кабель, соединенный с общим защитным проводником – защищаемые электроприборы и оборудование.

В соответствии с требованиями современной электротехнической документации нулевой и заземляющий проводники объединяться не должны. Исходя из этого, в новых домах для защиты цепи от скачков напряжения применяется двухмодульный аппарат, имеющий три отдельных клеммы: фаза, нейтраль и заземление.

В таком случае включение устройства в схему производится по другому принципу: фаза и нулевой кабель идут на соответствующие клеммы УЗИП, а затем шлейфом на подсоединенное к линии оборудование. Заземляющий проводник также подключается к своей клемме защитного прибора.

В каждом из описанных случаев чрезмерный ток, возникающий при перенапряжении, уходит в землю по кабелю заземления или общему защитному проводу, не оказывая воздействия на линию и подсоединенное к ней оборудование.

Ответы на вопросы про УЗИП на видео:

Типы устройств

Все устройства, обеспечивающие защиту от импульсных перенапряжений, подразделяются на два типа, которые отличаются по конструкции и принципу действия.

Рассмотрим, как работает УЗИП разных видов.

Вентильные и искровые разрядники. Принцип действия разрядников основан на использовании эффекта искровых промежутков. В конструкции разрядников предусмотрен воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы линии электропередач с заземляющим контуром. При номинальной величине напряжения цепь в перемычке разорвана. В случае воздействия грозового разряда в результате перенапряжения в ЛЭП происходит пробой воздушного зазора, цепь между фазой и землей замыкается, импульс высокого напряжения уходит напрямую в землю. Конструкция вентильного разрядника в цепи с искровым промежутком предусматривает резистор, на котором происходит гашение высоковольтного импульса. Разрядники в большинстве случаев находят применение в сетях высокого напряжения.

Ограничители перенапряжения (ОПН). Данные устройства пришли на смену устаревшим и громоздким разрядникам. Для того чтобы понять, как работает ограничитель, надо вспомнить свойства нелинейных резисторов, принцип работы ОПН построен на использовании их вольтамперных характеристик. В качестве нелинейных резисторов в УЗИП используется варистор. Для людей не искушенных в тонкостях электротехники, немного информации, из чего состоит и как он работает. В качестве основного материала для изготовления варисторов служит оксид цинка. В смеси с окислами других металлов создается сборка, состоящая из p-n переходов, обладающая вольтамперными характеристиками. Когда величина напряжения в сети соответствует номинальным параметрам, ток в цепи варистора близок к нулю. В момент возникновения перенапряжения на p-n переходах происходит резкое возрастание тока, что приводит к снижению напряжения до номинальной величины. После нормализации параметров сети варистор возвращается в непроводящий режим и влияние на работу устройства не оказывает.

Компактные размеры ОПН и обширный диапазон разновидностей данных приборов позволили значительно расширить область применения этих устройств, появилась возможность использования УЗИП, как средства защиты от перенапряжений для частного дома или квартиры.

Однако ограничители импульсных напряжений, собранные на варисторах, несмотря на все свои преимущества по сравнению с разрядниками, имеют один существенный недостаток – ограничение ресурса работы. Вследствие встроенной в них тепловой защиты, прибор после срабатывания остается некоторое время неработоспособным, по этой причине на корпусе УЗИП предусмотрено быстросъемное устройство, позволяющее произвести быструю замену модуля.

Более подробно о том, что такое УЗИП и какое у него назначение, вы можете узнать из видео:

https://youtube.com/watch?v=Xp-bwkpuQBA

Виды ОПН

Вы уже поняли, что конструкция бывает совершенно разных типов в зависимости от способов применения, но всё-таки со всеми устройствами так и не ознакомились. Как выбрать ограничитель перенапряжения для дома вы узнаете ниже, узнав в деталях все возможные видовые особенности.

Различаются ОПН по следующим характеристикам:

• Изоляционный тип (полимерный или фарфорный)
• Количество колонок
• Величина стандартного напряжения
• Установочное место прибора

Можно потом углубиться в конкретные особенности и отличия трехфазных и однофазных приборов.

Есть к тому же и классификация, которая относится к месту установки – делятся на B, C и D. Но нам куда важнее разобраться с техническими свойствами.

Классификация УЗИП

Аппараты защиты от импульсных напряжений являются широким и обобщенным понятием. В эту категорию устройств входят приборы, которые можно подразделить на классы:

• I класс. Предназначены для защиты от непосредственного воздействия грозового разряда. Данными устройствами в обязательном порядке должны укомплектовываться вводно-распределительные устройства (ВРУ) административных и промышленных зданий и жилых многоквартирных домов.
• II класс. Обеспечивают защиту электрических распределительных сетей от перенапряжений, вызванных коммутационными процессами, а также выполняющие функции второй ступени защиты от воздействия удара молнии. Монтируются и подключаются к сети в распределительных щитах.
• III класс. Применяются, чтобы обезопасить аппаратуру от импульсных перенапряжений, вызванных остаточными бросками напряжений и несимметричным распределением напряжения между фазой и нулевым проводом. Устройства данного класса работают также в режиме фильтров высокочастотных помех. Наиболее актуальны для условий частного дома или квартиры, подключаются и устанавливаются непосредственно у потребителей. Особой популярностью пользуются устройства, которые изготавливаются, как модули, оснащенные быстросъемным креплением для установки на din-рейку, либо имеют конфигурацию электрических штепсельных розеток или сетевых вилок.

Другие виды защитных устройств

Существуют и другие варианты защиты от перенапряжения в сети. Они широко применяются в быту и считаются одними из наиболее эффективных средств.

Сетевые фильтры

Отличаются простой конструкцией и доступной стоимостью. Несмотря на свою малую мощность, это устройство вполне способно защитить оборудование при скачках, достигающих 380 вольт и даже 450 вольт. Более высокие импульсы фильтр не выдерживает. Он просто сгорает, сохраняя в целости дорогостоящую электронику.

Данное устройство защиты от перенапряжения оборудуется варистором, играющим ключевую роль в обеспечении защиты. Именно он сгорает при импульсах свыше 450 В. Кроме того, фильтр надежно защищает от помех высокой частоты, возникающих при работе сварки или электродвигателей. Еще одним компонентом служит плавкий предохранитель, срабатывающий при коротких замыканиях.

Стабилизаторы

В отличие от сетевых фильтров, эти устройства позволяют выполнить нормализацию напряжения дома и привести его в соответствие с номиналом. Путем регулировок устанавливаются граничные пределы от 110 до 250 вольт, и на выходе устройства получаются требуемые 220 В. В случае скачков напряжения и выходе его за допустимые пределы, стабилизатор автоматически отключает питание. Подача напряжения возобновляется лишь после приведения сети к нормальному рабочему режиму.

Что лучше сетевой фильтр или стабилизатор напряжения. В определенных условиях, например, за городом или в сельской местности, стабилизаторы являются наиболее эффективной защитой от перенапряжения, выступают в качестве единственного варианта, способного выровнять напряжение до установленных норм.

Все стабилизирующие устройства, используемые в быту, разделяются на два основных типа. Они могут быть линейными, когда к ним подключается один или несколько бытовых приборов, или магистральными, устанавливаемыми на вводе сети в квартире или во всем здании.

Читайте далее:

Устройство защиты от импульсных перенапряжений

УЗИП – устройство защиты от импульсных перенапряжений

Защита от перенапряжения сети

Ограничитель импульсных перенапряжений

Защита от скачков напряжения

Молниезащита дома: устройство и монтаж

Классификация устройств

Стандартом предусмотрена классификация устройств по следующим параметрам:

• числу вводов;
• по способу осуществления защитных функций;
• по месту расположения;
• по способу монтажа;
• по набору защитных функций;
• по степени защиты наружной оболочки;
• по роду тока питания.

Так выглядят устройства для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Читайте еще: что такое узо и зачем нужен автоматический выключатель тока?

По признаку количества вводов приборы защиты делятся на одновводные, то есть, имеющие один ввод и двухвводные. Защита может осуществляться различными способами, существуют устройства коммутирующего типа, приборы, осуществляющие ограничение напряжения, а также аппараты комбинированного типа. Место установки защиты зависит от вида защищаемого оборудования. Установка может осуществляться как наружно, так и внутри помещений. Способ установки аппаратов может быть стационарным либо переносным. Виды защит, содержащиеся в приборе, могут составлять комбинации из схем различных типов:

• защиты теплового типа;
• защиты, реагирующей на появление токов утечки;
• защиты от сверхтока.

Степень защиты по IP должна соответствовать условиям эксплуатации. Приборы могут питаться переменным или постоянным током.

Правила и особенности установки

Установку устройств защиты от перенапряжения регламентируют Правила устройства электроустановок (ПУЭ), являющиеся основным нормативным документом в вопросах безопасного обслуживания электрических установок. Согласно требованиям ПУЭ, устройства защиты от перенапряжения подлежат обязательной установке на объектах с предусмотренной системой молниезащиты, а также в домах, электроснабжение которых осуществляется по проводам воздушных линий, в регионах, с годовой продолжительностью грозовых периодов, превышающих 25 часов.

Необходимость подключения УЗИП на объектах в районах, где грозы не являются частым явлением, носит рекомендательный характер, однако, учитывая, к каким разрушительным последствиям может привести прямой удар молнии, целесообразно выполнить все необходимые мероприятия для защиты от данного вида стихии даже для негрозоопасной местности.

Защита от импульсных напряжений промышленных и административных зданий, многоквартирных домов входит в сферу деятельности электромонтажных организаций. Установка и подключение УЗИП в частном доме или в квартире ложится на плечи хозяина жилья, поэтому каждому домовладельцу необходимо, хотя бы в общих чертах, знать основные правила обустройства защиты от импульсных перенапряжений, а также как установить и как подключить необходимое для этого оборудование.

Монтаж УЗИП необходимо выполнить соблюдая требования технических нормативов, которые предусматривают 3 уровня защиты. В качестве первого уровня защиты находят применение вентильные разрядники, которые относятся к категории УЗИП 1 класса. Они обеспечивают защиту от непосредственных грозовых воздействий на линии электропередач и устанавливаются в ВРУ (вводных распределительных устройствах). Дополнительная защита от удара молний и коммутационных процессов в понижающих трансформаторных подстанциях обеспечивается защитными аппаратами 2 класса, которые устанавливаются и подключаются в распределительных щитах дома или квартиры. Для защиты электроники и электротехники, чувствительной даже к незначительным импульсным перенапряжениям служат УЗИП 3 класса, подключение которых производится в щитке питания потребителей в непосредственной близости от них.

Как установить оборудование для того, чтобы обеспечить трехступенчатую защиту от импульсных перенапряжений, показано на схеме:

Более доступное объяснение:

Виды УЗИП и принципы работы

Все приборы УЗИП имеют одно назначение, защиту оборудования в электросетях от импульсного перенапряжения. Достижение этой цели осуществляется разными путями, поэтому изделия отличаются по принципу работы и конструкции.

На графиках справа показано как УЗИП срезает импульс перенапряжения

Искровые разрядники – работают по принципу искрового разряда в промежутках между проводниками фазы и заземления.

В перемычку между этими линиями ставится разрядник с разрывом цепи, воздушный зазор рассчитан на пороговое значение перенапряжения. При превышении установленного порога, воздушный зазор пробивается, ток с фазного проводника уходит в контур заземления, не доходя до бытовой техники и другого оборудования.

Вентильные разрядники – работают по такому же принципу, но с одной стороны воздушного зазора находится сопротивление, которое рассеивает энергию импульса напряжения.

Модели УЗИП на разрядном принципе имеют большие габариты, используются в сетях высокого напряжения на участках между ЛЭП и трансформаторных подстанций, это старые, но надежные конструкции. Постепенно их вытесняют ОПН (Ограничители напряжения).

Ограничители перенапряжения — в данном случае в качестве перемычки ставят варисторы обладающие свойствами нелинейного резистора. Для не посвященных, варисторы обладают уникальными вольт — амперными характеристиками для пропускания больших токов высокого напряжения.

Основой состава варистора является оксид цинка с добавлением окисей разных металлов, в такой смеси создается структура последовательности p-n переходов. Пропорции состава примесей и концентрация определяют пороговое напряжение, при котором p-n переходы открываются и ток устремляется в заземляющий контур. После снижения напряжения до установленной нормы p-n переходы закрываются, ток снижается до нулевого значения. Таким образом, импульсы перенапряжения отводятся от цепи потребителей.

Виды малогабаритных варисторов

Преимущество последней технологии в том, что она позволяет изготовить приборы компактные приборы в широком диапазоне величин напряжения, которые можно устанавливать в РЩ квартир и частных домов.

Недостаток приборов на варисторах в том, что элементы тепловой защиты после срабатывания подлежат замене, это снижает ресурс работы до 20 срабатываний. Для быстрого извлечения и установки УЗИП в цепи предусматривают специальные съемники.

Защитные устройства

Можно выделить несколько разновидностей устройств защиты. Отличаются они выполнением разных функций и разной стоимостью.

Сетевой фильтр является самым простым и недорогим средством защиты бытовой техники с небольшой мощностью. Он превосходно справляется с бросками, достигающими 450 В.

Основным элементом защиты сетевика является варистор – полупроводник, способный менять сопротивление в зависимости от возникающего напряжения. Именно этот элемент фильтра возьмет на себя удар при серьезном скачке.

Кроме того, фильтр способен защитить технику от помех высокой частоты. Помимо указанных защитных узлов фильтр оснащен плавким предохранителем, который сработает при коротком замыкании.

В качестве защиты электросети на разных ее уровнях – от перехода с воздушной линии на кабельную до конкретных приборов внутри дома – используют модульные ограничители перенапряжения. Являясь по сути разрядником для защиты от перенапряжений, ограничитель в качестве главного рабочего органа имеет все тот же варистор.

Стабилизатор способен выровнять скачущее напряжение в соответствии с номинальным. Если установить рамки, к примеру, в диапазоне от 200 до 250 В, то качественное устройство будет выдавать необходимые 220 В до тех пор, пока напряжение не выйдет за пределы указанного диапазона. Прибор отключит подачу питания до тех пор, пока напряжение не вернется в заданные границы.

Для сельской местности монтаж стабилизатора иногда является единственным средством повышения напряжения до необходимых значений. Стабилизаторы бывают двух видов:

• линейные – к ним можно подключить несколько бытовых приборов;
• магистральные – монтируются на входе электрической сети в дом или квартиру.

Источники бесперебойного питания продолжают подачу напряжения к подключенным приборам даже после срабатывания защитной системы или отключения электроэнергии. Время работы будет зависеть от аккумулятора и мощности потребителей.

Зачастую к ним подключают компьютеры с целью избежать потери данных во время внезапного сбоя. Среди современных устройств зарекомендовали себя модели, способные через USB-порт контролировать редактор текстов (например, сохранить файл) в случае возникновения внештатной ситуации.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений в отличие от вышеперечисленных средств превосходно справляются с высоким напряжением. На основе таких устройств можно организовать защиту всех внутренних линий электропередачи частного дома.

Импульсы, которые могут возникнуть из-за грозы, превосходят способности этого устройства. Поэтому сфера применения реле защиты от перенапряжения – электрическая сеть внутри дома.

Для защиты частного дома от скачков напряжения устанавливаются специальные устройства, выбор которых велик. Будет лучше, если работу выполнят профессионалы, поскольку в домашних условиях вряд ли позволят настроить разработанную схему подключения защиты от перенапряжения и тем более провести ее тест в режиме критической ситуации.

Следует также помнить, что все операции с щитком, проводкой и приборами нужно проводить строго при выключенном электропитании.

Виды ОПН

Конструкции ОПН, предлагаемые производителями энергетикам весьма разнообразны, их различают по следующим признакам:

1. Типу изоляции (фарфор или полимер).
2. Конструктивному исполнению (одна или несколько колонок).
3. Величине рабочего напряжения.
4. Месту установки ограничителя.

Если говорить об ограничителях перенапряжения, устанавливаемых на DIN-рейку, то тут устройства первоначально разделяются на однофазные и трехфазные. Помимо этого модульные ОПН (они же УЗИП), делятся на три основных класса: B, C и D. Ограничители класса B устанавливаются на вводе в здание, C — непосредственно в распределительном щите квартиры либо дома, D — на отдельное оборудование, которое нужно защитить от помех, если с этим не справились ОПН класса B и C. Подробнее о модульных ограничителях перенапряжения вы можете узнать из видео:

Длительные перенапряжения и провалы из-за недостатка напряжения

Как правило, причиной длительных перенапряжений в сетях становится обрыв нулевого провода. В этом случае нагрузка на фазные жилы распределяется неравномерно, что приводит к перекосу фаз, когда разность потенциалов смещается к проводнику с максимальной нагрузкой.

Таким образом, неравномерный трехфазный ток, воздействуя на нулевой кабель, находящийся без заземления, способствует концентрации на нем избыточного напряжения. Этот процесс будет продолжаться до полного устранения неисправности или до тех пор, пока линия окончательно не выйдет из строя.

Другим опасным состоянием сети является провал или недостаток напряжения. Подобные ситуации очень часто возникают в сельской местности. Суть явления заключается в падении напряжения ниже допустимой величины. Такие проседания представляют серьезную опасность и реальную угрозу для оборудования. Многие современные приборы оборудованы несколькими блоками питания и недостаточное напряжение приводит к кратковременному выключению одного из них.

В результате, последует незамедлительная реакция электронной аппаратуры в виде ошибки, выведенной на дисплей, и полной остановки рабочего процесса. Если подобная ситуация сложилась с отопительным котлом в зимнее время года, тогда отопление дома будет прекращено. Устранить проблему возможно с помощью стабилизатора, фиксирующего такие проседания и поднимающего напряжение до номинальной величины.

Как работает УЗИП?

УЗИП устраняет перенапряжения:

• Несимметричный (синфазный) режим: фаза — земля и нейтраль — земля.
• Симметричный (дифференциальный) режим: фаза — фаза или фаза — нейтраль.

