Защита бытового оборудования, домов и коттеджей от перенапряжений, вызванных грозой

 

Строительство домов ИЖС (коттеджей) требует использования электротехнического оборудования с электронными блоками управления, например, газовые (электронные) котлы отопления и горячего водоснабжения, водонагреватели, блоки дистанционного управления воротами и т.п..

Понятно, что защитить подобные устройства от прямого попадания молнии проблематично. Для этого требуются весьма затратные системы молниеприемников ("громоотводов") и контурного заземления для всего здания. И даже такие системы не смогут гарантировать абсолютной безопасности при прямых попаданиях молний. Логичнее соотнести вероятностные возможности такого события с реальными затратами на установку систем молниеотводов.

 

Более вероятным событием грозовых воздействия на бытовое электронное оборудование являются наводки от грозовых разрядов, которые могут "проникать" к оборудованию через цепи сетевого питания, то есть через линии электропередач, подведенных к домам.

Эта вероятность тем выше, чем больше протяженность линий электропередачи от подстанции к потребителю. Тем более, что в не городских районах прокладка подземных линий электропередач практически не делается в виду большей затратности по сравнению с воздушными линиями. Кроме того, серьезными воздействиями в виде перенапряжений являются наводки от пересечений с высоковольтных ЛЭП с линиями сетевого электропитания, возникающие все от тех же грозовых воздействий, а также от различного рода переключений/выключений/включений питающего напряжения на подстанциях.

Вторичные импульсные (микросекундные) наводки в линиях питающего напряжения (380/220 В) могут достигать нескольких киловольт, а более длительные (миллисекундные) перепады, вызванные разного рода переключениями, нескольких сот вольт.

Такие наводки являются опасными для электроники сложных электробытовых устройств, которые подчас требуют избирательного подключениями к фазному и нейтральному проводам, а некоторые и индивидуального заземления.

В силу сказанного вполне достаточными являются следующие способы защиты бытового электронного оборудования:

- включение УЗИП (устройств защиты от импульсных перенапряжений) в водных цепях однофазного или трехфазного электропитания (на каждую фазу),

- установка индивидуальных заземлителей типа штырей (желательно индивидуальных для сложного оборудования),

- при трехфазном питающем напряжении равномерно распределение нагрузок по фазам (баланс фаз),

- правильное подключение фазных и нейтральных проводов к оборудованию (если это требуется по ТО на прибор),

 

Поскольку по новым требованиям вводные автоматы и счетчики должны устанавливаться в открытой доступности для проверяющих представителей электроснабжающих организаций, разумным следует применение отдельного от вводно-защитного (устройства, блока, шкафа) внутреннего распределительного шкафа, в котором размещаются необходимые для управления всем электрооборудованием домаавтоматы, устройства защитного отключения и т.п.)

 

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Применение УЗИП (далее - модулей) обозначено в их названии. Эти устройства работают по принципу "сглаживания" импульсных наводок в линиях электропитания, вызванных вторичной электромагнитной индукцией разряда молнии в близ проходящих проводах.

В практике грозозащиты принято считать, что импульс прямого (удаленного) попадания молнии в линию электропередачи характеризуется временным параметром, обозначаемым как 10/350 (где 10 - это длительность фронта импульса в микросекундах, а 350 - длительность спада импульса), а наведенного импульса - 8/20.

Как правило, основой большей части УЗИП являются мощные варисторы - полупроводниковые элементы, характеризуемые в основном двумя параметрами: рабочим напряжением (длительное напряжение, которое может быть в линии без срабатывания УЗИП)  и номинальным импульсным током (током, которые варистор "убирает" в землю и не разрушается). За время действия импульсов при соответствующих значениях перенапряжений варисторы не разрушаются, что позволяет в дальнейшем неоднократно исполнять свою защитную функцию.

УЗИП разделяются на три класса: I (или В), II (или С) и III (или D).

 

Общая схема включения УЗИП

(на примере УЗИП словенского производства типа Protec)

 

Ограничитель напряжения типа  Protec A (Prospark) представляет собой мощный разрядник с током разряда до 150 кА, который предпочтительнее устанавливать непосредственно на столбах подводки питающих кабелей к зданиям. Они, в свою очередь, являются защитой для мощных варисторных УЗИП первого класса.

 

УЗИП I класса (или B), как правило, устанавливаются при вводе кабелей питания в здания и сооружения и предназначаются для защиты от мощных воздействий, вызванных прямым удаленным попаданием молний в конкретную линию электропередачи. Варисторы также способны выдерживать токи до 150 кА, но скорость срабатывания варисторного модуля по сравнению в разрядником выше на порядок - ед. наносекунд. Такой модуль является дорогим устройством, в силу чего применяется в местах постоянных грозовых воздействия и для защиты весьма сложного и "тонкого" электронного оборудования. Для индивидуального жилища применение таких модулей несколько избыточно, хотя наиболее надежно.

УЗИП II класса (или C), являются вторым каскадом защиты о перенапряжений с номинальным током до 40 кА. Эти модули более подходящи для применения в водно-защитных устройства в смысле соотношения: свойства защиты/цена модуля.

УЗИП III класса с номинальным током до 10 кА применяются непосредственно перед защищаемым устройством. При этом для качественной защиты расстояние между УЗИП II и УЗИП III не должно быть менее 6 м. В противном случае надо в разрыв провода включать соответствующий дроссель.

 

Для сетей России приняты следующие рабочие напряжения - 275 (для стабильных линий электроснабжения) и 320 В (для нестабильных).

 

 

Имеются в наличии следующие УЗИП.

Prospark

Protec B 320/150

Protec B2 320/60

Protec CM 320/80(1+1)

Грозоразрядник

Модули защиты оборудования от прямого  (удаленного) попадания молнии в сети электропередач.

Заменяет Protec C(R), является более надежной защитой

Модуль применяется для комплексной защиты оборудования по двухпроводной сети питания 220 В с раздельной нейтралью

150 кА

I класс защиты.

 

Импульсный ток защиты

 

150 кА

 

I / II класс защиты

 

Импульсный ток защиты

 

60 кА

 

II класс защиты

40кА+40кА