Грозозащита частного дома – Как сделать молниезащиту в частном доме своими руками? советы +фото — все размеры и здания с металлической крышей

Грозозащита своими руками | Строительный портал

Во время грозы, с целью улучшения безопасности дома и людей, которые там проживают, рекомендуется установка грозозащитой системы. Есть специальные службы, которые занимаются данным вопросом, но при желании осуществить монтаж грозозащиты своими руками рекомендуем ознакомиться с данной статьей.

Оглавление:

1. Принцип действия грозозащиты
2. Способы грозозащиты зданий
3. Правила расчета грозозащиты
4. Рекомендации по улучшению безопасности зданий во время грозы
5. Устройство грозозащиты внутри помещения
6. Требования к основным компонентам грозозащиты
7. Методы крепления тросов или проводов молниеприемников

Принцип действия грозозащиты

Наземные молнии, которые с легкостью попадают в объекты, расположенные на земле, представляют огромную опасность, как для человека, так и для его жилища, ведь напряжение разряда молнии составляет миллионы и даже миллиарды вольт.

Комплексная грозозащита состоит из двух компонентов: внешнего и внутреннего. Внешний компонент грозозащиты, при ударе молнии, перехвачивает и отводит энергию в землю, а внутренняя грозозащита является соединителем всех электросетей, расположенных внутри помещения, и создает так называемое заземление.

Основные части внешней грозозащиты:

• молниеотвод,
• токоотвод,
• заземлитель.

Функциональная особенность молниеотвода — перехват молнии. Разновидности молниеотводов: стержень, расположенный на коньке кровли, для ровной крыши используют громоотвод в виде сетки, еще один вариант молниеотвода — трос, который натягивают над зданием.

На стенах дома монтируют токоотводы. Главная особенность монтажа токоотвода — максимально короткий путь от молниеотвода до земли, чтобы молния быстрее попала в заземлитель.

Заземлитель используют для передачи тока в землю.

Внутренняя молниезащита дома — это предохранение проводки от резких скачков напряжения, которые провоцирует молния.

Способы грозозащиты зданий

Согласно математическому моделированию, наиболее надежный способ защитить дом от попадания молнии это сетка, которую натягивают по всей поверхности крыши, на высоте от одного до полтора метра.

Установка металлического штыря, который в несколько раз превышает высоту здания — тоже хороший вариант.

При наличии металлической крыши, которая имеет толщину более 10 мм, возможен вариант подключения заземления к крыше в нескольких местах, таким образом, роль молниеотвода сыграет крыша, а заземление примет удар молнии и передаст ток в землю.

При стреловидной крыше допустимо установить металлический трос, который натягивают над крышей на высоте от 0,5 до 1,5 м.

Для более сложных крыш трос натягивают в нескольких местах, в местах выступа коньков или других металлических деталей.

Для плоской крыши — наилучший вариант это натянутая сетка из металлического троса, которая имеет расстояние ячеек один-два метра, также для такой крыши подойдет штырь длиной в три-четыре метра, который устанавливают посередине крыши.

Правила расчета грозозащиты

Чтобы быть уверенным, что здание действительно защищено от попадания молнии следует обязательно рассчитать молниезащиту. Расчет молниезащиты зависит от таких показателей:

• тип здания: прямоугольник, квадрат, овал или круг;
• размеры здания: ширина, высота и длина;
• наличие дополнительных пристроек, беседок или отдельно стоящих зданий;
• количество гроз за один год, на 1 км²;
• вероятность попадания молнии в данный участок.

Молниезащита подразделяется на несколько категорий. Наиболее подходящая для жилых домов — третья категория молниезащиты. Перед началом расчета определитесь с типом здания. Например, рассмотрим расчет одиночной стержневой молниезащиты для здания, в виде кругового конуса.

Длину здания обозначим буквой А, ширину В, а высоту hx. Допустим, ширина здания составляет 25 м, длина 18 м, а высота 7 м. Теперь нужно, при помощи специальной карты узнать о годовом количестве (n) и о средней продолжительности (t) гроз, на территории данного здания.