В несимметричном режиме при превышении напряжением пороговой величины устройство защиты отводит энергию на землю. В симметричном режиме отводимая энергия направляется на другой активный проводник.

Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S. В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП. В нем нет контакта для подключения нулевого проводника.

Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S. В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП. В нем нет контакта для подключения нулевого проводника

В разрядниках при воздействии грозового разряда в результате перенапряжения пробивает воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы с заземляющим контуром, и импульс высокого напряжения уходит в землю. В вентильных разрядниках гашение высоковольтного импульса в цепи с искровым промежутком происходит на резисторе.

УЗИП на основе газонаполненных разрядников рекомендуется к применению в зданиях с внешней системой молниезащиты или снабжаемых электроэнергией по воздушным линиям.

В варисторных устройствах варистор подключается параллельно с защищаемым оборудованием. При отсутствии импульсных напряжений, ток, проходящий через варистор очень мал (близок к нулю), но как только возникает перенапряжение, сопротивление варистора резко падает, и он пропускает его, рассеивая поглощенную энергию. Это приводит к снижению напряжения до номинала, и варистор возвращается в непроводящий режим.

УЗИП имеет встроенную тепловую защиту, которая обеспечивает защиту от выгорания в конце срока службы. Но со временем, после нескольких срабатываний, варисторное устройство защиты от перенапряжений становится проводящим. Индикатор информирует о завершении срока службы. Некоторые УЗИП предусматривают дистанционную индикацию.

Часто задаваемые вопросы

1. Есть ли смысл устанавливать плавкий предохранитель на линию нейтрали?

Да, при обрыве линий ЛЭП фаза часто попадает на нейтраль или заземление, в этом случае на розетку могут прийти две разные фазы это 380В. В нейтральную жилу или в заземление может попасть молния это сотни тысяч вольт.

1. Если через УЗИП при скачке напряжения проходит сотни тысяч вольт, какого сечения провода надо ставить?

Провода устанавливаются с расчетным сечением для всего дома на вводной автомат, если УЗИП ставится на отдельную группу освещения или розеток, то сечение такое же, как и в проводах этой группы. На вводе обычно 10 -16 мм2,

Группы освещения 07-1,5 мм2, розетки 2.5 – 4 мм2.

Варианты подключения

Одним из важнейших вопросов является, как подключить УЗИП в щитке. Практически все варианты подключения идентичны и указаны в техническом паспорте изделия. Способы монтажа приборов защиты могут отличаться, в зависимости, где они будут установлены, в однофазной или трехфазной сети, также в зависимости от системы заземления.

Самой современной и отвечающая всем требованиям безопасности является система заземления tn-s, при которой нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) провод во всей системе энергоснабжения работают раздельно. Система tn-c-s представляет комбинированный вариант, при котором N и PE от источника питания до ВРУ дома объединены в один провод, после которого начинается разделение нулевого и защитного проводника. Следует помнить, что данная схема не будет работать без заземления, поэтому необходимо обязательно произвести его обустройство. Система tn-c наиболее простая и распространенная в устаревшем жилом фонде система заземления, при которой роль нулевого и рабочего проводника выполняет один провод (PEN).

Ниже на схеме показано, как подключить УЗИП класса II в однофазной сети, установленного в щитке квартиры или частного дома с двумя вариантами системы заземления. Для такого варианта подключения необходимо подобрать простейший одноблочный защитный аппарат, с соответствующим рабочим напряжением.

Схема подключения с системой заземления tn-c:

Если предусмотрена система заземления tn-s, в данном случае потребуется установка и подключение УЗИП, состоящего из двух модулей, конструкцией которого предусмотрены отдельные клеммы, для подключения фазного, нулевого рабочего и защитного проводов, обозначенные соответствующей маркировкой.

Подключение УЗИП в трехфазной сети осуществляется так, как показано на фото:

При монтаже УЗИП следует предусмотреть средства защиты сети в случае короткого замыкания в приборе и произвести его подключение через автомат или через предохранитель. Установку аппарата можно производить до и после счетчика, во втором случае прибор учета электроэнергии останется не защищенным от импульсного перенапряжения.

На видео ниже наглядно демонстрируется, как подключить данный аппарат в щитке:

Вот мы и рассмотрели, как должно выполняться подключение УЗИП в щитке. Надеемся, предоставленная схема, видео и фото примеры пригодились вам и помогли понять, как подключить данный защитный аппарат.

Будет полезно прочитать:

• Как сделать заземление в доме
• Для чего нужно УЗО в квартире
• Как сделать громоотвод своими руками
• Схемы подключения реле напряжения

Модульные ограничители перенапряжения

Для защиты электросетей на распределительных подстанциях, а также непосредственно на воздушных линиях электропередач применяются нелинейные ограничители перенапряжений, так называемые ОПН.  Основной конструктивный элемент данных защитных устройств – варистор, элемент с нелинейными характеристиками. Нелинейность характеристик заключается в изменении сопротивления варистора в зависимости от величины приложенного к нему напряжения.

   Модульный ограничитель перенапряжения

В нормальном режиме работы электросети, когда напряжение находится в пределах номинальных значений, ограничитель напряжения имеет большое сопротивление и не проводит ток. В случае возникновения импульса перенапряжения, который возникает при попадании молнии в провода электрической сети, сопротивление варистора ОПН резко снижается до минимальных значений и нежелательный импульс уходит в заземляющий контур, к которому подсоединен ограничитель перенапряжения.

Таким образом, ОПН ограничивает скачки напряжения до безопасного уровня. Тем самым защищая оборудование и потребителей от повреждения и других негативных последствий перенапряжений.

Для реализации защиты от перенапряжений в домашней электропроводке существуют компактные модульные ограничители перенапряжений. Такое защитное устройство устанавливается в домашний распределительный щиток и не занимает много места.

Модульный ОНП имеет такой же принцип работы, как и ограничители, применяемые в электросетях. Соответственно он будет работать только при наличии рабочего заземления электропроводки. В противном случае установка модульного ОПН будет бесполезна, так как в случае возникновения перенапряжения в сети опасный импульс не будет ограничен.

   Ограничитель импульсных перенапряжений ОПС1-С

То есть для реализации защиты домашней электропроводки от грозовых перенапряжений при помощи модульного ограничителя перенапряжений обязательным условием должно быть наличие работоспособного заземления.

Как подключить ОИН-1 в щитке

У этого устройства есть ряд функциональных аналогов от всех популярных производителей электротехники, поэтому и схемы их подключения в принципе аналогичны. В официальной документации схема подключения не слишком очевидна, она представлена в двух вариантах и выглядит следующим образом:

Обратите внимание первый вариант – подключение параллельно защищаемой цепи, а второй – последовательно с разъединителем. То есть в результате срабатывания ограничителя импульсных напряжений разъединитель должен разорвать цепь питания, чтобы избежать возгорания изделия и протекания тока по электрической дуге

Но приведенная схема совсем не наглядно и не понятно изображена, и сразу возникает вопрос о том, как правильно установить аппарат. Поэтому ознакомьтесь с несколькими примерами подключения УЗИП в электросеть.

На рисунке ниже изображена типовая схема из условий для подключения 3 фаз. Здесь более наглядно изображено подключение ограничителей напряжения до счётчика. В трёхфазной цепи с системой заземления TN-S или TN-C-S его подключают между фазами, нулём и землёй. Но подключение ОИН-1 после счетчика тоже допустимо как дополнительная ступень защиты.

Монтажная схема на примере подключения в двухпроводной электросети:

И напоследок рассмотрим схемы для четырёх разных схем электроснабжения (1 фаза, 3 фазы, объединённый и разъединённый защитные проводники), которые встречаются наиболее часто:

Разновидности УЗИП

Эти аппараты могут иметь один или два ввода. Включение как одновводных, как и двухвводных устройств всегда производится параллельно цепи, защиту которой они обеспечивают. В соответствии с типом нелинейного элемента УЗИП подразделяются на:

• Коммутирующие.
• Ограничивающие (ограничитель сетевого напряжения).
• Комбинированные.

Коммутирующие защитные аппараты

Для коммутирующих устройств, находящихся в обычном рабочем режиме, характерно высокое сопротивление. Когда происходит резкое увеличение напряжения в электрической сети, сопротивление прибора мгновенно падает до минимального значения. Основой коммутирующих аппаратов защиты сети являются разрядники.

Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)

Ограничитель импульсных перенапряжений также характеризуется высоким сопротивлением, плавно снижающимся по ходу возрастания напряжения и повышения силы электротока. Постепенное снижение сопротивления – это отличительная черта ограничивающих УЗИП. Ограничитель сетевого перенапряжения (ОПН) имеет в своей конструкции варистор (так называется резистор, величина сопротивления которого находится в нелинейной зависимости от воздействующего на него напряжения). Когда параметр напряжения становится больше порогового значения, происходит резкое увеличение силы тока, проходящего через варистор. После сглаживания электрического импульса, вызванного коммутационной перегрузкой или ударом молнии, ограничитель сетевого напряжения (ОПН) возвращается в обычное состояние.

Комбинированные УЗИП

Устройства комбинированного типа сочетают в себе возможности коммутационных и ограничивающих аппаратов. Они могут как коммутировать разность потенциалов, так и ограничивать ее возрастание. При необходимости комбинированные приборы могут выполнять одновременно обе этих задачи.

Недостаток напряжения (провал)

Это явление особенно хорошо знакомо людям, проживающим в деревнях и селах. Провалом (проседанием) называется падение величины напряжения ниже допустимого предела.

Опасность проседаний заключается в том, что в конструкцию многих бытовых приборов входит несколько блоков электропитания, и недостаток напряжения приведет к тому, что один из них кратковременно выключится. Аппарат среагирует на это выдачей ошибки на дисплее и остановкой работы.

Если речь идет об отопительном котле, а неисправность произошла в зимнее время, то дом останется без отопления. Избежать такой ситуации поможет подключение стабилизатора. Этот прибор, зафиксировав проседание, повысит величину напряжения до номинала. Стабилизатор может спасти ситуацию, даже если напряжение в сети упало по вине трансформаторной подстанции.

Ограничители перенапряжения | Комплексэнерго

Импульсный скачок напряжения – один из самых опасных аварийных режимов в электрических сетях. Возникает при атмосферных разрядах коммутационных операциях или перехлёсте линий. Импульсный скачок опережает возрастание импульсного тока, поэтому действует на изоляцию различных электрических устройств. Защиты, реагирующие на изменение номинального тока, например, классические автоматы, в таком случае неэффективны.

Так как возможно превышение перенапряжения в разы относительно номинальной рабочей величины, подобное явление подвергает опасности все элементы сети вместе с оборудованием.
Поэтому используют ограничители перенапряжения (ОПН), которые позволяют избегать опасности, тем самым предотвращая затраты на восстановление электрического оборудования.

Устройство и принцип действия ограничителей перенапряжения

В ограничителе перенапряжения находится полупроводниковый элемент, имеющий нелинейную величину сопротивления. Обычно в роли подобных элементов используются вилитовые диски. Их изготавливают из оксида цинка с добавлением определённых примесей. На концах дисков есть электрические выводы: один подводится к электрической сети, которую требуется защитить, а другой заземляется. Снаружи диски покрыты защитной рубашкой.

По работе ограничитель перенапряжения похож на обычный варистор. Отличается по характеристикам проводимости и скорости нарастания. Принцип работы ОПН заключается в особенности вольт-амперной характеристики: она нелинейна. Это значит, что сопротивление варисторов при номинальном напряжении большое — ток через них не идёт. Сопротивление изоляции можно сравнить с изоляцией электрических приборов и кабелей.

При возникновении высоковольтных импульсов, таких как грозовые разряды, внутри ограничителя резко снижается сопротивление резисторов (резисторы нелинейны). Чаще всего сопротивление снижается до нуля или намного меньше сопротивления сети со всеми подключёнными к ней электрическими приборами. Именно поэтому при перенапряжениях ток разряда проходит на землю только через ограничитель перенапряжения. Этим и обеспечивается защита всего электрического оборудования.

Вольтамперная характеристика ограничителя перенапряжения определяет его пределы срабатывания на импульсные перенапряжения.

Протекающий через ограничитель ток при работе до 600В, равен 0. При превышении 600В сопротивление резко уменьшается, а значит ток увеличивается вплоть до тысяч ампер.

Если изобразить график процесса, он будет иметь три участка: с нулевым или сверхмалым током; со средним током и с максимальным током.

Применение ОПН

ОПН применяют для предотвращения перенапряжения на электрооборудовании. При этом импульс разряда выводится в землю.

Ограничители перенапряжения широко применяются в линиях электропередач. В этом случае они выполняют функцию молниезащиты, в то время как провода – молниеприёмники. Также ОПН применяются в промышленности: на трансформаторных и тяговых подстанциях, распределительных устройствах и пр. для защиты персонала и имеющегося электрического оборудования. ОПН используются и в быту – устанавливаются на вводе в здание в электрических щитках, а также для защиты ценного оборудования.

Виды ограничителей перенапряжения

Так как спектр решаемых ограничителями задач довольно велик, устройства разделяют на разные виды.
Виды различаются следующими характеристиками:

• Материал рубашки. Чаще всего встречаются устройства с полимерной или фарфоровой рубашкой. Тип изоляции наружного слоя определяется материалом рубашки.
• Количество фаз (элементов). От числа защищаемых фаз и величины питающего напряжения зависит само число ограничителей.
• Класс напряжения. По величинам, для которых работает ограничитель, устройства делятся: 1) до 1 кВ, 2)выше 1 кВ. Номинал напряжения обычно сопоставим со стандартными величинами электрических параметров сети в кВ (6,10, 35).
• Класс защищённости. Установка возможна либо на открытой части, либо внутри помещения.

Для каждой фазы электрической установки может использоваться отдельная колонка, но возможно использование одной колонки для всех фаз. В электроустановках от 110кВ ограничитель для одной фазы может быть собран из нескольких элементов одного типа (например, 3 на 35 кВ).

ОПН должны выстраиваться в соответствии со стандартами в зависимости от причин перенапряжения в сети:

• ГОСТ Р 50571.18-2000 – от возможных перенапряжений в низковольтных сетях при замыканиях по высокой стороне.
• ГОСТ Р 50571.19-2000 – от скачков, образованных воздействием молнии и возникающих в результате переключения электроустановок.
• ГОСТ Р 50571.20-2000 – от перенапряжений генерируемых электромагнитными воздействиями.

При комбинации нескольких видов выстраиваются ступенчатые (многофункциональные) ограничителя перенапряжения.

Фарфоровые ОПН

Ограничители коммутационных перенапряжений с корпусом из фарфора достаточно широко распространены. Такие ОПН имеют свои преимущества: керамика не подвержена влиянию солнечной радиации; вентильный разрядник, находящийся внутри, мало зависит от температуры во внешней среде. Высокий показатель механической прочности на сжатие и разрыв позволяет использовать такие ограничители в качестве опорной конструкции. Однако вес фарфоровых ограничителей довольно большой, к тому же фарфор опасен при в случае разрыва: осколки могут травмировать людей, попадая в близлежащие здания.

Полимерные ОПН

Полимерные ограничители практически вытеснили фарфоровые в связи с развитием химического производства и распространением использования полимеров в качестве диэлектриков. Материал рубашки полимерных ограничителей представлен каучуком, фторопластом, винилом и подобными современными полимерами.

У полимерных ОПН также есть ряд преимуществ: они намного более устойчивы к воздействию влажности, более безопасны при взрывах, так как меньше весят и при разрушении корпуса устройства избытком давления внутри колонки, рубашка ограничителя нарушается по линии разлома, не разлетаясь при этом острыми осколками. Также довольно важным преимуществом полимерных ограничителей является высокая устойчивость к нагрузкам динамического характера.

Но у полимерных ограничителей перенапряжения есть и свои недостатки. К ним относятся: способность накапливать на поверхности диэлектрика пыль и прочие засорители. Со временем это приводит к повышению пропускной способности. Из-за этого увеличивается ток утечки и происходит пробой изоляции. Также полимерные ОПН, в отличие от фарфоровых, зависят от воздействия солнечной радиации и колебаний температуры во внешней среде.

Одноколонковые ОПН

Одноколонковые ограничители своим устройством представляют один конструктивный элемент, имеющий нелинейное сопротивление. Для определения числа набранных полупроводниковых дисков необходимо провести соответствие с категорией электроустановки, которую требуется защитить.

Согласно градуировке ГОСТ 9920, одноколонковые ограничители перенапряжения разделяются на класса от II до IV. Разделение происходит в зависимости от типа и количества осаждающейся на поверхности устройства пыли и прочих засорителей.

Многоколонковые ОПН

Многоколонковые ограничители перенапряжения, в отличие от остальных упомянутых устройств, имеют несколько блоков, модулей или колонок для защиты высоковольтного оборудования. Эти колонки/модули/блоки объединяются в одну систему. Такие ограничители защищают требуемые объекты более надёжно, так как способны реагировать сразу на несколько видов перенапряжений: как на одиночные, так и на дифференциальные.

Технические характеристики

Выбирая конкретную модель ограничителя перенапряжения, в обязательном порядке учитывают некоторые характеристики устройства:

• Рабочее напряжение. Позволяет определить количество электроэнергии, которую ограничитель способен выдерживать в течение любого временного промежутка без нарушения своей работоспособности.
• Номинальное повышенное напряжение. Представляет собой значение рабочей величины, которое ограничитель имеет способность выдержать в течении 10 секунд. Величина нормируется вместе с остающимся в сети остаточным напряжением.
• Время срабатывания. Данная величина характеризует скорость, с которой открывается полупроводниковый элемент ограничителя после нарастания напряжения.
• Ток утечки. Это значение возникает из-за приложения напряжения к ОПН и должно определяться его омическим сопротивлением. Также возможно определение параметрами резисторов. В нормальном состоянии эта характеристика должна составить сотые или тысячные доли ампер, которые перетекают от источника тока к проводу заземления через рубашку к полупроводнику.
• Разрядный ток. Образуется при скачках импульса. Разделяется на виды импульсов в зависимости от источника перенапряжения: электромагнитные, коммутационные, атмосферные.
• Устойчивость к току волны перенапряжения. Величина, определяющая способность ограничителя сохранять работоспособность при возникновении аварийной ситуации.

