УЗИП часть 1: определение, нормативные документы

Молния является наиболее мощным естественным источником электромагнитных возмущений. Большинство зданий, сооружений и их внутреннее оборудование так или иначе объединены между собой – кабельными коммуникациями, водопроводными трубами, через систему заземления и т.д. Поэтому молния и связанные с ней электромагнитные поля оказывают сильное влияние не только на электрооборудование пораженного объекта, но и на оборудование, размещенное поблизости.

В городских условиях удар молнии наиболее вероятен в линии электропередачи, вышки сотовой связи, трубы промышленных предприятий, отдельно стоящие высокие здания или мачты освещения. Однако вопросы молниезащиты актуальны и для жилых и офисных зданий умеренной высоты.

Существует мнение, что для борьбы с перенапряжениями при ударах молнии достаточно наличия усиленного заземляющего устройства (ЗУ). Однако наиболее распространенными являются индуктированные перенапряжения, то есть связанные не с проникновением тока молнии через ЗУ, а с распространением помех через электромагнитное поле.

Именно в результате воздействия индуктированных перенапряжений нередко повреждается оконечное оборудование, подключенное к протяженным кабельным линиям, проходящим поблизости от молниеотводов.

Основным способом защиты оконечного электрооборудования объекта является применение устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Определение и назначение

Устройства защиты от импульсных перенапряжений, согласно ГОСТ IEC 61643-11-2013, предназначены для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока. УЗИП содержат, по крайне мере, один нелинейный элемент.

Особенно актуально применение УЗИП в тех случаях, когда такие мероприятия, как экранирование, заземление и прочее, оказываются недостаточно эффективными, слишком затратными или технически нереализуемыми.

УЗИП ограничивает напряжение импульса до допустимого уровня и отводит энергию этого импульса в землю

УЗИП защищает участок сети ограниченной длины, которая определяется параметрами волны воздействующего перенапряжения и типом кабельной линии.

В каких случаях применяется УЗИП? Такие ситуации возникают всегда, когда сеть связывает источник перенапряжений и помеховосприимчивое оборудование (компьютерную технику, системы управления, видеонаблюдения и т.п.). Обязательно необходимо применять УЗИП для защиты размещенного на конструкциях с молниеотводами прожекторного оборудования, систем вентиляции и видеонаблюдения на кровлях зданий.

УЗИП является эффективным решением в случае возникновения как поперечных помех, возникающих между проводами, так и продольных помех, возникающих между каждым проводом и землей. А возможность защитить с помощью одного УЗИП сразу несколько присоединений делает применение этих устройств обоснованным и привлекательным не только с технической, но и с экономической точки зрения.

Основные нормативные документы связанные с УЗИП

Общие вопросы молниезащиты рассмотрены в четырех стандартах МЭК серии ГОСТ Р МЭК 62305:2010 «Защита от удара молнии», устанавливающих принципы защиты от молнии зданий, сооружений и их инженерных сетей. В стандарте вводится понятие зон защиты от молнии, которое постепенно внедряется и в российскую практику проектирования систем внешней и внутренней молниезащиты.

Так, зонной концепции молниезащиты уделяется большое внимание в СО-153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». В этом документе УЗИП (используется аббревиатура УЗП) рассматривается в качестве одного из мероприятий по ограничению перенапряжений. Защита электрических и электронных систем внутри здания от электромагнитных импульсных воздействий молнии, в т.ч. с помощью УЗИП (используется сокращение SPD – Surge Protection Device), рассмотрена в 4-й части стандарта – МЭК 62305-4. В стандарте содержится информация для проектирования, монтажа, обслуживания и испытаний систем защиты, предназначенных для уменьшения риска повреждений чувствительного оборудования электромагнитными воздействиями молнии.

Вопросы испытания и применения УЗИП изложены в серии стандартов МЭК – IEC 61643. Применительно к устройствам защиты силовых цепей и электрооборудования переменного тока частотой 50/60 Гц до 1000 В (постоянного тока до 1500 В) на текущий момент актуальны следующие стандарты серии:

• С 06.12.2011 г. действует ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011 «Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные. Часть 12. Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и применения».
• С 01.01.2015 г. введен в действие ГОСТ Р МЭК 61643-11-2013 «Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 11. Устройства защиты от импульсных перенапряжений, подсоединенные к низковольтным системам распределения электроэнергии. Требования и методы испытаний», в котором описаны рабочие характеристики, стандартные методы испытаний и номинальные параметры УЗИП.

Применительно к устройствам защиты систем телекоммуникации и сигнализации, например, цепей передачи данных, голосовой связи и аварийной сигнализации на текущий момент действуют следующие стандарты серии:

• С 17.09.2012 г. введен ГОСТ Р 54986-2012 (МЭК 61643- 21:2009) «Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные. Часть 21. Устройства защиты от импульсных перенапряжений в системах телекоммуникации и сигнализации (информационных системах). Требования к работоспособности и методы испытаний», регламентирующий испытания и требования к методам испытаний УЗИП для определения их работоспособности.
• С 2015 г. действует стандарт МЭК IEC 61643-22:2015 «Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 22. Устройства защиты от перенапряжений, подсоединенные к сетям сигнализации и связи. Принципы выбора и применения», не гармонизированный пока с системой ГОСТ Р.

В 2015 г. актуализирован ГОСТ Р 50571.5.53-2013 (МЭК 60364-5-53:2002) «Электроустановки низковольтные. Часть 5-53. Выбор и монтаж электрооборудования. Отделение, коммутация и управление», который устанавливает общие требования к функциям отделения, коммутации и управления низковольтных электроустановок. Применительно к УЗИП (используется сокращение УЗП) систем электропитания переменного тока приводятся требования к выбору, монтажу и схемотехнике устройств в зависимости от конфигурации и параметров защищаемой сети.

Общие требования по защите от импульсных (коммутационных и грозовых) перенапряжений присутствуют в современных стандартах ПАО «ФСК ЕЭС» по проектированию сети СН и СОПТ (СТО 56947007-29.240.10.248-2017, СТО 56947007-29.120.40.093-2011, СТО 56947007-29.240.10.167-2014), а также в методических и руководящих указаниях по обеспечению электромагнитной совместимости (ЭМС) на объектах электросетевого хозяйства СТО 56947007-29.240.044-2010, СТО 56947007-29.240.043-2010.

Источник: Каталог 2019 «Защита от молниевых перенапряжений» — АО «НПО «Стример».

Приведенные выше нормативные документы, вы можете скачать по этой ссылке.

Читать продолжение.
УЗИП часть 2: зонная концепция, классификация, принцип выбора.
УЗИП часть 3: выбор схемы подключения, многоступенчатая защита.

УЗИП часть 4: Применение предохранителей и автоматических выключателей в сети с УЗИП