N=((В+6h)(А+6h)-7h3)n10-5

После проведения расчета получаем N=0,0134353. Количество поражений молнии в год. В зависимости от надежности молниезащиты выделяют две зоны: А — больше 99,5%; В — от 95% до 99,5%.

В зависимости от количества и средней продолжительности грозы определяем зону данного здания и производим расчет высоты молниеотвода. Лучше доверить этот процесс специалистам, так как правильный расчет молниеотвода обеспечит безопасность здания на долгие годы.

Рекомендации по улучшению безопасности зданий во время грозы

1. При установке высотных конструкций грозозащиты необходимо провести тщательное закрепление, чтобы под влиянием ветра, данные детали не оторвались и не повредили ближайшие зданий или автомобили, а также не травмировали людей.

2. При наличии металлических или кирпичных труб на крыше здания нужно совершить заземление металлических труб и установить металлические штыри для кирпичных.

3. Установите заземление для телевизионных или спутниковых антенн, потому что эти приборы подсоединены к электричеству и легко притягивают молнию во время грозы.

4. Перед началом сезона гроз нужно провести тщательный осмотр молниеотвода и других компонентов грозозащитной системы.

5. Во время грозы рекомендуется закрывать все форточки, двери и окна, для предотвращения попадания шаровой молнии в помещение.

Устройство грозозащиты внутри помещения

УЗИП — устройство защиты от внутреннего перенапряжения — главный компонент внутренней защиты здания во время грозы. Устройство УЗИП – это модуль молниезащиты, который изготавливают на основе вариастора или разрядника.

В зависимости от класса защиты все устройства УЗИП разделяют на:

1. УЗИПы первого класса, которые устанавливают перед распределительным щитом. Такие устройства с легкостью останавливают высокомощные разряды и гасят ток.

2. УЗИПы второго класса предназначены для предохранения электроприборов от остаточного импульса. Устанавливаются в зданиях, где находятся серверные или обычные сети, к которым подключают различную аппаратуру.

3. УЗИПы третьего класса защищают слаботочные системы, такие как телефонная, интернет-система или камера видеонаблюдения.

Требования к основным компонентам грозозащиты

Перед началом работы по установке грозозащиты ознакомимся с основными требованиями к компонентам внешней грозозащиты:

1. Требования к молниеотводу: наибольшая высота среди всех объектов, размещенных на территории.

2. Требования к проводнику молниезащиты: минимальная длина, высокий уровень изоляции для хорошего прохождения тока, при установке проводника избегайте наличия стыков или скруток, лучше воспользуйтесь сваркой или пайкой, в качестве проводника используйте стальные ленты или пруты, которые имеют небольшой диаметр.

3. Требования к заземлителю: расположение не менее четырех метров от фундамента, высокая влажность грунта.

Схема грозозащиты:

Инструменты для установки внешней стержневой молниезащиты:

• молниеприемник,
• токоотвод,
• заземлитель,
• сварочный аппарат,
• металлические скобы или хомуты.

Инструкция по монтажу грозозащиты:

1. Установите стержневой металлоприемник. Подсоедините к нему токоотвод, который состоит из металлической проволоки с круглым сечением. Токоотвод должен иметь минимальную длину, для более быстрой передачи тока от металлоприемника к заземлителю.

2. В качестве заземлителя используйте полосу металла или металлическую пластину с сечением не меньше 150 см².

3. При помощи болтов и электросварки соедините все элементы этой системы между собой.

Установка заземления:

Самое главное правило установки заземления – это обеспечение постоянной влажности грунта. Для выполнения данного требования существует два варианта:

• установка заземления в месте прохождения грунтовых вод;
• установка заземления ниже промерзания грунта, но в тоже время необходимо осуществить подвод стока воды с крыши к месту установки заземлителя.

В качестве заземлителя используйте кусок железа, металлическую бочку, трубу, уголок лист или стержень, которые необходимо забить в землю. Труба, стержень или уголок отличаются небольшой площадью, поэтому рекомендуется сварить их с нескольких частей, например, в виде перевернутой буквы Ш.