Диагностика и обслуживание ограничителей перенапряжения

Ограничители перенапряжения – элементы не для одноразовой эксплуатации. Они могут сработать несколько раз, многократно автоматически переводя импульсный разряд на заземляющую шину. Ограничитель перенапряжения может постепенно утрачивать первоначальные заводские характеристики, снижая свою эффективность до окончательного выхода из строя из-за величины перенапряжения и особенностей протекания тока. Для предотвращения полной поломки устройств, в процессе эксплуатации их периодически подвергают проверкам. Это регламентируется в п.2.8.7 ПТЭЭП.

В проверке участвуют следующие параметры:

• Сопротивление. Измерение проводится с помощью мегаомметра, минимум 1 раз в 6 лет.
• Ток проводимости. Проверка необходимо только в случае, если предыдущий параметр снижен.
• Пробивное напряжение и герметичность не проверяются организациями, занимающимися электроснабжением и эксплуатацией устройств. Эти характеристики подлежат проверке только после заводского ремонта или при приёме в эксплуатацию.
• Тепловизионные измерения должны выполняться в соответствии с регламентом изготовителя или местными планово-предупредительными ремонтами.

В процессе эксплуатации также производится внешний осмотр ограничителя на наличие изоляционных дефектов. К ним относятся загрязнения, сколы, подгоревшие участки и прочее.

ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ СЕТЕЙ 6 кВ

Тип ограничителя	Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, кВдейств.	Номинальное напряжение ограничителя, кВдейств.	Номинальный разрядный ток, А	Пропускная способность на прямоугольном импульсе тока длительностью 2000 мкс, А	Остающееся напряжение
					при импульсном токе на волне 8/20 мкс с амплитудой, кВ, не более				при импульсном токе на волне 30/60 мкс с амплитудой, кВ, не более
					2,5 кА	5 кА	10 кА	20 кА	125 А	250 А	500 А
ОПН-П,Ф-6/5,3/5/400 УХЛ1	5,3	6,7	5000	400	15,6	16,3	17,7	−	12,5	13,0	13,8
ОПН-П,Ф-6/6,9/5/400 УХЛ1, УХЛ2	6,9	8,7			20,2	21,3	23,0	−	16,3	16,9	18,0
ОПН-П,Ф-6/7,2/5/400 УХЛ1, УХЛ2	7,2	9,0			20,8	22,3	24,4	−	17,5	18,0	18,8
ОПН-П,Ф-6/6,0/10/550 УХЛ1, УХЛ2	6,0	7,5	10000	550	−	17,8	19,5	21,8	14,0	14,4	15,1
ОПН-П,Ф-6/6,9/10/550 УХЛ1, УХЛ2	6,9	8,7			−	20,5	22,4	25,1	16,1	16,6	17,3
ОПН-П,Ф-6/7,2/10/550 УХЛ1	7,2	9,0			−	21,4	23,4	26,2	16,8	17,3	18,0

Ограничители перенапряжения: виды, назначение, принцип действия

Главная » Статьи » Ограничители перенапряжения: особенности, сфера применения Современные ограничители перенапряжения пришли на смену устаревшим вентильным разрядникам. В роли основного рабочего элемента в них выступают нелинейные резисторы — варисторы. Они располагаются в корпусе, который изготавливается из высокопрочного полимера. Конструктивное исполнение ограничителей перенапряжения обеспечивает высокий уровень взрывобезопасности даже при  КЗ. Стоимость приборов определяется их исполнением. Они востребованы для использования в быту, например — в дачных домах или квартирах. Отличительные черты таких ограничителей перенапряжения — компактность и сравнительно небольшой вес. Обычно их конструкция подразумевает возможность крепления на DIN-рейку. В некоторых приборах реализована возможность дистанционного управления, а также индикация режимов функционирования. Ограничители перенапряжения классифицируются в зависимости от следующих признаков: типа изоляции — материалом изготовления может быть полимер или фарфор; конструктивного исполнения — устройства могут иметь одну или несколько колонок; величины рабочего напряжения; места установки. Устройства, предназначенные для монтажа на DIN-рейку, могут быть одно- и трехфазными. Также их делят на три класса: первые устанавливаются на вводе в здание, вторые — в распределительном щитке объекта, а третьи — непосредственно на оборудовании, которое нуждается в защите от помех. Конструкция и принцип действия Основным рабочим элементом ограничителя перенапряжения (сокращенно — ОПН) является варистор — переменный резистор с нелинейными вольтамперными характеристиками. В зависимости от сложности устройства их устанавливают от одного до нескольких десятков, соединенных последовательно и параллельно. ОПН для квартиры, коттеджа или дачи состоит: из прочного пластикового корпуса; сменного модуля, состоящего из одного или нескольких варисторов; указателя его износа (окошка, сигнализирующего о степени износа зеленым или красным цветом). Рассмотрим подробнее виды ОПН по типу изоляции и конструктивному исполнению: Фарфоровые. Колонка варисторов прижата к боковой поверхности трубы из стеклопластика, которая расположена внутри фарфоровой крышки. Такие ОПН устойчивы к температурным колебаниям и механическим воздействиям (основная механическая нагрузка приложена к изоляционному покрытию). Полимерные. Колонка варисторов заключена в прочный полимерный корпус, сделанный из высокомолекулярного каучука. Эти ОПН менее взрывоопасны, чем фарфоровые, однако подвержены влиянию сезонных колебаний температуры. Одноколонковые. Состоят из одной варисторной колонки, выпускаются в любом классе напряжения. Снижают массу ОПН. Многоколонковые. Состоят из нескольких модулей, образованных из определенного числа колонок. Применяются при больших классах напряжения и сложных условиях эксплуатации (грязь, влага). Принцип действия ограничителя перенапряжения основан на нелинейности вольтамперных характеристик варисторов. В нормальных условиях их сопротивление настолько велико, что электрический ток через них не проходит. Рабочим элементом для ограничителей перенапряжения электросетей в промышленном секторе являются специальные колонки, состоящие из набора варисторов. Последние соединяются в соответствии с последовательно-параллельной схемой и рассчитаны на высокое напряжение. Схемы подключения ограничителей перенапряжения Для защиты линий электроснабжения используют разные схемы подключения: синфазную. Применяется продольный принцип защиты каждого кабеля от перенапряжений по отношению к контуру земли; противофазную. Используется поперечный принцип защиты между каждой парой проводов; комбинированную. Этот способ объединяет оба предшествующих. Специфика монтажа В зависимости от модели ОПН устанавливаются на специальный фундамент с помощью болтов или крепятся к 3-лучевой опорной раме в вертикальном положении. Общий перечень работ: доставка в зону монтажа; внешний осмотр, удаление загрязнений, следов коррозии; монтаж пофазно с выверкой расстояний и с учетом ПУЭ; постепенная затяжка болтов на четверть-половину оборотов по кругу; подключение к сети с помощью шин либо оголенного провода (для исключения электрической коррозии применяется только алюминиевый проводник). Основные критерии подбора Наименование параметра Норма для исполнения ОПНп-3/550/3,6-УХЛ1(2) ОПНп-6/550/…УХЛ1(2) ОПНп-10/550/…УХЛ1(2) Класс напряжения сети, кВ 3 6 10 Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя, кВ (действ.) 3,6 6,0 6,6 7,2 7,6 10,5 11,5 12 12,7 Номинальное напряжение ограничителя, кВ 4,50 7,50 8,25 9,00 9,50 13,1 14,4 15,0 15,9 Номинальный разрядный ток, кА 10 Остающееся напряжение при грозовых импульсах тока 8/20 мкс, кВ с амплитудой:   — 5000 А 10,6 17,7 19,5 21,3 22,5 31 34 35,5 37,5 — 10000 А 11,5 19,2 21,1 23 24,3 33,6 36,8 38,4 40,6 — 20000 А 13 21,6 23,8 25,9 27,4 37,8 41,4 43,2 45,8 Остающееся напряжение при коммутационных импульсах тока 30/60 мкс, кВ с амплитудой:   — 250 А 8,56 14,3 15,7 17,1 18,1 25 27,4 28,5 30,2 — 500 А 8,94 14,9 16,4 17,9 18,9 26,1 28,6 29,8 31,5 — 1000 А 9,5 15,8 17,4 19 20 27,7 30,3 31,7 33,5 Остающееся напряжение при быстронарастающих импульсах тока 1/10 мкс с максимальным значением 10000 А, кВ не более 11,8 19,7 21,7 23,7 25 34,5 37,8 39,4 41,7 Ток пропускной способности, А 550 Количество воздействий импульсов тока:   при прямоугольных импульсах тока 8/20 мкс с максимальным значением 550 А, не менее 20 при грозовых импульсах тока 8/20 мкс с максимальным значением 10000А, не менее при импульсах большого тока 4/10 мкс с максимальным значением 100 кА, не менее 2 Классификационное напряжение ограничителя (при классификационном токе Iкл=2 мА), кВ не менее 4,54 7,56 8,32 9,07 9,58 13,2 14,5 15,1 16,0 Способность к рассеиванию нергии расчетного прямоугольного импульса 2000 мкс, кДж не менее 11,7 19,4 21,4 23,3 24,6 34,0 37,3 38,9 41,1 Удельная рассеиваемая энергия, кДж/кВ не менее 3,24 При выборе подходящего ограничителя напряжения обращайте внимание на следующие параметры: максимальное допустимое напряжение — величина, при которой прибор способен полностью сохранять свою работоспособность в течение неограниченного промежутка времени; номинальное напряжение — величина, при которой устройство может функционировать в течение десяти минут; ток проводимости — величина тока, который проходит через ОПН под воздействием напряжения. Обычно эта характеристика не превышает нескольких сотен микроампер; номинальный разрядный ток; расчетный ток коммутационного перенапряжения; токовая пропускная способность; устойчивость к короткому замыканию. При эксплуатации устройств следует соблюдать основные требования: корпус ограничителя перенапряжения в обязательном порядке должен быть защищен от прямого прикосновения человека; необходимо исключить вероятность возгорания в результате перегрузок; при выходе устройства из строя не должно происходить короткого замыкания в линии. С нами можно связаться По телефону: По электронной почте:

Ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН)

1. Назначение и принцип действия ОПН
2. Обозначение ОПН на схемах. Принципиальные схемы подключения
3. ОПН типа КР, РТ, РВ, РК
4. Конструкция ОПН
5. Выбор ОПН
6. Технические характеристики ОПН
7. Внешний вид и размеры ОПН 6-750 кВ
8. ГОСТы ОПН

1. Назначение и принцип действия ОПН

Ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) – это широко распространенные в промышленности высоковольтные аппараты, применяемые в сетях среднего и высокого классов напряжения переменного тока. Нелинейные ограничители защищают изоляцию электрооборудования подстанции и электрических сетей от скачков коммутационных и атмосферных перенапряжений.

Ограничители предназначены для эксплуатации при температуре от – 60°С до + 45°С (для внутренней установки максимальная температура + 55°С) и до 1000 метров над уровнем моря.

Защитная функция ОПН состоит в том, что при номинальной работе электроустановки ток, ограничитель перенапряжения пропускает ничтожно малый – доли миллиампера. Если происходит импульсный скачек напряжения, сопротивление ограничителя мгновенно падает до единиц Ом, варисторы при этом переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание перенапряжения, преобразовывая энергию импульса в тепловую энергию, которая рассеивается в окружающую среду. Ограничитель возвращается вновь в непроводящее состояние после окончания волны перенапряжения. ОПН может эффективно ограничивать высокочастотные скачки перенапряжения за счет мгновенного перехода в проводящее состояние.

 

Рисунок 1 – График изменения напряжения на оборудовании и тока через ОПН при воздействии перенапряжений.

2. Обозначение ОПН на схемах. Принципиальные схемы подключения

Стандартное графическое обозначение элемента схемы ОПН приведено на рисунке 2.

Рисунок 2 – Графическое обозначение ОПН

Рисунок 3 – Схема подключения ОПН для защиты промышленных и жилых потребителей.

Рисунок 4 – Защита РУ 10 кВ от набегающих грозовых волн с ВЛ напряжением 10 кВ на деревянных опорах.

3. ОПН типа КР, РТ, РВ, РК

ОПН–КР предназначены для защиты электрооборудования в сетях от 6 до 10 кВ. Рекомендуются для защиты трансформаторов и двигателей.

ОПН-РТ рекомендованы для защиты ответственного электрооборудования в сетях от 3 до 10 кВ при частых воздействиях перенапряжений. Используются для защиты трансформаторов электродуговых печей, электрических генераторов и др.

ОПН-РВ рекомендуются для применения вместо вентильных разрядников серии РВО. Ограничители типа ОПН-РВ не требуют проведения предварительных расчетов, так как отстроены от перенапряжений при однофазных дуговых замыканиях.

ОПН-РК предназначены для эксплуатации в районах 1-3 степени загрязнения атмосферы, применяются в сетях 35-110 кВ. Разработаны специально для защиты изоляции нейтрали трансформаторов 110 кВ.

4. Конструкция ОПН

Ограничители типов КР, РТ и РВ представляют собой высоковольтные аппараты, состоящие из последовательно соединенных варисторов, размещенных внутри изоляционного корпуса. Безопасное нахождение ОПН под напряжением обеспечивает высоко-нелинейная вольтамперная характеристика варисторов. При изготовлении ограничителей классов напряжения 3-10кВ, колонка резисторов находится между металлическими электродами и запрессовывается в оболочку из особого атмосфероустойчивого полимера.
Ограничители типа РК состоят из блоков варисторов соединенных последовательно, находящихся внутри покрышки. Покрышка состоит из стеклопластикового цилиндра.

5. Выбор ОПН

При выборе ОПН для конкретного случая, необходимо применять официальные рекомендации международных стандартов или методические указания (МЭК 60099-5).
Параметры ограничителя выбирают исходя из назначения, места установки, необходимого уровня ограничения перенапряжений, схемы сети и ее параметров (способа заземления нейтрали, максимального рабочего напряжения сети, степени компенсации емкостного тока на землю и его величины и т.д.).

По назначению ограничители применяют для защиты оборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений. Места для установки, а так же расстояния от защищаемого оборудования до ограничителей должны соответствовать требованиям «Правил устройства электроустановок», раздел 4 седьмое издание ПУЭ.

6. Технические характеристики ОПН

Таблица 1 – Технические характеристики ограничителей типа ОПН 6 – 10кВ (ОПН-КР/TEL–X/X УХЛ1(2)10/11.5)

Наименование параметров	6/6.0	6/6.9	10/10.5	10/11.5	10/12
Класс напряжения сети, кВ	6	6	10	10	10
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение Uнд; кВ	6.0	6.9	10.5	11.5	12.0
Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, Iн; кА	10	10	10	10	10
Остаточное напряжение Uост; кВ; не более:
– при коммутационном импульсе тока
125 А 30/60мкс	14.3	16.2	24.8	26.9	29.7
250 А 30/60мкс	14.6	16.5	25.4	27.6	30.4
500 А 30/60мкс	15.0	17.5	26.1	28.3	31.3
– при грозовом импульсе тока
5000 А, 8/20мкс	17.7	20.0	30.7	33.3	36.9
10000 А, 8/20мкс	19.0	21.5	33.0	35.8	39.6
20000 А, 8/20мкс	21.2	24.0	36.7	39.9	44.1
при крутом импульсе тока 10000А, 1/10мкс	21.3	24.1	36.9	40.1	44.3
Емкостный ток проводимости Iс, мА, не более:
амплитуда	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
действующее значение	0.45	0.45	0.45	0.45	0.45
Удельная энергия ОПН, кДж/кВ Uнд, не менее	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6
Максимальная амплитуда импульса тока 4/10мкс, кА	100	100	100	100	100
Взрывобезопасный ток при коротком замыкании Iкз, кА	16	16	16	16	16
Максимальное изгибающее усилие, Н	305	305	305	305	305

Характеристики ОПН представленные на рисунках 5 и 6 получены для ограничителей производителя TEL.
Характеристика «напряжение-время» ограничителей 6 — 10кВ типа ОПН–КР при образовании квазистационарных перенапряжений показана на рисунке – 5.

Рисунок 5 – Характеристика «напряжение–время»: 1 – с предварительным нагружением 3.6 кДж/кВ Uнд; 2 — без предварительного нагружения энергией.

Таблица 2 – Технические характеристики ограничителей типа ОПН 35 – 110 – 220 кВ (ОПН/TEL–X/X–550 УХЛ1)

Наименование параметров	35/40.5	110/78	110/84	220/146	220/156	220/168
Класс напряжения сети, кВ	35	110	110	220	220	220
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение Uнд; кВ	40.5	78	84	146	156	168
Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, Iн; кА	10	10	10	10	10	10
Остаточное напряжение Uост; кВ; не более:
– при коммутационном импульсе тока
125 А 30/60мкс	93	178	191	334	356	386
250 А 30/60мкс	98	188	202	352	376	404
500 А 30/60мкс	101	192	207	362	384	414
– при грозовом импульсе тока
5000 А, 8/20мкс	119	230	247	428	460	494
10000 А, 8/20мкс	130	250	269	468	500	538
20000 А, 8/20мкс	146	295	301	524	560	602
при крутом импульсе тока 10000А, 1/10мкс	153	295	317	552	590	634
Емкостный ток проводимости Iс, мА, не более:
амплитуда	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9
действующее значение	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7
Удельная энергия ОПН, кДж/кВ Uнд, не менее	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5
Максимальная амплитуда импульса тока 4/10мкс, кА	100	100	100	100	100	100
Взрывобезопасный ток при коротком замыкании Iкз, кА	30	30	30	30	30	30
Максимальное изгибающее усилие, Н	580	600	600	640	640	640

Характеристика «напряжение–время» ограничителей 35 – 220кВ типа ОПН–35,110,220 при образовании квазистационарных перенапряжений показана на рисунке – 6 .

