Принципы выбора параметров УЗИП
При выборе УЗИП с любыми рабочими элементами - варисторами, искровыми разрядниками, диодами, должны учитываться:
- параметры сети (напряжение, номинальный ток, параметры передачи данных, тип системы заземления);
- защитный эффект (пропускная способность и уровень напряжения защиты УЗИП);
- факторы, влияющие на установку (конструкция, условия подключения).
Принцип защиты цепей электропитания опирается на установку УЗИП в соответствии с зонной концепцией, при этом при выборе класса УЗИП принципиальное значение имеет достоверная оценка его токовой нагрузки.
Система защиты контрольно-измерительных линий базируется на типе защищаемого сигнала.
Выбор УЗИП начинается с определения параметров электрической сети, для которой он предназначен. Низковольтная сеть 380/220 В по номинальному выдерживаемому напряжению подразделяется на 4 категории (с I по IV) с нормированными значениями: 1,5; 2,5; 4 и 6 кВ соответственно.
Классам УЗИП, соответственно, отвечают следующие уровни защиты:
- УЗИП класс I – ≤4 кВ;
- УЗИП класс II – 1,3 … 2,5 кВ;
- УЗИП класс III – 0,8 … 1,5 кВ.
Уровень защиты выбранного УЗИП не должен превышать выдерживаемое напряжение электрической сети.
Кроме того, УЗИП характеризуется следующими параметрами:
Un – номинальное напряжение сети;
Uc – максимальное длительное рабочее напряжение (действующее напряжение сети, при котором УЗИП длительно сохраняет работоспособность);
Iimp – амплитуда импульсного тока 10/350 мкс, который УЗИП пропускает без повреждения хотя бы один раз (для УЗИП I класса);
Imax – амплитуда импульса 8/20 мкс, который УЗИП пропускает без повреждения хотя бы один раз (для УЗИП II класса);
In – номинальный разрядный ток – амплитуда импульса тока 8/20 мкс, протекающего через УЗИП; этот ток УЗИП выдерживает многократно, при этом токе определяется уровень защиты УЗИП на базе варисторов;
Up – уровень напряжения защиты – характеризует УЗИП в части ограничения напряжения на его выводах при протекании через него тока In;
If – допустимый сопровождающий ток (для УЗИП на базе разрядника);
ta – время срабатывания УЗИП.
КАК ВЫБРАТЬ УЗИП КЛАССА I?
Как же правильно подобрать УЗИП класса I на вводе в здание? Ведь на рынке представлены устройства, которые выдерживают токи молнии в 12 кА, 25 кА, 50 кА и 100 кА. При этом чем бо́льшие токи молнии способен отвести через себя УЗИП, тем он дороже.
Для выполнения оценки токов растекания в точке установки УЗИП, есть два подхода:
- Подход 50/50 согласно ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011 гласит, что в случае прямого удара молнии в здание с контуром заземления или в систему внешней молниезащиты можно допустить, что 50% общего грозового тока уходит в систему заземления рассматриваемого сооружения. Другие 50% тока распределяются по входящим в сооружение коммуникациям.
В нашем случае, для трёхфазной сети питания с объединённым PEN-водником, ток в каждом отдельном проводнике неэкранированного кабеля составит примерно 8,3 кА.
Таким образом, в результате оценки полученных токов растекания необходимо сделать запас на 20-30%, поскольку растекание токов может быть неравномерным. В общем случае для обычного здания достаточно установки УЗИП на 12,5 кА.
Хочется отметить, что максимальный ток молнии в 200 кА используется для объектов I категории надёжности. Для всех остальных объектов достаточно принимать при расчётах ток молнии в 100 кА.
2. Подход 40/60 описывается в международном стандарте IEEE C62.41.1-2002 и гласит, что при прямом ударе молнии в ЛЭП 40% тока молнии уходит в землю, по 15% распределяется в обе стороны по линии и по питающей линии в здание попадет порядка 30% полного тока молнии.
Для быстрого и точного подбора УЗИП с необходимыми, а не с избыточными параметрами, специалисты нашей компании создали универсальные алгоритмы выбора УЗИП.
Алгоритмы разработанны на основе требований стандартов ГОСТ Р МЭК 62305-4-2016 и ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011 с учетом всего многообразия исходных данных.