Рассмотрим один из вариантов заземления: лист металла площадью 1 м² нужно закопать в землю, предварительно подготовив яму, которая доходит до грунтовых вод, минимальная глубина ямы составляет два метра. При выборе материала заземлителя лучше используйте качественный оцинкованный металл, медь, алюминий или дюралюминий, так как обычное железо со временем сгнивает, и заземление не будет выполнять свои функции. Соединение занижения с заземлением производится путем сваривания или прикручивания заземлителя к стальной полосе или тросу.

Следите, чтобы заземление не находилось вблизи колодца, бассейна или питьевой скважины.

Для занижения отличным вариантом будет стальной проводник, который имеет сечение 10*10 см или металлическая полоса шириной в 40 мм, а толщиной в 25 мм. Прокладывают занижение прямо по стене здания без дополнительной изоляции. Трос, необходимо сваривать при помощи электросварки или стыковать болтами.

Методы крепления тросов или проводов молниеприемников

Выделяют:

• натяжную систему крепления;
• дистанционную систему крепления.

Для установки молниеприемника натяжным способом на стрелообразной крыше и стенах здания устанавливают жесткие анкера и натягивают провода. Крепление проводов или троса производят при помощи специальных зажимов.

При использовании самозабивного углового зажима и дюбелей совершают крепление троса на плоскую крышу. Если крыша слишком крутая, вместо углового зажима используют коньковый, который позволяет подобрать цвет и фактуру, согласно общему дизайну кровли.

Советы по установке грозозащиты:

1. Для расчета грозозащиты не обязательно высчитывать все показания по приведенной выше формуле, существуют онлайн калькуляторы, которые справятся с этой задачей гораздо быстрее. Но показания размеров здания и годового количества ударов молний все равно нужно узнать и измерить.

2. При наличии на территории дома большого дерева закрепите молниеприемник на дереве с помощью шеста и хомутов. Обязательное условие такой грозозащиты – расположение молниеприемника выше верхушки дерева. Не используйте металлические болты для закрепления молниеприемника на дереве, чтобы избежать повреждения или возгорания.

3. При наличии телевизионной мачты – расположите молниеприемник на ней, а если мачта металлическая и не окрашена, тогда она будет хорошим токоотводом.

4. Дымовая труба – хорошее место для прикрепления молниеотвода. Прикрепите молниеотвод к дымоходу, но учтите, что при сильном ветре слишком большой молниеотвод повредит трубу, поэтому прежде чем использовать этот вариант сопоставьте размеры трубы и молниеотвода.

5. В качестве заземлителя разрешается использовать такие предметы как спинка от старой металлической кровати, арматурная сетка или ненужные металлические предметы.

6. При монтаже молниезащиты необходимо просверлить несколько отверстий в земле и засыпать туда соль или селитру, так как эти материалы способствуют увеличению эффекта проводимости тока.

7. При выборе кабеля для заземления рекомендуется использовать кабель с наибольшим сечением.

8. Категорически запрещается осуществлять изоляцию или покраску молниетвода.

9. Нельзя размещать заземлитель вблизи стен здания, дорожек или переходных проходов.

10. Для соединения молниеприемника и токоотвода используйте медные, латунные или оцинкованные винтовые зажимы.

11. Ремонт и корректировку молниезащитной системы следует проводить минимум один раз в три года. Для этого зачищают все контакты, подтягивают или заменяют соединения.

12. Один раз в пять лет проводите вскрытие заземления и проверку надежности соединений. При наличии большого количества ржавчины рекомендуется произвести замену заземлителя.

13. При выборе токоотвода, учтите, что материал, из которого изготовлена данная деталь должен выдерживать нагрузку до 200000 ампер.

14. Запрещается изгибать токоотводы, так как возможен риск возникновения пожара.

strport.ru

Молниезащита частного дома: виды, устройство и монтаж

Молния — электрический искровой заряд, сопровождающийся яркой вспышкой света. Удар молнии способен привести к самым разрушительным последствиям, так как сопровождается выделением большого объема тепловой энергии, что часто ведет к пожарам.

Однако самое опасное последствие молнии не в разрушении имущества, а в опасности для жизни и здоровья человека. От ударов молнией ежегодно гибнут или остаются инвалидами тысячи людей. Правильно установленная молниезащита в частном доме — важнейшая мера, обеспечивающая безопасность жильцов и сохранность имущества.