Рисунок 6 – Характеристика «напряжение–время»: 1 — с предварительным рассеиванием энергии 5.5 кДж/кВ Uнд; 2 — без предварительного рассеивания энергии

7. Внешний вид и размеры ОПН 6-750кВ

Ограничители подвесного исполнения на классы напряжения 6-35кВ приведены на рисунке 7.

Рисунок 7 – ОПН подвесного исполнения: а) ОПН 6кВ; б) ОПН 10кВ; в) ОПН 35кВ

 
Внешний вид и размеры ОПН 110-220кВ подвесного исполнения представлены на рисунке 8.

Рисунок 8 – ОПН подвесного исполнения: а) ОПН 110кВ; б) ОПН 220кВ

Внешний вид и размеры ОПН 330-750кВ представлены на рисунках 9 и 10.

Рисунок 9 – а) ОПН 330кВ; б) ОПН 500кВ

Рисунок 10 – ОПН 750кВ

8. ГОСТы ОПН

1. ГОСТ Р 52725-2007. Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.

2. ГОСТ Р 53735.5-2009 Разрядники вентильные и ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Часть 5. Рекомендации по выбору и применению.

3. ГОСТ 34204-2017 Ограничители перенапряжений нелинейные для тяговой сети железных дорог. Общие технические условия.

4. Правила устройства электроустановок.

Ограничители перенапряжений

Ограничители перенапряжений (ОПН) или разрядники

Для защиты электрооборудования от перенапряжений, возникающих в сети, используют ограничители перенапряжений (разрядники).

Разрядники устанавливаются на вводе в электрическом шкафу до устройств защиты от тока утечки, иначе УЗО будет постоянно разрывать электрическую цепь, и за счет низкого сопротивления перехватывают перенапряжение и отводят его на землю.

ОПН Подразделяются на 3 класса, включающие в себя комбинированные, что позволяет комплексно защитить любое здание.

Возможные модификации:

• Класс 1 – первичная защита (Вводно-распределительные устройства, вводные устройства, главные распределительные устройства)

• Класс 1+2 – комбинированная, первичная и вторичная защита. Самый распространенный класс, во многих случаях достаточен для защиты здания целиком.

• Класс 2 – вторичная защита (Распределительные устройства)

• Класс 2+3 — комбинированная, вторичная и защита конечных потребителей. Эффективный способ защиты распределительных сетей.

• Класс 3 – защита конечного оборудования либо шкафов управления конечного оборудования.

Необходимая информация для выбора разрядника:

1. Тип здания

2. Условия монтажа

3. Место установки

4. Исполнение сети

По исполнению разрядники бывают нескольких типов:

• Варисторного типа – простые и распространенные, отличаются между собой характеристиками импульсного тока, уровнем защиты Up, присутствуют в классах 1, 2, 3.

• Устройства с дугогасительной камерой – более сложные и эффективные устройства, присутствуют только в классе 1, но комбинируются с разрядниками класса 2 в цельное устройство, гасят ток последействия сети.

В первом случае разрядники выделяются своей ценой и универсальностью, вторые – устанавливаются на ответственные объекты и имеют более дорогой ценовой сегмент.

Купить разрядники перенапряжения (ОПН).

Компания “Локальные системы” ООО — официальный дистрибьютор, предлагаемая нами продукция — сертифицирована, поставляем изделия непосредственно от производителя. Налаженная логистика позволяет поставлять товар в кратчайшие сроки со склада в Минске, товар под заказ поставляем в течении 3-х недель.

AC 220V / 120V Схемы защиты от перенапряжения

Скачки напряжения иногда могут быть большой помехой с точки зрения безопасности различных электронных устройств. Давайте узнаем, как сделать простые схемы сетевого фильтра переменного тока в домашних условиях.

Что такое устройство защиты от перенапряжения

Устройство защиты от перенапряжения — это электрическое устройство, которое предназначено для нейтрализации незначительных скачков напряжения и переходных процессов, которые обычно возникают в электросетях. Обычно они устанавливаются в чувствительное и уязвимое электронное оборудование, чтобы предотвратить его повреждение из-за этих внезапных беспрецедентных скачков и колебаний напряжения.

Они работают, мгновенно закорачивая любое избыточное высокое напряжение, которое может появиться в сети переменного тока на длительное время.

Эта продолжительность обычно длится в микросекундах. Все, что превышает этот период времени, может вызвать возгорание или повреждение самого ограничителя перенапряжения

Что такое скачок напряжения

Внезапный скачок напряжения — это, по сути, резкое повышение напряжения, продолжающееся не более нескольких миллисекунд, но достаточное, чтобы вызвать повреждение к нашему драгоценному оборудованию практически мгновенно.

Таким образом, становится необходимым остановить или заблокировать их от проникновения в уязвимые электронные устройства, такие как наши персональные компьютеры.

Коммерческие устройства для защиты от шипов, хотя и доступны довольно легко и дешево, им нельзя доверять и, кроме того, в них нет системы проверки надежности, так что это становится просто «предполагающей» игрой, пока все не закончится.

Рабочий проект

Схема простого устройства защиты от перенапряжения сети переменного тока, показанная ниже, которая показывает, как сделать простое самодельное устройство защиты от высокого тока сети переменного тока, основана на очень простом принципе «скоростного отключения» начального толчка через компоненты, которые хорошо оборудован в поле.

Простого стального резистора и комбинации MOV более чем достаточно для обеспечения необходимой защиты.

Здесь R1 и R2 представляют собой 5 витков железной проволоки (толщиной 0,2 мм) над воздушным сердечником диаметром 1 дюйм, за каждым из которых следует подключенный к ним варистор соответствующего номинала или MOV, чтобы стать полноценной системой защиты от шипов.

Внезапно высокий переменный ток, поступающий на вход шипа, эффективно устраняется, и «жало» поглощается соответствующими частями, и безопасная и чистая сеть проходит через подключенную нагрузку.

Расчеты и формулы варистора на основе оксида металла (MOV)

Расчет энергии во время подачи такого импульса дается по формуле:

E = (Vpeak x I peak) x t2 x K
где:
Ipeak = пиковый ток
Vpeak = напряжение при максимальном токе
β = задано для I = ½ x Ipeak до Ipeak
K является константой, зависящей от t2, когда t1 составляет от 8 мкс до 10 мкс
Низкое значение β соответствует низкому значению Vpeak, а затем до низкого значения E.

Защита от переходных процессов с использованием индукторов и MOV

Вопрос относительно предотвращения скачков напряжения в электронном балласте

Привет, swagtam, я нашел ваш адрес электронной почты в вашем блоге.Мне действительно нужна твоя помощь. На самом деле у моей компании есть заказчик в Китае, мы производим УФ-лампы и используем для них электронный балласт. Теперь проблема в Китае из-за перенапряжения, балласт перегорел, поэтому я разработал схему, которая находится в приложении, которая тоже не помогает?

, поэтому я нашел вашу идеальную схему защиты от высокого / низкого напряжения, которую я хочу построить. или вы можете сказать мне обновление, если я могу сделать в моей схеме, что будет здорово. извините, если я вас обоих. но мне действительно нужна твоя помощь, чтобы спасти мою работу, спасибо, Кришна Шах

Решение

Привет, Кришна, По моему мнению, проблема может быть не в колебаниях напряжения, а скорее из-за внезапных скачков напряжения ваш контур балласта.Схема, показанная вами, может оказаться не очень эффективной, потому что она не включает резистор или какой-либо барьер с MOV. Вы можете попробовать следующую схему, введя ее в точку входа в схему балласта.

Надеюсь, что это сработает:

Примечание. Резисторы на 10 Ом должны иметь размерность в соответствии с током нагрузки. Формула для их расчета: R1 + R2 = Supply V — Load V / Load Current

Использование NTC и MOV

На следующем изображении показано, как два разных устройства подавления внезапного высокого напряжения могут быть связаны с линией электросети для достижение обоюдоострой безопасности.

NTC здесь обеспечивает начальное включение тока при защите от бросков, предлагая более высокое сопротивление из-за его начальной более низкой температуры, но в ходе этого действия его температура начинает повышаться, и он начинает пропускать больший ток для прибора до тех пор, пока он не начнет нормальную работу. достигнутые условия.

MOV на другом выходе дополняет выход NTC и гарантирует, что в случае, если NTC не может правильно остановить натиск повышающего всплеска, он сам включается, замыкая остаточное высокое переходное содержимое на землю и, как результат, устанавливает максимально безопасный питание подключенной нагрузки или прибора.

Схема сетевого фильтра и подавления перенапряжения от радиопомех

Если вам нужна схема сетевого фильтра переменного тока с комбинированной защитой от подавления радиочастотных помех (RFI) и контролем скачков напряжения, то следующая конструкция может оказаться весьма удобной.

Как мы видим, входная сторона защищена NTC и MOV. MOV заземляет любой мгновенный скачок перенапряжения, в то время как NTC ограничивает перенапряжение.

Следующая ступень представляет собой линейный фильтр радиопомех, состоящий из небольшого ферритового трансформатора и нескольких конденсаторов.Трансформатор задерживает и блокирует прохождение любых входящих или исходящих RFI по линии, в то время как конденсаторная сеть усиливает эффект, заземляя остаточную высокочастотную составляющую по линии.

Трансформатор построен на небольшом ферритовом стержне, имеющем две идентичные обмотки, намотанные одна на другую, и одно из концевых соединений обмотки, переставленное местами между входной / выходной нейтралью.

Новые требования к MOV, используемым для подавления перенапряжения в сетевых портах переменного тока

Металлооксидные варисторы (MOV) широко используются для защиты от перенапряжения в сетевых портах переменного тока электронных устройств.Они также обычно используются во внешних устройствах защиты от перенапряжения, предназначенных для использования в сети переменного тока. MOV были очень популярны в течение многих лет из-за их низкой стоимости и их замечательной способности выдерживать большие импульсные токи.

В соответствии с существующими в США и Европейском союзе (ЕС) стандартами безопасности, основанными на IEC 60950-1 «Информационное оборудование», требования к MOV оставались довольно стабильными в течение нескольких лет и относительно скромными. Однако как в США, так и в ЕС стандарты безопасности, основанные на IEC 60950-1, в настоящее время планируется отменить в декабре 2020 года и будут заменены новыми стандартами, основанными на IEC 62368-1, аудио / видео, информационные технологии. и коммуникационное оборудование.

Новые требования MOV в IEC 62368-1 сложнее выполнить, поэтому производителям необходимо подготовиться к переходу. Простое соблюдение более ранних требований MOV на основе IEC 60950-1 не гарантирует соответствия новым стандартам, основанным на IEC 62368-1.

К сожалению, новые требования MOV в IEC 62368-1 вызвали большую путаницу из-за формулировок Приложения G.8 для MOV. Цель этой статьи — устранить эту путаницу, насколько это возможно. Обратите внимание, что это всего лишь авторская интерпретация IEC 62368-1, и возможны другие интерпретации.

Что такое MOV?

MOV — это 2-контактное устройство, которое имеет двунаправленное электрическое поведение, аналогичное конфигурации встречных лавинных диодов. Например, MOV, рассчитанный на выдерживание 400 В постоянного тока, обычно будет проводить менее 1 мА при 400 В постоянного тока, но он будет проводить все больший ток при более высоких приложенных напряжениях.

Ток может достигать 1 А при 600 В постоянного тока, 100 А при 700 В постоянного тока и 1000 А при 900 В постоянного тока. Нет порога внезапного включения.Скорее, проводимый ток экспоненциально увеличивается по мере увеличения приложенного напряжения и уменьшается по мере уменьшения приложенного напряжения. На рисунке 1 показаны некоторые типичные MOV.

Рисунок 1: Примеры MOV

Альтернативы MOV

Еще одним распространенным элементом подавления выбросов, который может выдерживать очень высокие импульсные токи, является газоразрядная трубка (GDT). GDT достигают своей впечатляющей способности управлять током за счет резкого скачка напряжения, при котором они переключаются в проводящее состояние, которое является почти коротким замыканием.Иногда это называют характеристикой «лома». Обратите внимание, что когда компонент защиты от перенапряжения с двумя выводами работает, мгновенная рассеиваемая мощность в компоненте составляет:

Рассеиваемая мощность = (напряжение на компоненте) x (ток, проходящий через компонент)

Таким образом, в отличие от MOV, GDT выдерживает большие импульсные токи, потому что при срабатывании напряжение на нем падает до низкого значения. Это снижает мгновенное рассеивание мощности. В результате при той же способности к импульсному току GDT может быть физически меньше, чем соответствующий MOV.

После запуска в проводящее состояние GDT требует, чтобы ток упал почти до нуля, чтобы сбросить GDT в выключенное состояние. Для применяемых сигналов переменного тока частотой 60 Гц ток падает до нуля дважды за цикл, что соответствует каждые 8,3 мс, так что это, по-видимому, обеспечивает необходимую возможность отключения. К сожалению, если состояние перенапряжения удерживает GDT в проводящем состоянии более нескольких секунд, накопленное тепло в GDT не позволит ему отключиться в ответ на очень короткие переходы через ноль формы волны переменного тока 60 Гц.Таким образом, GDT сами по себе не подходят для замены MOV, подключенных к сети переменного тока.

Поскольку MOV не имеет характеристики лома, он должен выдерживать одновременное присутствие высокого напряжения и большого тока. Это приводит к очень высокому мгновенному рассеянию мощности на MOV, но обеспечивает надежное отключение, когда напряжение сети переменного тока возвращается в норму после скачка напряжения.

Основные электрические параметры MOV

В то время как общее поведение MOV напоминает поведение двух последовательно соединенных лавинных диодов, величина импульсного тока, который может выдержать MOV, значительно выше.Поскольку характеристика включения MOV является постепенной, а не резкой, трудно определить конкретное напряжение, при котором MOV считается выключенным. Чтобы устранить эту характеристику плавного включения, промышленность назначает номинальное напряжение MOV, которое соответствует максимальному среднеквадратичному напряжению переменного тока, которое MOV будет выдерживать непрерывно без проведения значительного тока. И IEC 60950-1, и IEC 62368-1 требуют, чтобы номинальное напряжение MOV составляло не менее 125% от номинального напряжения оборудования.Таким образом, для сети с напряжением 240 В (действующее значение) номинальное напряжение MOV должно быть не менее 300 В.

При нормальном прилагаемом сетевом напряжении 240 В (среднекв.) Преобразователь напряжения, рассчитанный на 300 В (среднекв.), Будет проводить менее 1 мА. Однако, если импульсное напряжение применяется к MOV, MOV на мгновение будет проводить гораздо больший ток и ограничит выброс обычно менее 1 кВ. Учитывая, что грозовые скачки в сети переменного тока могут превышать 6 кВ и могут иметь пиковые токи, превышающие 3000 А, способность MOV ограничивать такие скачки до уровня менее 1 кВ без повреждений является очень полезной первой линией защиты для защиты от перенапряжения.

В то время как номинальное напряжение для MOV обычно является первым параметром, который выбирает инженер-конструктор, способность выдерживать ток часто игнорируется. На рисунке 1 все показанные MOV рассчитаны на непрерывную работу в среднеквадратическом напряжении 300 В (пиковое значение 424 В). Все они имеют номинальный порог 1 мА, равный 470 В постоянного тока. Разница в физических размерах (и стоимости) заключается в том, что более крупные MOV могут выдерживать более высокие импульсные токи без повреждений. И для любого заданного импульсного тока более крупные MOV будут иметь более низкое напряжение ограничения.

При испытании стандартным импульсным перенапряжением 8/20 мкс наименьший MOV на рисунке 1 может выдержать 100 скачков 1000 A без повреждения, в то время как самый большой MOV может выдержать 100 скачков 3000 A. Кроме того, при испытании с 1000 A импульс, самый маленький MOV ограничит импульсное напряжение до 1200 В, а самый большой ограничит импульсное напряжение до 900 В.

Таким образом, помимо выбора MOV с подходящими порогами включения, проектировщики должны также учитывать как размер, так и количество скачков, которым, вероятно, будет подвергаться MOV в течение своего срока службы.Хотя физически меньший MOV на 300 В (среднеквадратичное значение) стоит меньше, чем более крупный, он может плохо работать в реальных приложениях. Некоторые требования и тесты в МЭК 62368-1 специально разработаны для предотвращения использования конструкторами MOV меньшего размера. Чтобы соответствовать требованиям к допуску перенапряжения в IEC 62368-1, для большинства применений в сети переменного тока потребуется MOV с минимальным диаметром диска в диапазоне от 14 мм до 20 мм.

Режимы отказа MOV

Как отмечалось выше, MOV имеют характеристику плавного включения и обычно проводят небольшой ток утечки даже при приложенных напряжениях, которые значительно ниже их номинального порогового напряжения.Если MOV подвергается скачкам, превышающим его номинальные характеристики, может произойти необратимое повреждение, которое приведет к увеличению тока утечки. В некоторых приложениях токи утечки всего несколько мА могут представлять опасность поражения электрическим током.

Кроме того, если этот ток утечки станет достаточно большим, внутри MOV произойдет самонагрев. Как отмечалось ранее, мгновенная мощность, рассеиваемая в MOV, равна приложенному напряжению, умноженному на ток через MOV. Когда MOV постоянно подключен к сети переменного тока, этот самонагрев может создавать положительную обратную связь, когда более высокий ток утечки приводит к более высокому самонагреву, что приводит к еще более высокому току утечки.

Последующие скачки напряжения могут еще больше ускорить этот режим отказа. В какой-то момент MOV перейдет в режим теплового разгона, который выделяет значительное количество тепла и разрушает MOV. В некоторых ситуациях тепло, выделяемое MOV, может вызвать возгорание близлежащих материалов. На рисунке 2 показан пример повреждения из-за перегрева MOV.

Рисунок 2: Перегрев MOV

Почему меняются требования MOV?

Развивающиеся требования безопасности для MOV направлены на решение двух различных аспектов вышеупомянутых режимов отказа MOV:

1. Поражение электрическим током
2. Пожарная опасность

Если MOV подключен между сетью переменного тока и надежным защитным заземлением, увеличение тока утечки MOV просто приведет к большему току утечки, проводимому на землю.Однако, если заземление ненадежно и каким-то образом не связано с землей, ток утечки через MOV позволит проводящим частям, подключенным к заземлению, подняться до напряжения сети переменного тока. Это может привести к поражению электрическим током.

Независимо от того, правильно ли заземлено оборудование, MOV обычно выделяет много тепла, когда он переходит в режим теплового разгона. При определенных условиях это чрезмерное тепло может вызвать пожар. Таким образом, стандарты безопасности развиваются, чтобы устранить опасность возгорания, а также риск поражения электрическим током.

Требования, касающиеся опасности поражения электрическим током

В большинстве обычных офисных и бытовых приборов, питающихся от сети переменного тока, используется знакомая вилка, которая вставляется в стандартную розетку. Оборудование, которое использует этот тип подключения к сети переменного тока, упоминается в стандартах безопасности как «подключаемое оборудование типа A».

Вилки

типа A могут иметь два или три контактных контакта. 2-контактная версия подключается только к сети переменного тока и используется, когда оборудование не требует заземления для обеспечения безопасности.В 3-контактной версии добавлен контакт заземления для подключения к заземлению. Часто заземляющее соединение для такого оборудования состоит исключительно из этого третьего контакта на сетевой вилке переменного тока.

Известно, что иногда заземление в розетке не подключается должным образом к заземлению. Кроме того, некоторые пользователи будут использовать «переходник для читеров» для подключения трехконтактной вилки к розетке, в которую можно вставлять только двухконтактные вилки. По этим причинам заземление, достигаемое с помощью вставной вилки типа A, не считается надежным.

Как отмечалось ранее, если MOV подключен от сети переменного тока к защитному заземлению, ток утечки через MOV просто потечет на защитное заземление. Однако, если предполагаемое заземление не выполнено, необходимо принять меры для предотвращения возможного поражения пользователей электрическим током при прикосновении к проводящим частям, которые должны быть заземлены.

Для подключаемого оборудования типа A наиболее распространенным решением для предотвращения перерастания тока утечки MOV в опасность поражения электрическим током является размещение GDT последовательно с MOV.GDT почти не имеет тока утечки, пока приложенное напряжение не приблизится к напряжению включения GDT. Таким образом, если GDT имеет номинальное напряжение включения 300 В (среднекв.), То при приложенном сетевом напряжении переменного тока 240 В (среднекв.) Не будет протекать значительный ток утечки.

Некоторые читатели могут задаться вопросом, почему невозможно просто использовать GDT без MOV. Как отмечалось ранее, GDT испытывают трудности с отключением после продолжительного скачка напряжения, вызвавшего нагрев электродов GDT. В ситуациях, когда на схеме защиты всегда присутствует среднеквадратичное напряжение 240 В, для отключения GDT требуется некоторая помощь от MOV.

Требования, касающиеся пожарной опасности

Чтобы ограничить риск возгорания, в существующих стандартах есть несколько опций:

1. Включите простой предохранитель последовательно с MOV, чтобы ограничить максимально возможное самонагревание;
2. Подключите термически активируемый последовательный предохранитель к корпусу MOV;
3. Держите MOV достаточно далеко от любых горючих материалов; или
4. Поместите MOV в противопожарное ограждение.

Обратите внимание, что вариант 1 имеет некоторые практические ограничения, поскольку любые импульсные токи, которые должен выдерживать MOV, должны проходить через предохранитель.Очень сложно сконструировать предохранитель, который отключается при достаточно низком токе, чтобы контролировать самонагрев в MOV, а также не открывать предохранитель для типичных импульсных токов, которые MOV предназначен для проведения.

Вариант 2 — все более распространенный метод соответствия. Некоторые производители MOV предлагают термозащищенные MOV (TP-MOV), которые имеют термически активируемый плавкий предохранитель, соединенный с корпусом MOV. На рисунке 3 показаны два примера TP-MOV. Небольшая выпуклость на красной стороне TP-MOV — это предохранитель.В черном TP-MOV MOV и внешний плавкий предохранитель плотно соединены внутри корпуса.

Рисунок 3: Примеры термозащищенных MOV

Варианты 3 и 4 обычно используются в изделиях, где есть достаточно места для их размещения.

Основные исключения из некоторых требований MOV

Вышеупомянутое обсуждение касалось наиболее распространенной конфигурации, в которой подключаемый сетевой разъем типа A является единственным средством заземления, а пороги включения MOV установлены чуть выше пикового уровня сетевого напряжения переменного тока.

Необходимость управления током утечки MOV с помощью серии GDT значительно снижается, если оборудование имеет надежное заземление. Требование к надежному заземлению можно удовлетворить несколькими способами, например, потребовать установки оборудования обученным профессионалом или использовать промышленный сетевой штекер типа B.

Для ограничения риска возгорания некоторые стандарты не применяют MOV, у которого порог включения намного превышает нормальное напряжение сети переменного тока. Обоснование состоит в том, что, если вероятность повреждения MOV от скачка напряжения низкая, риск пожара устраняется надлежащим образом.Для использования этой опции обычно требуется, чтобы номинальный порог включения MOV превышал 1500 В (среднеквадратичное значение), что потенциально ограничивает полезность защиты от перенапряжения MOV.

Эти исключения не будут здесь подробно обсуждаться, но их стоит изучить, если предполагаемое приложение может соответствовать требованиям.

Краткий обзор разработки стандартов

Международная электротехническая комиссия (МЭК) — это организация по стандартизации, в которую входят более 100 стран-членов по всему миру.IEC публикует широкий спектр справочных стандартов, включая IEC 60950-1, Безопасность оборудования информационных технологий, и IEC 62368-1, Аудио / видео, оборудование информационных и коммуникационных технологий.

Сами по себе эти стандарты IEC не имеют регулирующей силы. Однако страны-члены обычно используют стандарты IEC в качестве основы для своих национальных нормативных стандартов. Так мы получаем стандарты EN 60950-1 и EN 62368-1 в ЕС, а также UL 60950-1 и UL 62368-1 в США

. Страны-члены

IEC обычно принимают последнюю версию стандарта IEC с задержкой в ​​один или несколько лет, поскольку для этого требуется национальный технический обзор, а иногда и законодательные меры, чтобы придать национальному стандарту силу закона.При принятии стандарта МЭК некоторые страны-члены вносят незначительные изменения в текст МЭК. Таким образом, хотя все национальные версии данного стандарта IEC по существу идентичны, между ними могут быть незначительные различия.

В результате различия в датах принятия и техническом содержании затрудняют общие заявления о том, что требуется в конкретной стране на конкретную дату. Для простоты в этой статье будут обсуждаться только версии IEC 60950-1 и 62368-1.Оказывается, даже это кажущееся упрощение не решает проблему полностью.

Развитие стандарта IEC 60950-1

Первое издание IEC 60950-1 было первоначально опубликовано в 2001 году. Первое издание не содержало явных требований к использованию MOV в цепях питания переменного тока.

Второе издание было опубликовано в 2005 году. Во втором издании 2005 года использование MOV в цепях питания переменного тока было сильно ограничено. MOV разрешалось размещать через сеть переменного тока при условии, что плавкий предохранитель был подключен последовательно с MOV.Для MOV, подключенных между сетью переменного тока и заземлением, заземление должно быть «надежным».

Обратите внимание, что требование надежного заземления исключает использование MOV, подключенных от сети переменного тока к контакту заземления на сетевой вилке переменного тока обычных подключаемых офисных и бытовых товаров типа A.

Во второе издание 2005 года в 2009 году были внесены поправки, позволяющие размещать GDT последовательно с MOV при использовании с надежно заземленным оборудованием, но поправка не позволяла подключать эту последовательную комбинацию от сети переменного тока к заземляющему контакту подключаемого типа A. оборудование.

Вторая поправка, внесенная в 2013 г., позволила использовать комбинацию серии MOV-GDT между сетью переменного тока и заземляющим контактом подключаемого оборудования типа A при условии, что только GDT может пройти следующие испытания:

• GDT должен был пройти испытание на электрическую прочность основной изоляции; и
• Внешняя конструкция GDT должна была отвечать требованиям утечки и зазорам для основной изоляции.

Для типичного применения в цепи сети 240 В (среднекв.), Требования к базовой изоляции в IEC 60950‑1 включают испытание на электрическую прочность 1500 В (среднекв.), Длину пути утечки не менее 2.5 мм и расстояние не менее 2,0 мм.

Итак, наконец-то стало возможным подключить серию MOV-GDT от сети переменного тока к заземлению обычного подключаемого оборудования типа A, но испытание на электрическую прочность для GDT означало, что GDT должен иметь порог пробоя, превышающий 1500 В (среднеквадратичное значение). .

Развитие стандарта IEC 62368-1

Цель IEC 62368-1 состоит в том, чтобы в конечном итоге заменить IEC 60950-1 (а также IEC 60065, который здесь не обсуждается) стандартом, который приближает соответствие требованиям безопасности с использованием другой концептуальной основы.IEC 60950-1 обычно считается «предписывающим» стандартом, который предоставляет разработчикам продукции набор предписанных правил проектирования.

В МЭК 62368-1 была сделана попытка просто идентифицировать набор известных опасностей безопасности, а затем предоставить проектировщикам выбор из нескольких вариантов для обеспечения подходящей защиты от этих опасностей. Вот почему IEC 62368-1 обычно называют стандартом, основанным на опасностях. Разработчики, знакомые только с применением МЭК 69050-1, вероятно, столкнутся с некоторыми трудностями при адаптации к основанной на опасностях структуре МЭК 62368-1.

Первое издание стандарта IEC 62368-1 было опубликовано в 2010 году, а второе издание было опубликовано в 2014 году. Третье издание было завершено к 2018 году и, вероятно, будет выпущено к тому времени, когда эта статья будет опубликована.

В первом издании IEC 62368-1 2010 г. требования к MOV, используемым в цепях питания переменного тока, были более обширными, чем в IEC 60950-1. Были добавлены специальные тесты на импульсные перенапряжения, чтобы убедиться, что MOV может выдерживать ожидаемые токи грозовых перенапряжений длительностью 8/20 мкс и длительные перегрузки в несколько часов.

И впервые были добавлены подробные требования для устранения риска возгорания от MOV. Разработчикам были предоставлены варианты использования защитного предохранителя на 10 А максимум, ограниченной зоны вокруг MOV или противопожарного ограждения. Для преобразователей частоты, рассчитанных на напряжение менее чем в два раза превышающее максимальное номинальное напряжение оборудования, была применена серия длительных испытаний на перегрузку продолжительностью до четырех часов при напряжениях, вдвое превышающих номинальное напряжение оборудования. Для этого длительного испытания на перегрузку цепь должна была откликнуться на разрыв цепи.

Во втором издании IEC 62368-1 2014 г. требования к MOV были дополнительно расширены. Одно изменение заключалось в том, чтобы потребовать, чтобы любой MOV, подключенный между сетью и землей подключаемого оборудования типа A, имел GDT, подключенный последовательно с MOV. Серия GDT должна отвечать требованиям базовой изоляции в отношении внешнего пути утечки и зазора. Кроме того, GDT должен был пройти испытание на электрическую прочность твердой изоляции, используемой в основной изоляции.

Это привело к увеличению необходимой электрической прочности GDT до 1768 В (среднекв.), В отличие от теста на 1500 В (среднекв.), Который применялся в соответствии с IEC 60950-1.Неясно, было ли это изменение намеренным.

Второе изменение расширило и прояснило долговременные испытания на перегрузку. Третьим изменением было добавление теста на временное перенапряжение продолжительностью до пяти секунд. Для этого теста было допустимо, но не обязательно, чтобы цепь разомкнулась.

В Третьем издании 2018 года большая часть формулировок Приложения G.8 была пересмотрена, но основные требования в основном остались прежними. Некоторые из конкретных требований на уровне компонентов позволяют использовать МЭК 61643-331 издания 2017 г. в качестве альтернативы МЭК 61051-2.Что касается испытания на временное перенапряжение, то теперь сделана ссылка на МЭК 61643-11 издания 2011 г., а не на указание всех деталей испытания непосредственно в Приложении G.8

.

В странах, которые приняли национальную версию IEC 62368-1, текущая национальная версия, как правило, основана на Второй редакции IEC 62368-1 2014 года. Это начнет меняться после выхода Третьего издания 2018 года.

В настоящее время производители могут использовать национальные версии либо второго издания IEC 60950-1 (с поправками), либо национальные версии IEC 62368-1.В какой-то момент, запланированный на декабрь 2020 года, стандарт IEC 60950-1 будет отменен, и производители больше не смогут использовать этот стандарт для демонстрации соответствия требованиям безопасности для новых продуктов.

Распространено заблуждение, что любой продукт, соответствующий стандарту IEC 60950-1, будет также соответствовать стандарту IEC 62368-1. Хотя это было общей целью Первой редакции МЭК 62368-1, некоторые конфликты присутствовали даже в Первой редакции. Значительно больше конфликтов было введено в последующих редакциях IEC 62368-1.Таким образом, по мере приближения даты отзыва МЭК 60950-1 важно быть готовым выполнить требования МЭК 62368-1.

Типичные схемы защиты, содержащие MOV

В последующем обсуждении будут сравниваться типичные схемы защиты сети переменного тока, соответствующие стандарту IEC 60950-1 (второе издание, с поправками до 2013 г.), и типовые схемы, соответствующие стандарту IEC 62368-1 (третье издание, 2018 г.). Обсуждение будет ограничено подключаемым оборудованием типа А.На рисунке 4 показаны четыре различные схемы защиты, которые иллюстрируют диапазон возможных решений.

Рисунок 4: Типичные схемы защиты

Обратите внимание, что все схемы на Рисунке 4 рассчитаны на сетевое напряжение переменного тока 240 В (среднеквадратичное значение). Для конструкции, которая поддерживает только сеть переменного тока 120 В (среднеквадратичное значение), используемую в Северной Америке, некоторые из заявленных значений напряжения компонентов могут быть ниже. Также обратите внимание, что указанные номинальные значения напряжения как для MOV, так и для GDT представляют собой среднеквадратичное значение выдерживаемого напряжения переменного тока.В то время как MOV обычно рассчитываются с использованием среднеквадратичного переменного напряжения, GDT обычно рассчитываются на запускающее напряжение постоянного тока, поэтому разработчики должны учитывать это различие при выборе компонентов.

Цепь A показывает очень простую цепь, которая разрешена в соответствии с IEC 60950-1. Обратите внимание, что, поскольку между сетью переменного тока и землей нет MOV, нет проблем с опасностью поражения электрическим током, создаваемой MOV. MOV, подключенный к сети переменного тока, может иметь высокий ток утечки без риска поражения электрическим током.

В IEC 60950-1 плавкий предохранитель явно вызван из-за желания ограничить риск возгорания. Однако требования к этому предохранителю не указаны, кроме требования, чтобы предохранитель имел «адекватную отключающую способность». Похоже, что термин «адекватная отключающая способность» может относиться к номинальному току продукта, а не к какой-либо конкретной характеристике MOV.

Цепь B показывает, как цепь A обычно изменяется в соответствии с Третьим изданием IEC 62368-1.Ключевое отличие состоит в том, что MOV был заменен на TP-MOV. Использование TP-MOV явно не требуется в МЭК 62368-1, но тесты, которые используются для оценки риска возгорания, очень трудно пройти без использования TP-MOV.

Важно отметить, что, хотя цепи A и B показаны как используемые с незаземленной сетевой вилкой, их также можно использовать с оборудованием, имеющим заземленную сетевую вилку. Основное ограничение для этих двух простых схем состоит в том, что между сетью переменного тока и заземляющим контактом сетевой вилки переменного тока не может быть никаких MOV.

Схема C показывает гораздо более сложную конфигурацию, обычно используемую для соответствия IEC 60950-1, когда MOV подключены к заземлению. По сравнению с схемой A, первое изменение состоит в том, что необходимо добавить предохранитель F3 для ограничения тока через MOV-3. Кроме того, были добавлены GDT-1 и GDT-2, чтобы блокировать ток утечки MOV, который в противном случае мог бы привести к поражению электрическим током, если заземление оборудования отсутствует.

Цепь D показывает, как цепь C обычно модифицируется в соответствии с IEC 62368-1.Ключевое изменение состоит в том, что три MOV в цепи C были преобразованы в TP-MOV. Другое изменение состоит в том, что было увеличено среднеквадратичное значение выдерживаемого напряжения переменного тока GDT.

Полезно отметить, что более сложные схемы цепей C и D не обязательно требуются для адекватной защиты от перенапряжения. Из-за других требований к безопасной изоляции большинство источников питания, подключаемых к сети, имеют изолирующий барьер, рассчитанный на 3000 В среднеквадратического значения, который отделяет выходные цепи источника питания от входов сети переменного тока.Обычно нетрудно или дорого гарантировать, что этот изолирующий барьер может выдерживать синфазные скачки (скачки, возникающие между сетью переменного тока и заземлением) пиковой мощностью 10 кВ.

Пиковое отклонение от перенапряжения 10 кВ для синфазных перенапряжений обычно достаточно для устранения необходимости в подключении компонентов защиты от перенапряжения между сетью переменного тока и заземлением. В большинстве случаев стоимость модернизации изолирующего барьера для выдерживания пикового напряжения 10 кВ будет намного меньше, чем стоимость добавления компонентов защиты от перенапряжения между сетью переменного тока и землей.

Обратите внимание, что для большинства приложений по-прежнему требуется какая-либо защита от перенапряжения в сети переменного тока, аналогичная той, что показана в схемах A и B. Это связано с тем, что входные цепи большинства источников питания, подключенных к сети переменного тока, имеют активную электронику, подключенную через Сеть переменного тока, и эта электроника должна быть надлежащим образом защищена от дифференциальных скачков напряжения в сети переменного тока.