к содержанию ↑

Типы поражения молнией

Существует две фактора поражения ударом молнии:

1. Первичный фактор. Непосредственное попадание в здание. Вследствие этого возникает та или иная степень повреждения конструкции дома. В некоторых случаях возможен пожар. Первичный фактор наиболее опасен, так как речь идет о прямом ударе.
2. Вторичный фактор. Для жильцов не представляет непосредственной угрозы. Негативное воздействие сводится к возникновению электромагнитной индукции в электропроводке здания. Результат воздействия вторичного фактора — мощный перепад напряжения, вследствие которого происходит оплавление микросхем и выход электробытовой техники из строя.

Чтобы обезопаситься от вторичного фактора, достаточно отключить электроприборы во время грозы. Молниезащита дома — единственная возможность защититься от первичного фактора.

Молния хоть и является сильным электрическим разрядом, всегда действует по пути наименьшего сопротивления. Главная задача молниезащиты — перевести отвести удар с защищаемого объекта в другую среду. Защитная система переводит электрический разряд в землю, а здание остается невредимым.

к содержанию ↑

Разновидности молниезащиты

Системы защиты от молнии делят по нескольким критериями. По методу защиты молниеотводы принято разделять на два типа:

• активные;
• пассивные.

Активные системы — недавнее изобретение. Их суть в наличии в молниеприемнике ионизатора, издающего импульсы и тем самым притягивающим молнию. Приемник «перетягивает» молнию на себя, в результате чего защищаемые объекты выходят из-под удара. Оборудование для активной защиты стоит дорого и устанавливается исключительно специалистами.

Другой тип защиты — пассивный. Такие системы включают молниеприемник, токоотвод и заземлитель. Это самый распространенный тип защитных систем. Задача пассивной защиты — принять на себя удар молнии и отвести разряд в землю.

Еще один критерий — вид защиты. Различают внешнюю и внутреннюю защиту. Внешняя предохраняет здание от непосредственного удара молнии, а внутренняя — защищает электрические сети от возникновения перенапряжения.

Последний критерий — особенности конструкции молниеприемника. Устройства подразделяют на штыревые, тросовые и сетчатые.

к содержанию ↑

Конструкция молниезащиты

В составе системы защиты от молнии три компонента — молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Молниеприемник

Устройство предназначено для приема удара молнии. Его устанавливают на кровле здания с тем расчетом, чтобы молниеприемник был самой высокой точкой. Наиболее простой в конструкционном отношении тип приемника — стержневой: прут из металла диаметром от 10 до 18 миллиметров и длиной от 2,5 метра. В качестве стержневого приемника подойдет и полая металлическая труба, однако ее торцы нужно заварить.

Количество молниеприемников зависит от масштабности строения. Для небольших зданий достаточно одного штыря, хотя рекомендуется предусмотреть два приемника. Для зданий свыше 200 квадратных метров понадобится 2 – 3 или более стержней.

Чтобы предотвратить переход заряда непосредственно на здание, молниеприемник фиксируют на кровле с помощью деревянных брусков или особых фиксаторов. Устройство иногда размещают на отдельной опоре неподалеку от здания. В последнем случае руководствуются нежеланием портить внешний вид крыши. Экзотическое, но вполне эффективное решение — установка приемника на высоком дереве. Главное, чтобы устройство находилось выше самой высокой точки здания.

Менее распространенный тип приемника — тросовая система. Применяется трос, натянутый во всю длину конька кровли и зафиксированный на деревянных опорах. Трос не должен соприкасаться с материалом крыши.

Еще один вид приемников — сетчатый. Производится из металлической проволоки с 6-миллиметровым сечением. Проволоку растягивают по всей кровле и крепят к деревянным опорам на расстоянии 6 – 10 см от крыши.

к содержанию ↑

Токоотводы

Предназначение токоотвода — транспортировка электрического заряда от молниеприемника к заземлительному устройству. Токоотводом обычно выступает металлическая проволока диаметром более 6 миллиметров. Подойдет стальная лента толщиной от 2 миллиметров и шириной от 25 – 30 миллиметров.