Некоторые комментарии к требованиям MOV в IEC 62368-1

Требования MOV в МЭК 62368-1 составляют всего несколько страниц, но их трудно понять рядовым инженерам-проектировщикам.Хотя двумя основными проблемами, которые пытаются решить требования MOV, являются поражение электрическим током и риск возгорания, не всегда ясно, какую из этих двух опасностей пытается устранить данное требование.

Действительно, ключевая цель этой статьи — помочь читателям IEC 62368-1 понять основные проблемы безопасности, которые пытаются решить новые требования. Это понимание может быть весьма полезным при попытке интерпретировать заявленные требования. В частности, знание основных проблем полезно для понимания различных разрешенных исключений и альтернативных решений.

Другая проблема текущей версии требований MOV в МЭК 62368-1 — непоследовательное использование терминов и определений. Например, определенные тесты, которые применяются к MOV, могут не применяться к TP-MOV или к MOV, подключенному последовательно с GDT. Было бы полезно, если бы термин «MOV» можно было четко отличить от «схемы защиты, содержащей MOV».

В некоторых других стандартах безопасности проводится четкое различие между компонентом защиты от перенапряжения (отдельный компонент) и схемой защиты от перенапряжения (два или более компонентов, соединенных вместе).Это различие не всегда ясно в Третьем издании МЭК 62368-1, и это создает пространство для различных интерпретаций применимых требований.

В результате проектировщики, которые планируют перейти на IEC 62368-1, должны запланировать потратить некоторое время, пытаясь понять, как соответствовать требованиям MOV, и должны быть готовы к возможным различным интерпретациям среди экспертов по безопасности и испытательных лабораторий.

Сводка

В течение нескольких лет экспертов по безопасности все больше беспокоила возможность того, что перенапряжение MOV может привести к поражению электрическим током, а также к возможности возгорания.Начиная со Второго издания МЭК 60950-1 2005 г., последовательные стандарты безопасности расширили способы решения этих двух проблем безопасности MOV.

В настоящее время большинство разработчиков оборудования для информационных технологий (ITE) имеют возможность использовать национальный

, основанные на версии МЭК 60950-1 2013 г. или альтернативных национальных стандартах, основанных на МЭК 62368-1 версии 2014 г. или 2018 г. Однако в какой-то момент в будущем большинство национальных стандартов, основанных на IEC 60950-1, будут отменены, и единственные применимые стандарты для ITE будут основаны на IEC 62368-1.В ЕС и США отмена стандарта EN 60950-1 запланирована на декабрь 2020 года.

Важно помнить, что тот факт, что существующая конструкция соответствует IEC 60950-1, не обязательно означает, что такая же конструкция будет соответствовать IEC 62368-1. Описанные здесь различия в отношении MOV — это лишь один пример изменений, которые потребуются при переходе на национальные стандарты, основанные на IEC 62368-1.

Джозеф Рэндольф — независимый консультант с более чем тридцатилетним опытом проектирования телекоммуникационного оборудования.Он получил степень BSEE в Политехническом институте Вирджинии и степень MSEE в Университете Пердью. До того, как стать консультантом в 1984 году, он работал в AT&T Bell Labs. Его опыт включает разработку традиционного телекоммуникационного оборудования для передачи голоса и данных, DSL, а также широкий спектр появляющихся продуктов VOIP и IP-телефонии, включая оконечные устройства оптических сетей. Его основные области специализации — схемотехника, защита от молний, ​​соответствие международным нормативным требованиям и соответствие отраслевым стандартам, таким как Telcordia NEBS GR-1089 для телекоммуникационного оборудования операторского класса в США.Он является старшим членом IEEE и входит в Консультативный комитет по телекоммуникациям IEEE Product Safety Engineering Society. С г-ном Рэндольфом можно связаться по адресу [email protected].

Подавление перенапряжения в сети

Что такое переходный процесс?

Переходные процессы обычно делятся на две основные категории:

• естественные переходные процессы, такие как молния
• переходные процессы, вызванные другим оборудованием

Линии электропередач, проходящие над землей или даже под землей, могут иметь наведенное напряжение. прямым или непрямым ударом молнии.Напряжение, индуцированное к эти проводки обычно очень короткие по времени, но с высокой энергией.

Переходные процессы, вызванные другим оборудованием обычно вызваны разрядом накопленной энергии в индуктивных и емкостных компонентах. Электродвигатели, такие как те, которые используются в лифтах, системах отопления, кондиционирования, охлаждения или других индуктивных нагрузках, может создавать непрерывный поток переходных процессов от 250 В до 1000 В. Моторные приводы постоянного тока, приводы переменного тока с регулируемой скоростью, переключение источника питания постоянного тока и переносные электроинструменты. другие источники переходных процессов.

Более трудноуловимый переходный процесс вызван переключением индуктивных нагрузок. От 250 В до Переходный процесс 3000 В может произойти при прерывании тока катушки индуктивности. Этот тип переходный процесс возникает при размыкании и замыкании контактов электродвигателей или люминесцентное освещение с использованием магнитных балластов. Два других источника — это дугосварочные аппараты и печи. воспламенители. Проведение электропроводки сигналы от этих источников могут вызывать напряжения в других проводниках в непосредственной близости.

Цепь ограничителя перенапряжения

Следующая схема представляет собой схему ограничителя перенапряжения в сети. схема производства Strmfors и продана без названия модели «Ahstrom Transienttisuoja 23 386».Схема нарисована открытием одного защитник и смотрит, что внутри.

Схема предназначена для защиты чувствительные электронные устройства против переходных процессов перенапряжения в нормальное сетевое напряжение. Схема предназначена для использования в Финляндии. где напряжение сети составляет 230 В переменного тока и максимальный размер предохранителя для Группа сетевых разъемов — 16А. Сетевой фильтр подключается между основная розетка и оборудование, которое необходимо защитить. Защитник обрабатывает только перенапряжение между живым и нулевым проводами (без синфазной защиты от перенапряжения).Этот сетевой фильтр подходит для использования как с заземленными, так и с незаземленными розетками.

Вот технические характеристики из листа производителей:

 Рабочее напряжение 230 В перем. Тока
Максимум. Рабочий ток 16 А
Максимум. групповой предохранитель 16 А
Напряжение резки (импульс 0,2 / 50 микросекунд) 850 В при 80 А
Максимум. импульс тока (импульс 8/20 микросекунд, 10 импульсов) 2000 А
 

А вот схема сетевого фильтра:

Схема представляет собой довольно простую схему подавления скачков напряжения, которая состоит из VRD и ограничитель перенапряжения газа соединены последовательно.Защита цепь подключается между проводом под напряжением и проводом сети. Обычно нет тока протекает через G1 и VDR1. Когда напряжение между этими проводами выше, чем сумма номинальных напряжений Ток G1 и VDR1 начинает течь через эти компоненты. Чем выше напряжение, тем больше ток начинает течь через G1 и VDR1 что приводит к тому, что оно не может намного превысить заданное значение. Когда напряжение снова возвращается к нормальным значениям, G1 и VDR1 останавливаются. проводить.

Схема не иметь какие-либо встроенные предохранители, потому что он рассчитан на то, чтобы он мог выдерживать полный ток 16А, который имеется в сетевых разъемах в Финляндии.Если скачок очень сильный, сетевой предохранитель в распределительном щите будет дуть.

---

Томи Энгдал <[email protected]>

Лучший сетевой фильтр для всего дома: 5 лучших проверенных устройств 2021 года

Последнее обновление 28 марта 2021 года в 22:05.

Хорошее устройство защиты от перенапряжения для всего дома важно для предотвращения повреждения вашего дома скачком напряжения.

Они должны быть рассчитаны на использование внутри и снаружи помещений, быть простыми в установке и иметь несколько режимов защиты.Расширенная гарантия производителя обязательна.

Плохое устройство защиты от перенапряжения имеет низкий рейтинг защиты от перенапряжения и имеет высокую вероятность взлома менее чем через 6 месяцев.

Стоимость замены всей этой сломанной электроники и приборов на намного больше, чем стоило бы потратить немного больше на надлежащую защиту от перенапряжения.

Итак, чтобы помочь вам отделить лучшее от траты денег, мы рассмотрели топ-5 устройств защиты от перенапряжения для всего дома 2021 года .

Покупайте с уверенностью, что вы покупаете одно из лучших устройств защиты от перенапряжения для всего дома на рынке.

Топ 5 лучших устройств защиты от перенапряжения для всего дома

Предварительный просмотр	Продукт	Основные характеристики
Лучший общий	Square D by Schneider Electric HEPD80 9045 Electronics HEPD80 Home защита электрических цепей и розеток по всему дому.Защищает приборы / оборудование, которые не подключены к удлинителю. Включает светодиодный индикатор NEMA 4X, рассчитанный на использование вне помещений / внутри помещений, номинальный импульсный ток 80 000 ампер, SCCR 25 000 ампер. CSA и UL 1449, 3-е издание, тип 1 SPD	КОНТРОЛЬНАЯ ЦЕНА
Premium Choice	Siemens FS140 Защита от перенапряжения для всего дома	Устройства защиты от перенапряжения первого типа (SPD / c) относятся к типу 2 и UL / c. 1449 внесен в список, соответствует установленным требованиям защиты Получите трехступенчатое уведомление коммерческого уровня для ваших коммерческих или жилых помещений Совместимость с центром нагрузки и выключателями любой марки	КОНТРОЛЬНАЯ ЦЕНА
Отличное соотношение цены и качества	EATON CHSPT2ULTRA Ultimate Surge Protection 3-е издание, 2.Длина 38 дюймов, ширина 5,25 дюйма Высота 7,5 дюймов	Универсальное соединение с центром нагрузки любого производителя (блок выключателя) Простота использования Высококачественный продукт	ПРОВЕРИТЬ ЦЕНУ
	Intermatic IG12 Домашнее устройство защиты от перенапряжения типа 1 или 2, серый		ПРОВЕРИТЬ ЦЕНУ
	Leviton 51120-1 120/240 В Защита панели, 4 режима защиты, для легких коммерческих / жилых помещений…	Защита панели с 4 режимами 120/240 В Визуальный индикатор диагностики в реальном времени показывает состояние питания и подавления для каждой защищаемой фазы Стандартные металлические корпуса J-Box	ПРОВЕРИТЬ ЦЕНУ

Что мы искали в наших сетевых фильтрах для всего дома

Есть несколько вещей, на которые следует обратить внимание при поиске самого лучшего сетевого фильтра для всего дома. Мы суммировали эти основные характеристики ниже:

Номинальный импульсный ток

Номинальный импульсный ток — также известный как допустимый импульсный ток — это максимальная величина импульсного тока, которую устройство защиты от перенапряжения (напримерграмм. устройство защиты от перенапряжения холодильника или стиральной машины) может считаться одним случаем скачка напряжения. Этот уровень используется для обозначения защитной способности конкретного устройства защиты от перенапряжения для всего дома.

Выбор номинального значения импульсного тока для SPD должен соответствовать ожидаемой среде импульсного тока и ожидаемому или желаемому сроку службы устройства.

Для защиты от перенапряжения для всего дома это может варьироваться в зависимости от настройки. Например, дому с огромной системой домашнего кинотеатра может потребоваться дополнительная защита.С учетом сказанного, вы будете очень редко искать устройство защиты всего дома с номинальным током импульсного перенапряжения (SCR) менее 50 кА (50000 ампер).

Тип устройства защиты от перенапряжения для всего дома

Устройства защиты от перенапряжения классифицируются в соответствии с их стандартом. Они известны как Типы — от Типа 1 до Типа 3 Устройства защиты от перенапряжения для всего дома:

• Устройство защиты от перенапряжения для всего дома типа 1 — УЗИП, которое может разрядить частичный ток молнии с типичной формой волны 10/350 мкс.Обычно используется технология искрового разрядника.
• Устройство защиты от перенапряжения для всего дома, тип 2 — УЗИП, которое может предотвратить распространение перенапряжений в электрических установках и защитить подключенное к нему оборудование. Обычно он использует технологию варистора на основе оксида металла (MOV) и характеризуется волной тока 8/20 мкс.
• Устройство защиты от перенапряжения, тип 3, для всего дома — эти УЗИП имеют низкую разрядную емкость. Поэтому их следует устанавливать только в качестве дополнения к УЗИП 2-го типа и вблизи чувствительных нагрузок.УЗИП типа 3 характеризуются комбинацией волн напряжения (1,2 / 50 мкс) и волн тока (8/20 мкс).

Рейтинг безопасности

Существует множество различных требований безопасности, предъявляемых кучей различных предприятий и компаний — так какие из них применимы к сетевым фильтрам для всего дома? По большей части вы хотите взглянуть на UL — ранее Underwriters Laboratories.

UL — одна из многочисленных компаний, утвержденных для проведения проверки безопасности Федеральной компанией США по охране труда (OSHA).OSHA имеет список одобренных испытательных лабораторий, признанных национально признанными испытательными лабораториями.

Однако даже в рамках UL существует ряд стандартов безопасности, которые можно использовать. Для обеспечения надлежащей защиты всего дома от перенапряжения обычно следует руководствоваться стандартом безопасности UL 1449.

UL 1449 — это стандарт безопасности Underwriters Laboratories для устройств защиты от перенапряжения (SPD), то есть идеальный для защиты от перенапряжения в доме.

Поэтому убедитесь, что сетевой фильтр для всего вашего дома соответствует стандарту UL 1449.

Гарантия

Это гораздо проще объяснить — чем больше гарантия, тем лучше.

Не только из-за очевидного фактора, что если что-то пойдет не так, вы сможете предъявить претензию, но и из-за того, что длительная гарантия свидетельствует о качестве сетевого фильтра для всего дома (или, скорее, уверенности в себе). у провайдера есть на весь дом сетевой фильтр).

Если бы поставщики давали щедрые длительные гарантии на сетевые фильтры для всего дома, которые вышли из строя через 2 недели, они не просуществовали бы долго.

Итак, вы желаете более длительных гарантий и высоких страховых выплат на сетевой фильтр для всего дома (от компаний, которые существуют более 5 лет).

Диагностические светодиоды

Было бы лучше, если бы у вас был способ проверить, работает ли сетевой фильтр в вашем доме — и для этого нужны диагностические светодиоды.

Найдите систему защиты от перенапряжения для всего дома, которая включает диагностические светодиодные индикаторы, которые быстро подтверждают состояние питания, защиты и неисправности линии.

Фиксирующее напряжение

Фиксирующее напряжение — это оптимальное количество напряжения, которое может пройти через устройство защиты от перенапряжения, прежде чем оно ограничит прохождение большего напряжения на устройство, которое он пытается защитить.

Например, сетевой фильтр для всего дома может ограничивать скачок напряжения 6000 В, так что только 600 В будет «заметным» для нагрузки. Таким образом, здесь ограничивающее напряжение для устройства защиты от перенапряжения всего дома составляет 600 В.

Если напряжение зажима слишком дорогое, то устройство защиты от перенапряжения позволит чрезмерному напряжению пройти на весь ваш дом (что приведет к его поломке).

ПРОВЕРЬТЕ максимальное номинальное напряжение всего вашего дома перед покупкой устройства защиты от перенапряжения, поэтому убедитесь, что напряжение ограничения всего устройства защиты от перенапряжения вашего дома МЕНЬШЕ, чем оптимальное рабочее напряжение всего вашего дома.

Тем не менее, как правило, напряжение ограничения должно быть МЕНЬШЕ 700 В для устройства защиты от перенапряжения в доме.

EMI / RFI Noise Filtering

EMI = электромагнитные помехи, а RFI = радиочастотные помехи. Хотя эти термины используются как синонимы, технически это не одно и то же.Однако для защиты всего дома от перенапряжения мы можем относиться к ним одинаково.

Многие фильтры — например, фильтры нижних частот, фильтры верхних частот или полосовые фильтры — пропускают только определенные виды частот, что означает, что на защищаемый гаджет будет передаваться заданное множество излучений EMI / RFI.

Это связано с тем, что определенные излучения EMI / RFI не будут влиять на рабочие частоты различных электрических и электронных устройств.

Таким образом, целью EMI / RFI является фильтрация шума, чтобы избавиться от электромагнитных и радиочастотных помех, которые будут мешать защите от перенапряжения для всего дома.

Так что ищите сетевые фильтры для всего дома, которые излучают электромагнитные / радиопомехи.

Связанные обзоры устройств защиты от перенапряжений

Лучшие устройства защиты от перенапряжений 2021 года: обзоры и советы по покупке

Вы только точно знаете, что вам нужен сетевой фильтр после вашего оборудования поджаривается. Тогда уже поздно. За очень разумные деньги вы можете буквально установить брандмауэр между дорогой (и дешевой) электроникой и током, поступающим из сетевой розетки.Сетевой фильтр бросается на линию огня, снова и снова жертвуя своими компонентами, чтобы ваши устройства оставались функциональными.

Эти обзоры относятся к сетевым фильтрам, разработанным для домашнего офиса или кабинета, или домашней развлекательной системы. Такие медиаторы мощности имеют единственную функцию: удерживать напряжение от превышения определенного номинального уровня, при превышении которого оборудование может перегореть предохранитель, сжечь блок питания или полностью поджарить его схему без возможности ремонта. Сетевой фильтр принимает удар вместо вашего оборудования или аудио / видео системы, и он потенциально может сэкономить вам от сотен до многих тысяч долларов, в зависимости от того, что вы подключили.

Вы хотите вложить скромные средства в сетевой фильтр по той же причине, по которой вы хотите иметь резервную копию своих данных: потому что после неблагоприятного события нет возврата. Опережение проблемы, которая может быть маловероятной, но вполне вероятной, избавит вас от огромных последствий, если она произойдет. (У вас или есть несколько резервных копий ваших данных, верно?)

Обновлено 18 мая 2021 г., , чтобы добавить наш обзор AmazonCommercial AC и USB Desktop Outlet with Surge Protection.Уникальный дизайн позволяет этому устройству защиты от перенапряжения прижиматься к краю вашего стола, где четыре порта USB-зарядки и шесть розеток находятся под рукой, сводя к минимуму беспорядок в кабелях. Это наш новый участник, занявший второе место в универсальной категории.

Совершенный интеллектуальный сетевой фильтр

TP-Link Kasa Smart Wi-Fi Power Strip (модель HS300)

Kasa Smart Wi-Fi Power Strip от TP-Link делает правильный выбор: от элегантного дизайна, который вписывается в интерьер дома, до набора расширенных параметров планирования для каждого вид повседневной жизни и необходимости в поездках — и защита от перенапряжения.

Да, не все захотят потратить 79 долларов на сетевой фильтр, но TP-Link действительно произвела лучший сетевой фильтр. Все шесть его выходов можно контролировать и планировать индивидуально — и не менее того — с помощью усовершенствованного мобильного приложения, а также вы можете управлять любым из них с помощью голосовых команд. Здесь также есть три USB-порта для зарядки. Да, он стоит 79 долларов. Но если это выходит за рамки вашего бюджета, модель KP303 от TP-Link представляет собой более дешевую версию с тремя розетками и двумя USB-портами для зарядки.Он продается по цене 39 долларов.

Лучший универсальный сетевой фильтр

Устройство защиты от перенапряжения PivotPlug

Belkin (BP112230-08) не отключает питание, когда оно больше не может защищать ваши устройства, но оно обеспечивает низкое напряжение ограничения (330 В на всех ножках). Это очень гибкий и адаптируемый сетевой фильтр с восьмифутовым шнуром и индикаторами защиты и заземления.

Второе место

Устройство защиты от перенапряжения

Amazon предлагает хитрый трюк: он помещает четыре мощных USB-порта для зарядки и шесть обычных розеток переменного тока в легкодоступные места, а также сводит к минимуму беспорядок в кабелях.Конструкция зажима не подойдет всем, но если вам нужен сетевой фильтр на столе или аналогичной рабочей поверхности, этот действительно хороший выбор.

Лучше всего при отключении питания, когда он больше не может обеспечивать защиту

SurgeArrest Performance P12U2 APC — это наш новый любимый сетевой фильтр, который автоматически отключает питание, когда защита прекращается. Это модель с 12 розетками — на два больше, чем было у нашего предыдущего выбора, — и у нее есть два супер-удобных порта USB для быстрой зарядки. Если вам не нужны эти две дополнительные розетки и USB-порты для зарядки, Tripp Lite TLP1008TEL остается хорошим выбором примерно на 14 долларов дешевле.

Самый красивый сетевой фильтр

Устройство защиты от перенапряжения серии Austere VII (8 розеток)

Устройство защиты от перенапряжения серии Austere VII на 8 розеток — вещь прекрасная, а его USB-порты для зарядки, особенно порт USB-C PD на 45 Вт, чрезвычайно удобны. Но вы за это дорого заплатите.

Если вы придаете огромное значение дизайну, то устройство защиты от перенапряжения серии Austere VII является наиболее привлекательным устройством в этой категории. Корпус из матового алюминия, полированные скошенные края и шнур питания из плетеной ткани — мы не видели ничего, что могло бы сравниться с его промышленным дизайном.И это не только красиво, но и в этом сетевом фильтре есть все функции, которые вы хотели бы защитить свою дорогую электронику. Найдете ли вы эту комбинацию стоимостью 200 долларов — решать вам.

Факторы, которые мы рассмотрели

Мы рассмотрели несколько общих факторов для трех сценариев: домашняя развлекательная система, такая как телевизор, проигрыватель дисков, приставка для потокового мультимедиа и система ресивера; домашний офис или кабинка с настольным компьютером и периферийными устройствами, включая мониторы и жесткие диски; и вариант в дороге, если вы хотите путешествовать с несколькими розетками, которые также дают вам спокойствие, особенно в отелях и конференц-залах, где вы не знаете, какое питание будет предоставлено.

Мы оценили следующие характеристики:

• Продолжает ли сетевой фильтр подавать питание, когда его зажимная способность сгорела? (См. Следующий раздел для точного объяснения того, что это означает.)
• Насколько легко подключить обычные двухконтактные и трехконтактные кабели вместе с различными типами USB-адаптеров и бородавками?
• Каково соотношение стоимости к характеристикам и выходам?
• Расширенные функции, такие как зарядка через USB
• Для туристических моделей, сколько розеток у него есть, оставаясь при этом компактным и универсальным, помимо всего вышеперечисленного?

Функции, которые обычно не найдет в ограничителях перенапряжения, , например, сигнализация или сетевой интеллект для предупреждения компьютера (и управления контролируемым отключением) или действия в качестве устройства Интернета вещей, чтобы предупреждать об электрических аномалиях или обеспечивать отчет о состоянии.Для этого вам нужно перейти на источник бесперебойного питания (ИБП), который сочетает в себе постоянно заряжаемый резервный аккумулятор, стабилизацию питания и защиту от перенапряжения. Те стоят от небольшого до гораздо большего.

Как работает фильтр для защиты от перенапряжения

Электрическая сеть не была предназначена для электроники, поэтому скачки и скачки напряжения были более регулярными и более высокими, поскольку они не влияли на электродвигатели. Ситуация кардинально изменилась за несколько десятилетий, поскольку коммунальные службы убрали то, что доставлялось в дома и здания.Однако в зависимости от возраста систем электроснабжения и от того, как часто случаются удары молнии, скачки и огромные выбросы могут происходить регулярно.

Устройство защиты от перенапряжения точнее называть «устройством, которое блокирует чрезмерное напряжение, когда оно превышает определенную крайнюю точку». Эта отсечка, называемая фиксацией, обычно составляет 330 В, 400 или 500 В. Хотя 330 В или выше могут показаться высокими по сравнению с 120 В, номинально поставляемыми в США, на самом деле это не так. Напряжение переменного тока (AC) составляет около 120 В, но оно циклически или меняется от -170 В через 0 В до + 170 В и обратно; 120 В — это приблизительное среднее значение.

Электроника и все другое электрическое питание для дома или офиса может принимать короткие количества гораздо более высоких максимальных напряжений, что, как вы можете логически определить, должно быть правдой, поскольку умеренные скачки напряжения являются обычным делом, а электронное оборудование в домах не постоянно выходит из строя без скачков протектор; нужно блокировать большие скачки напряжения.

В устройствах защиты от перенапряжения тестируемой нами категории используются металлооксидные варисторы (MOV), разновидность схемы, которая поглощает напряжения выше предельного уровня и эффективно сгорает со временем.В зоне с нестабильным напряжением ваш сетевой фильтр может изнашиваться за месяцы или несколько лет; в других электрических системах это может длиться бесконечно. (Существует гораздо более дорогой тип устройства защиты от перенапряжения, предназначенный для высококачественного аудио и очень дорогой электроники. Он стоит примерно в десять раз дороже и практически никогда не перегорает.)

Вы не получите полной защиты от поражения электрическим током с помощью сетевой фильтр: удар рядом с вашим домом может превысить способность любого устройства потребителя блокировать израсходованную энергию, хотя на некоторых моделях автоматический выключатель может сработать первым.Если вас беспокоит поражение электрическим током, вам необходимо изменить способ подачи электропитания в ваш дом (или убедить домовладельца сделать то же самое). Но электрические удары за много миль могут вызвать меньшие скачки напряжения, которые будут поглощать защитные устройства.

Tripp Lite

Телефонные разъемы и коаксиальные разъемы на сетевом фильтре не сильно повышают его ценность.

Некоторые устройства защиты от перенапряжения включают в себя телефонные и коаксиальные сквозные соединения для защиты соединений DSL и кабельного / спутникового телевидения.Отраслевые отчеты и тестирование показывают, что эти средства защиты фактически бессмысленны, поэтому мы не учитывали их наличие или отсутствие в наших тестах и ​​обзорах.

Вы можете сравнить долговечность устройств защиты от перенапряжения или период, в течение которого MOV будут оставаться эффективными, посмотрев на количество джоулей, рекламируемое для продукта. Джоули измеряют, сколько энергии затрачивается; чем больше джоулей, тем больше энергии. Таким образом, в точно такой же ситуации в том же доме с обычными скачками напряжения устройство, рассчитанное на 1000 джоулей, должно прослужить вдвое меньше, чем устройство на 2000 джоулей.

На практике это очень и очень сложно определить. MOV не разлагаются идеально линейно, и не все MOV имеют одинаковое качество. Джоули представляют собой приблизительную основу для сравнения, которую практически невозможно проверить в лабораторных условиях, поскольку вам придется моделировать множество скачков в течение длительных периодов времени с помощью нескольких идентичных единиц каждой модели. Именно так поступают производители при разработке и тестировании своей продукции. Сертификация Underwriters Laboratories (UL) гарантирует, что продукт прошел независимые испытания.

Мы будем использовать джоули в качестве приблизительного практического правила, поскольку оно имеет тенденцию к параллельному различию в цене и других характеристиках. Но когда сгорают MOV, что происходит дальше?

Скорее сгорит, чем исчезнет

Я собираюсь взорвать ваш разум — или, по крайней мере, умы большинства людей. Если у вас уже есть сетевой фильтр где-то в вашем доме или офисе, взгляните на него и вернитесь. Теперь, не глядя, горит ли еще индикатор «защиты»? Не можешь мне сказать? Это проблема.

Thinkstock

Рассматриваемый здесь класс устройств защиты от перенапряжения основан на использовании MOV (металлооксидных варисторов) для поглощения избыточного напряжения.

Старые устройства защиты от перенапряжения обычно разрабатывались с учетом того, что в компьютерах есть вращающиеся жесткие диски (HDD) внутри, и что лучше потерять защиту от перенапряжения и продолжать обеспечивать питание, чем отключать питание переменного тока при отказе защиты. В подобных устройствах защиты от перенапряжения единственным индикатором того, остается ли защита активной, является индикатор защиты.

Если лампочка не горит, тумблеры перегорели, и защиты уже нет!

А теперь вернитесь и посмотрите на эти протекторы еще раз: какие из них сгорели? Это те, которые вы хотите заменить поспешностью. Признаюсь, я узнал об этом только в 2016 году; Я проверил свой, и через несколько месяцев мне пришлось заменить один, когда тот свет внезапно исчез.

Это самый большой выбор, с которым вы столкнетесь, и мы учли его в шести устройствах защиты от перенапряжения, которые мы принесли для тестирования.Но есть три варианта, когда защита дает сбой:

• Прекращается подача электроэнергии, что немедленно приводит к отключению электричества на всех подключенных устройствах. С SSD-накопителями или потоковым аудио / видео оборудованием, Blu-Ray или другим проигрывателем дисков это не имеет большого значения. Лучше потерять силу, чем дать волю.

• Прекращается подача энергии около . Есть три разных пути подачи электричества от сети переменного тока, и один из них более важен для защиты от скачков напряжения, чем два других.(См. Ниже для более подробной информации.) Таким образом, некоторые защитные устройства останавливают прохождение энергии только в том случае, если MOV этого критического узла умирают. Вы должны смотреть на защитный свет, чтобы узнать состояние защиты.

• Питание всегда идет, но свет гаснет. В этом сценарии вы должны сохранять бдительность, особенно во время шторма и сразу после него, или всякий раз, когда ваши огни мерцают.

У источника питания переменного тока есть три «ножки», по которым оно проходит. С трехпроводной розеткой, которая требуется для устройств защиты от перенапряжения, это линейная, нейтральная и заземляющая.Питание поступает по линии, проходит через нейтраль и циклически проходит через отрицательное и положительное напряжение; это одна нога (известная как L-N).

Также имеются ножки, соединяющие фазу с землей (L-G) и нейтраль с землей (N-G), которые предотвращают короткое замыкание в проводке от возгорания или взрыва. Правильный заземляющий провод в розетке подключается обратно к заземляющему стержню для всего дома или здания, который отводит напряжение буквально на землю.

Amazon

Очень важен длинный шнур, так как ваше оборудование может быть далеко от ближайшей розетки.Считайте, что 8 футов — это минимум.

Многие производители устройств защиты от перенапряжения предлагают ограниченную гарантию на повреждения устройств, подключенных к устройству защиты, если указанное повреждение связано с прохождением напряжения через устройство. Однако эти гарантии (мы видели, что они предлагают покрытие от 20 000 до 300 000 долларов США), однако, содержат так много оговорок и исключений, в том числе необходимость подачи заявки на покрытие в течение 15 или 30 дней с момента повреждения с некоторыми, доказывая правильную электрическую настройку, и предоставление квитанций на все поврежденные товары — что шансы выполнить все условия и получить деньги кажутся низкими.Мы предоставили предложение о гарантиях в каждом обзоре, чтобы вы были в курсе, но не рассчитывайте на сбор, если вы не являетесь хорошим хранителем документации.

И последняя деталь: длинный шнур питания — не менее 8 футов — необходим для устройства защиты от перенапряжения. Это связано с тем, что для обеспечения безопасности и защиты от перенапряжения вы должны подключать устройство защиты от перенапряжений непосредственно к сетевой розетке, а не к другому устройству защиты от перенапряжения, удлинителю или источнику бесперебойного питания. Поскольку вы можете подключить очень много энергии к устройству с несколькими розетками, очень легко перегрузить устройство, к которому вы подключаете сетевой фильтр, что может вызвать отказ продукта или даже электрический пожар.

Вы также должны подключить сетевой фильтр к правильно заземленной трехконтактной розетке. Вы можете использовать один из тех умных переходников 3-на-2, которые я слишком хорошо знаю, как владелец старого дома, в котором только около половины розеток когда-либо были обновлены до современных стандартов. Не знаете, правильно ли заземлена ваша розетка? В некоторых устройствах защиты от перенапряжения есть светодиод, который загорается, если его нет, или вы можете купить дешевый съемный детектор в хозяйственном магазине. Если вы обнаружите, что ваш дом не заземлен, немедленно вызовите электрика; это опасность.К счастью, это может быть дешево, если в доме не было плохой проводки.

Если вы не будете следовать инструкциям по подключению сетевого фильтра к стене, вы можете повредить его, что приведет к аннулированию гарантии на продукт и любой защиты от повреждений, которая прилагается к нему.

Наши последние обзоры устройств защиты от перенапряжения

Примечание. Когда вы покупаете что-то после перехода по ссылкам в наших статьях, мы можем получить небольшую комиссию.Прочтите нашу политику в отношении партнерских ссылок для получения более подробной информации.

Как выбрать защиту от перенапряжения для вашего дома

Вы можете этого не осознавать, но ваша стереосистема, домашний компьютер, телевизор, видеомагнитофон, микроволновая печь — все, что имеет внутренние электронные схемы — подвергаются атакам каждый день. Атаки тихие, но разрушительные.

Виновник — СИЛОВЫЙ ИМПЕРАТОР . Скачки напряжения — это чрезвычайно короткие всплески электроэнергии, которые сжигают электрические цепи внутри приборов и электроники.Подробнее о скачках напряжения и источниках их возникновения читайте в статье Факты о скачках напряжения .

Скачки напряжения могут не только разрушить бытовую технику и электронику, но и разрушить электрические розетки, выключатели света, лампочки, компоненты кондиционера и устройства открывания гаражных ворот. Как защитить себя?

Устройства защиты от перенапряжения могут предотвратить повреждения от большинства скачков напряжения.

Существует два типа сетевых устройств защиты от перенапряжения:

1. Устройство защиты от перенапряжения на служебном входе, которое монтируется на вводном электрическом участке или рядом с ним
2. Устройство защиты от перенапряжения в месте использования, которое используется на защищаемом приборе и включает в себя такие устройства защиты от перенапряжения, которые подключаются к розетке.

Для типичного дома многие эксперты рекомендуют минимальную сеть защиты от перенапряжения, состоящую из:

1. Устройство защиты от перенапряжения на служебном входе , защищающее входящую линию электропередачи, входящую телефонную линию, кабельное телевидение и кабель спутниковой антенны. Это можно сделать с помощью одного устройства защиты от перенапряжения, которое способно защитить все типы входящих линий (электрические, телефонные, кабельное телевидение и спутниковая тарелка) или отдельных устройств защиты от перенапряжения на каждой входящей линии.Защита входящей линии электропередачи может быть расположена на главном электрическом щите или электросчетчике.
2. Устройства защиты от перенапряжения в местах использования с ограничивающим напряжением 330 В для всей дорогой электроники и приборов, таких как телевизоры, видеомагнитофоны, стереосистемы и компьютеры; все имеют электронные схемы, чувствительные к скачкам напряжения. Восприимчивые устройства можно идентифицировать, потому что во многих случаях они имеют электронные кнопки, электронные часы или цифровые дисплеи. Если к прибору подключены другие провода (например, телефонные линии, кабель кабельного телевидения, антенный кабель или кабель спутниковой тарелки), эти провода или кабели должны проходить через устройство защиты от перенапряжения в точке использования, а также обеспечивать защиту все строки.

Для домашнего офиса или особых медицинских нужд также может быть уместна дополнительная и иная защита от других типов перебоев в подаче электроэнергии.

Не существует устройства или системы защиты от перенапряжения, которые могут защитить от всех скачков напряжения . Прямой удар молнии в электрическую систему дома может оказаться слишком сильным для защиты от перенапряжения. Использование «двухступенчатой» системы защиты от перенапряжения должно защитить от большинства скачков напряжения.

Почему лучше иметь двухуровневую систему защиты от перенапряжения?

Комбинируя устройство защиты от перенапряжения на служебном входе с устройствами защиты от перенапряжения в точке использования, установленными на всей чувствительной электронике, создается лучшая система защиты.