На стенах из негорючего материала токоотвод фиксируют в произвольном месте. Следует избегать участков возле оконных и дверных проемов. К молниеприемнику токоотвод прикрепляют сваркой, болтами или пайкой.

Количество токоотводов определяется количеством приемников и их типом. Для одного стержневого приемника нужен один отвод. Для каждого тросового или сеточного устройства необходимы два токоотвода.

к содержанию ↑

Заземлитель

Устройство изготавливают из двух стальных прутов. Их закапывают в землю на глубину 2 – 3 метра. Между прутами выдерживают по крайней мере расстояние в 3 м. Пруты объединяют перемычкой на глубине 50 – 80 сантиметров в грунте. Токоотвод крепится к перемычке.

Обратите внимание! Если грунтовые воды близко, заземлитель располагают по горизонтали на глубине не менее 80 сантиметров.

Установка молниезащиты

Монтажные работы осуществляют по подготовленному проекту. В процесс создания плана нужно выполнить ряд действий:

1. Сделать выбор в пользу какой-либо из конструкций приемников (стержневой, тросовый или сетчатый).
2. Определиться с высотой монтажа стержня.
3. Найти место для монтажа устройства заземления. Его устанавливают на расстоянии не меньше одного метра от стен здания и не ближе 5 метров от дорожек и входа в дом. Рядом с заземлительным контуром не должны находиться детские площадки, места для отдыха и т. п.
4. Сделать расчет расстояния от приемника до самой отдаленной точки заземляющего контура.
5. Выбрать конструкционные материалы для изготовления системы.

Для выполнения установки понадобятся штыковая лопата, сварочный аппарат, пластиковые фиксаторы для токоотвода, молоток и электрическая дрель.

Вначале роют траншею для размещения в ней заземлителя. Траншею делают в виде ровной трехметровой линии или треугольника. Если выбрана линия, электроды устанавливают в грунт на концах траншеи. Электроды объединяют металлическим прутом, а затем скрепляют сваркой. В случае с треугольной формой три электрода устанавливают на вершинах фигуры и объединяют их в металлическую конструкцию при помощи сварочного аппарата.

Заземление располагают на глубине примерно 80 сантиметров. Предпочтительнее постоянно сырой грунт. Для сухих грунтов понадобится регулярное увлажнение. Чтобы улучшить электропроводность песчаного грунта, его обрабатывают солевым раствором.

Один конец токоотвода объединяют сваркой с молниеприемником, а другой — с заземлителем. Важно соблюсти прилегание токоотвода по всей длине перемычки между стержнями. Приваривать токоотвод нужно в нескольких местах. Участки сварочных работ красят антикоррозийным лакокрасочным материалом.

Токоотвод не должен соприкасаться со стенами здания. Его фиксация осуществляется токонепроводящим крепежом. Расстояние между стеной и токоотводом не должно быть меньше 10 сантиметров.

к содержанию ↑

Установка тросового приемника

Стальной трос натягивают на несколько металлических мачт (их количество составляет от 2 до 4, в зависимости от размера кровли). Мачты устанавливают на деревянных брусках, чтобы избежать соприкосновения с материалом кровли (речь идет о металле). К мачтам прикрепляют концы троса, который должен быть идеально натянут. К одному из окончаний троса приваривают токоотвод. Вместо сварки подойдет болтовое соединение.

При наличии дымохода вокруг него несколько раз оборачивают трос. Концы троса крепят к уже установленному приемнику.

к содержанию ↑

Установка стержневого приемника

Основой стержневой системы станет стальной штырь длиной от 40 до 150 сантиметров или труба. Опорой для приемника могут послужить такие элементы:

• стоящая на земле высокая мачта;
• ТВ-антенна;
• высокое дерево;
• станина.

Штырь приемника прикрепляют к мачте с помощью сварочного аппарата или болтами, после этого устанавливают токоотвод.

Обратите внимание! После окончания монтажных работ необходимо протестировать сопротивление системы. Показатель должен быть меньше 10 Ом.