1. Использование устройства защиты от перенапряжения на служебном входе обеспечивает защиту всей электрической системы. Они защищают такие вещи, как двигатели, освещение, розетки, выключатели света и все другие «проводные» предметы в доме, которые не подключаются к электрической розетке и не могут быть подключены к устройствам защиты от перенапряжения. устройство.
2. Если скачок напряжения возникает в результате удара молнии или колебания мощности в линиях электроснабжения, устройство защиты от перенапряжения на входе в сервисный центр может снизить скачок напряжения до более низкого уровня, прежде чем он попадет в устройство защиты от перенапряжения в точке использования.
3. Это помогает предотвратить повреждение устройств защиты от перенапряжения в месте использования из-за слишком сильных скачков, с которыми они не могут справиться. Это также помогает снизить уровень скачков напряжения на защищаемом приборе. поскольку уровень энергии скачка напряжения снижается на обоих служебных входах устройство и снова в месте использования устройства.
4. Устройства защиты от перенапряжения на служебном входе не исключают необходимости устройства защиты от перенапряжения в местах использования, потому что:
   1. Скачки напряжения не могут возникать на входящих линиях электроснабжения. Например, молния может поразить внешний осветительный прибор, создав скачок напряжения в цепи, питающей свет. Если есть розетки в той же цепи, что и внешний светильник, любая электроника, подключенная к этим розеткам, будет лучше защищена, если используется устройство защиты от перенапряжения в точке использования.
   2. Устройства защиты от перенапряжения в месте использования помогают защитить бытовую технику от скачков напряжения, возникающих в доме.
   3. Хорошие устройства защиты от перенапряжения в местах использования способны снижать скачки напряжения до более низких уровней, чем типичные устройства защиты от перенапряжения на входе в сервисный центр.

Примеры устройств защиты от перенапряжения на входе в сервисный центр

Существуют устройства защиты от перенапряжения на служебном входе, которые устанавливаются в или на вашей главной электрической панели или в основании электросчетчика.Показано несколько примеров ниже. Требуется только одно устройство защиты от перенапряжения на служебном входе, если оно защищает все входящие линии, включая электрические, телефонные линии и линии кабельного телевидения. В качестве альтернативы на каждую входящую линию можно установить отдельные устройства.

Защита служебного входа от перенапряжения на главном электрическом щите (без защиты телефона или кабельного телевидения)

Защита от перенапряжения на служебном входе на счетчике электроэнергии (без защиты телефона или кабельного телевидения)

Защита от перенапряжения на служебном входе на главной электрической панели (со снятой лицевой крышкой).(Это устройство защищает линии электроснабжения, телефонной связи и кабельного телевидения.)

Устройства защиты от перенапряжения в местах использования — an альтернатива защитным приспособлениям для всего дома

Существует также несколько типов устройств защиты от перенапряжения на месте использования:

Устройства защиты от перенапряжения в месте использования (съемного типа): Возможно, вы уже знакомы с устройствами защиты от перенапряжения съемного типа. Они выглядят как полоски вилки, на одном устройстве есть несколько мест для подключения. Обычная штепсельная колодка, если это специально не указано, не обеспечивает защиты от перенапряжения.Будьте осторожны при покупке таких предметов, чтобы убедиться, что вы получаете необходимую защиту от перенапряжения.

Plug-in (Место использования) Устройство защиты от перенапряжения

Электрические розетки для защиты от перенапряжения: Специальные электрические розетки содержат защиту от перенапряжения в тех местах, где у вас нет места или вам не нужен сетевой фильтр, например, в микроволновой печи на столешнице.

Электрическая розетка со встроенной защитой от перенапряжения

Терминология защиты от перенапряжения

Устройство защиты от перенапряжения и связанные с ним устройства защиты, представленные на рынке, могут сбить с толку домовладельца.Понимание терминологии может помочь.

Устройства защиты от перенапряжения

имеют несколько названий: устройства защиты от перенапряжений, ограничители перенапряжения, ограничители перенапряжения (TVSS) или вторичные ограничители перенапряжения. Но по сути они выполняют ту же функцию защиты от скачков напряжения. Другие общие термины, которые вы можете услышать при покупке устройств защиты от перенапряжения, перечислены ниже.

Устройство защиты от перенапряжений: Для продуктов, которые можно найти в доме, это общий термин, который может относиться к TVSS или вторичным разрядникам для защиты от перенапряжений.Эти устройства предназначены для защиты оборудования, расположенного ниже по потоку, от скачков напряжения за счет уменьшения количества пропускаемого через них напряжения.

Многие электроэнергетические компании также используют вторичные ограничители перенапряжения и устройства, называемые грозозащитными разрядниками, по всей своей электросети, чтобы защитить свое оборудование от повреждения молнией. Устройства, которые они используют, более долговечны, но не могут снизить скачок напряжения до более низких уровней напряжения, чем это могут сделать домашние продукты.

Однако меры защиты от перенапряжения, применяемые коммунальной компанией, могут помочь домовладельцу за счет снижения уровня энергии скачка напряжения до того, как он дойдет до дома.

Вторичный разрядник для защиты от перенапряжений: Эти устройства предназначены для использования внутри или снаружи дома. В случае тестирования они проходят испытания в соответствии со стандартом C62.11 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE), Металлооксидные ограничители перенапряжения для цепей переменного тока, с импульсным перенапряжением 10 000 В и 5 000 А. IEEE C62.11 не является тестом и не назначает фиксирующее напряжение для вторичных ограничителей перенапряжения. Это затрудняет сравнение возможностей одного продукта с другим.

Эти устройства включают в себя устанавливаемые на счетчике устройства защиты от перенапряжения и съемные устройства защиты от перенапряжения, которые защелкиваются в электрической панели.

Ограничитель скачков напряжения: TVSS обычно предназначены для установки внутри дома. В случае тестирования они проходят испытания в соответствии со стандартом UL 1449 UL 1449 при скачке напряжения 6000 В и 500 А. UL 1449 назначает напряжение ограничения для TVSS, которое можно использовать для сравнения от одного продукта к другому.Эти устройства включают устройства защиты от перенапряжения в местах использования и устройства защиты от перенапряжения на служебном входе, установленные на электрической панели.

Ограничивающее напряжение: TVSS должны иметь заданное фиксирующее напряжение. Напряжение ограничения — это напряжение, при котором устройство защиты от перенапряжения начинает работать, перенаправляя скачок напряжения на землю. Чем ниже ограничивающее напряжение устройства защиты от перенапряжения, тем ниже оно снижает импульсное напряжение питания.

UL 1449, 2-е издание: Это стандарт испытаний, разработанный UL совместно с промышленностью для сертификации продуктов и обеспечения надлежащей маркировки продуктов TVSS.С помощью этого теста определяется напряжение зажима.

IEEE C62.11: В этом стандарте, разработанном Институтом инженеров по электротехнике и электронике, есть рекомендации по тестированию вторичных ограничителей перенапряжения. [IEEE C62.11: Стандарт для металлооксидных ограничителей перенапряжения для цепей переменного тока (> 1 кВ)]

Сквозное напряжение: Это остаточное импульсное напряжение, которое проходит через устройство защиты от перенапряжения после того, как устройство защиты «сжимается» в ответ на скачок напряжения.

Ограничивающее напряжение не определяет уровень сквозного напряжения для всех скачков напряжения. Например, если устройство защиты от перенапряжения в месте использования имеет ограничивающее напряжение 330 вольт, это означает, что устройство пропускает не более 330 вольт, если скачок напряжения точно соответствует размеру, форме и продолжительности В соответствии со стандартом испытаний, UL 1449.

, требуется скачок напряжения 6000 В.

Если то же устройство (с номинальным напряжением 330 В) подвергается скачку напряжения с более высоким уровнем энергии (напряжение, сила тока или продолжительность), сквозное напряжение, скорее всего, будет выше 330 вольт.

Металлооксидные варисторы (MOV): MOV являются распространенной технологией (не единственным типом) и лежат в основе способности устройств защиты от перенапряжения (TVSS) защищать от скачков напряжения. Как правило, чем они больше и чем больше их, тем лучше защита и более прочное и долговечное устройство защиты от перенапряжения.

MOV перенаправляют электрический ток в случае скачка напряжения. Как работает MOV, легче понять, если вы подумаете о нем как о водопроводном кране.В нормальных условиях, без скачков напряжения, MOV представляет собой «закрытый клапан», позволяющий току течь в электрической цепи, а не через MOV.

При скачке напряжения MOV ограничивает напряжение, перенаправляя электрический ток (открывая клапан) из электрической цепи в систему заземления, пока импульсное напряжение не упадет ниже напряжения ограничения защитного устройства. Когда скачок напряжения закончился, MOV возвращается в положение «закрытого клапана».

Во время скачка напряжения вся избыточная энергия скачка отводится MOV, заставляя его нагреваться.Температура диска MOV может варьироваться от комнатной до нескольких сотен градусов после перенаправления скачка напряжения.

Чем выше напряжение скачка напряжения и чем дольше он длится, тем больше энергии необходимо отвести и тем горячее становится MOV. MOV являются жертвоприношениями, то есть они будут отводить конечное количество скачков напряжения до тех пор, пока они в конечном итоге не будут уничтожены. Они могут достичь конца срока службы только после одного большого всплеска или в течение нескольких лет после нескольких меньших всплесков.

Тепловой предохранитель: Поскольку MOV нагреваются во время перенапряжения, существует вероятность возгорания устройства защиты от перенапряжения или материала, окружающего устройство защиты от перенапряжения. Второе издание UL 1449 проверяет пожарную безопасность устройств защиты от перенапряжения TVSS, требуя серьезных испытаний на перенапряжение, вызывающих отказ MOV.

Устройство защиты от перенапряжения проходит, если оно не создает опасности возгорания или поражения электрическим током. Обычно это достигается за счет использования теплового предохранителя.Согласно предыдущей версии UL 1449 условия перенапряжения могли привести к перегреву и возгоранию устройства защиты от перенапряжения. Тепловой предохранитель снижает этот риск.

Защита L-N, L-G и N-G: Электрическая система в вашем доме обычно представляет собой трехпроводную систему. Провода бывают заземляющим, линейным (горячим) и нейтральным. Скачок напряжения может возникнуть на любом из этих проводов. Защита от перенапряжения должна защищать от скачков напряжения, проходящих через любой из этих проводов. Когда устройство защиты от перенапряжения указывает следующее, вы знаете, что все провода защищены: линия на нейтраль (L-N), линия на землю (L-G) и нейтраль на землю (N-G).Вторичные ОПН, установленные на служебном входе, имеют только защиту от линии к нейтрали (L-N), поскольку в местах их установки нет заземляющего провода.

State Farm® считает, что информация, содержащаяся в этой статье, является надежной и точной. Однако мы не можем гарантировать работоспособность всех элементов, продемонстрированных или описанных во всех ситуациях. Всегда консультируйтесь с опытным подрядчиком или другим экспертом, чтобы определить, как лучше всего применить эти идеи или продукты в вашем доме.

Спасибо нашим друзьям из State Farm Insurance за разрешение перепечатать эту статью.

Вернуться к списку электрических компонентов

Общие сведения о трех типах устройств защиты от перенапряжения и о том, когда их использовать

Все скачки напряжения следуют одному и тому же основному принципу: увеличение мощности (напряжения или тока) сверх того, на что рассчитана электрическая система вашего дома. Скачки можно разделить на три категории.

Разрушительные скачки — это тип, о котором мы обычно думаем.Это большой выброс энергии, который может мгновенно повредить оборудование в вашем доме. Разрушительные скачки напряжения обычно возникают вне дома (например, от удара молнии) и проникают в ваш дом через главный источник питания.

Диссипативные выбросы — это высокочастотные пульсации, обычно вызываемые неисправным или неисправным оборудованием. Эти типы скачков напряжения наиболее распространены в областях, где местная электросеть используется совместно с большими промышленными зданиями, которые работают с током большой силы тока.Диссипативные скачки напряжения не вызовут немедленного повреждения оборудования в вашем доме, но определенно могут сократить срок его службы и со временем вызвать отказ. Трансформаторы и адаптеры переменного тока, используемые для электроники меньшего размера, являются наиболее частыми жертвами.

Разрушительные скачки напряжения не являются фатальными для оборудования, но могут вызвать неисправность. Эти типы скачков напряжения проникают в ваше электронное устройство и вызывают нежелательное поведение. Например, ваша стиральная машина может изменить скорость или ваша локальная сеть может перезагрузиться. Эти скачки обычно происходят изнутри дома, когда у вас есть два очень разных типа оборудования на одном выключателе.

Поскольку скачки напряжения могут различаться как по своему поведению, так и по точке возникновения, разные типы устройств защиты от перенапряжения предназначены для защиты от различных угроз. Некоторые люди просто защищают себя от наиболее распространенных угроз, в то время как другие предпочитают создавать более комплексную систему.

Представьте, что вы покупаете систему безопасности для своего дома. Наличие на входной двери ничего, кроме замка, определенно повысит вашу безопасность, но не обеспечивает полной защиты.После того, как вы добавите такие вещи, как окна безопасности, видеокамеры и засовы, ваш дом будет защищен от подавляющего большинства угроз. Вы можете выбрать один из трех различных типов защиты от скачков напряжения.

Три типа устройств защиты от перенапряжения Устройства защиты от перенапряжения

классифицируются в зависимости от места их установки и зоны обслуживания, которую они защищают. Они могут различаться как по стоимости, так и по способу установки, поэтому не всегда необходимо (или целесообразно) иметь все три, но важно понимать, как они могут работать вместе.

Тип 1: Сетевые фильтры на входе для обслуживания

Это самый крупный и надежный тип устройств защиты от перенапряжения. Их необходимо установить перед главным выключателем в вашем доме. Электроэнергия покидает главный распределительный трансформатор, поступает в устройство защиты от перенапряжения и только после этого поступает на панель главного выключателя. Это защищает от разрушительных скачков напряжения, возникающих из других источников в энергосистеме, и имеет самую высокую импульсную способность любого типа.

Во многих кондоминиумах и многоквартирных домах они уже установлены, и современные дома, возможно, также пришли с ними.Если в вашем доме не установлено устройство защиты типа 1, к сожалению, оно может стоить непомерно дорого. Сами по себе сетевые фильтры не такие уж и дорогие, но установка очень сложна. Поскольку вы подключаете их перед главным выключателем на панели, сертифицированный электрик должен отключить питание во время установки. В некоторых регионах вам необходимо сообщить поставщику электроэнергии, прежде чем отключать основное питание.

Протекторы типа 1 будут защищать от сильных скачков напряжения, которые могут разрушить любой другой тип.При этом может пройти множество меньших (не разрушающих) скачков напряжения, что создаст необходимость в дополнительной защите.

Тип 2: Сетевые фильтры для всего дома

Этот тип устройства защиты от перенапряжения аналогичен по конструкции типу, но может быть установлен пользователем. Они входят в ваш главный выключатель. Их можно настроить для защиты одной цепи или для защиты всех цепей в вашем доме. Они защищают как от больших, так и от более мелких скачков, хотя особенности их поведения сильно зависят от модели.Поскольку они обычно покупаются потребителями, мы создали руководство для покупателей устройств защиты от перенапряжения для всего дома . Проверьте это, если вы хотите более подробно ознакомиться с устройствами защиты от перенапряжения типа 2.

Тип 3: Устройство защиты от перенапряжения розетки

Это будет наиболее знакомый вам тип устройства защиты от перенапряжения. Сетевые фильтры для розеток недороги и просты в установке. Самый распространенный форм-фактор — удлинитель. Это не только защищает несколько устройств, но и позволяет использовать одну розетку для множества устройств с низким энергопотреблением.При этом сетевые фильтры для розеток бывают разных форм-факторов. Их можно приобрести как простую низкопрофильную розетку, которая надевается на верхнюю часть розетки. Вы также можете приобрести модели, которые выглядят как обычная розетка, что делает сетевой фильтр практически невидимым.

Хотя эта опция очень доступна, ее функциональные возможности немного более ограничены. Другие типы устройств защиты от перенапряжения физически поглощают перенапряжения, не позволяя им достичь вашего оборудования. Но третий тип категорически называется разрядником для перенапряжения.’Он просто передает избыточную мощность на заземляющий провод. Хотя это может привести к разрушительному скачку и уменьшить удар, они не обеспечивают полной защиты.

Комбинированные типы

Хотя на самом деле существует только три различных типа, вы можете получить модели, которые предлагают все функции устройств защиты от перенапряжения из нескольких категорий. Обычно обозначаемый как Тип 12, у этой конструкции есть несколько ключевых преимуществ. Протекторы типа 12 способны выдерживать большие скачки напряжения, такие как тип 1, но также могут поглощать меньшие скачки напряжения, такие как тип 2.Они могут быть установлены вашей энергетической компанией на главном источнике питания, но они также могут быть установлены локально в вашем доме. Большинство потребителей предпочитают размещать их в главном выключателе, но установка в определенных цепях — это абсолютно нормально.

Это наиболее распространенные типы, которые вы можете купить, но обычно они оказываются дешевле, чем покупка двух отдельных единиц типа 1 и 2.

Какой тип устройства защиты от перенапряжения мне следует использовать?

Как минимум, на главном выключателе должен быть установлен сетевой фильтр типа 2.Также рекомендуется установить второй специальный блок в любой цепи, в которой работают сильноточные приборы, такие как сушилки, кондиционеры или водонагреватели. Эти устройства могут вызывать небольшие скачки напряжения, поэтому отдельный уровень защиты может помочь защитить все другие электрические цепи в вашем доме, во многие из которых может быть подключена чувствительная электроника.

Привет читателям ShedHeads! Меня зовут Джеймс Кеннеди, и мне определенно понравилось писать о моем любимом снаряжении для активного отдыха на протяжении многих лет.Хотя я веду этот блог только с 2017 года, я всю жизнь увлекался отдыхом. И хотя мне, безусловно, нравится делиться своим мнением со всеми вами, мне еще больше нравится, когда я слышу ваши отзывы! Если вы хотите связаться со мной по поводу того, что я написал, свяжитесь со мной на Facebook или на нашей странице контактов вверху!

Последние сообщения Джеймса Кеннеди (посмотреть все) .

No related posts.