к содержанию ↑

Советы по уходу за молниезащитой

Чтобы система защиты от ударов молнии пребывала в исправном состоянии, за ней нужен уход. Рекомендуется выполнять следующие мероприятия:

1. Каждый год устраивать проверку всех компонентов системы на работоспособность. Делать это нужно весной — после окончания зимнего сезона.
2. Проверять материал на ржавление. В случае надобности менять заржавевшие элементы.
3. Один раз в 2 – 3 года красить детали молниезащиты, прочищать контакты, тестировать соединения на работоспособность.
4. Каждые 5 лет откапывать заземлитель и проверять его техническое состояние.

к содержанию ↑

Внутренняя защита дома

Пассивная внешняя защита работает круглосуточно, ее не нужно постоянно контролировать на предмет исправности. Однако когда разряд молнии попадает в зону, недоступную для молниеотвода, и возникает электромагнитная индукция, угрозе подвергается вся техника в доме. Для обеспечения высокой безопасности нужна не только внешняя защита, но и внутренняя предохранительная система.

Внутренняя защита предполагает проведение мероприятий, направленных на предотвращение перенапряжения в электрических сетях. Перенапряжение возникает как следствие удара молнии, когда токи направляются по индуктивным и резисторным связям. Результатом перенапряжения станут оплавление микросхем и поломка электробытовой техники на даче или в квартире.

Внутренняя защита от молнии состоит в использовании специального прибора — устройства защиты импульсного перенапряжения (сокращенно УЗИП). Существует несколько классов такого оборудования. Первый класс предназначен для защиты от прямых ударов молнии. Устанавливается на входе в здание во вводно-распределительном устройстве или распредщите. Второй класс устройств помогает справиться с коммутационными помехами. Выпускается оборудование класса 1+2, предназначенное для защиты небольших зданий, в том числе жилых домов.

Чтобы по-настоящему надежно защититься от ударов молнии, рекомендуется использовать комплекс мер: внешняя пассивная система должна сочетаться с активной. Установить систему громоотвода можно как своими руками, так и наняв специалистов. Если установить еще и внутреннюю защиту дома, за бытовую технику во время грозы можно не переживать.

Молниезащита частного дома: виды, устройство и монтаж

220.guru

УЗИП для частного дома — защита от перенапряжения при ударе молнии

Импульсным перенапряжением называется кратковременное резкое возрастание напряжения в электрической сети. Несмотря на то, что длится этот скачок совсем недолго (доли секунды), он чрезвычайно опасен как для линии, так и для подключенных к ней потребителей энергии. Чтобы не допустить повреждения кабеля и электрических приборов, используют устройства защиты от импульсных перенапряжений. В этом материале мы поговорим о том, что представляют собой эти приборы, каких видов они бывают, а также рассмотрим, как подключаются УЗИП для частного дома.

Причины возникновения импульсного перенапряжения

ИП может происходить как по технологическим, так и по природным причинам. В первом случае резкий перепад разности потенциалов происходит, когда на трансформаторной подстанции, откуда идет питание конкретной линии, возникает коммутационная перегрузка. Импульсное перенапряжение, вызванное природными причинами, случается, когда во время грозы мощный разряд бьет в молниезащиту сооружения или линию электрической передачи. Независимо от того, чем вызван скачок напряжения, он может быть очень опасен для домашней электросети, поэтому для эффективной защиты от него требуется подключить УЗИП.

Для чего нужно подключение УЗИП?

Для того чтобы защитить электрическую сеть и подключаемые к ней приборы от мощных импульсов тока и резких перепадов напряжения, устанавливается устройство для защиты линии и оборудования от импульсных напряжений (сокращенное обозначение – УЗИП). Оно включает в себя один или несколько нелинейных элементов. Подключение внутренних компонентов защитного устройства может производиться как в определенной комбинации, так и различными способами (фаза-фаза, фаза-земля, фаза-ноль, ноль-земля). В соответствии с требованиями ПУЭ установка УЗИП для защиты сети частного дома или другого отдельного здания производится только после вводного автомата.

Наглядно про УЗИП на видео:

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.

Классы устройств защиты от ИП

Существует 3 класса аппаратов защиты линии от перенапряжения:

Устройства I класса устанавливаются в распределительном щите или вводном шкафу и позволяют обеспечить защиту сети от импульсного перенапряжения, когда электрический разряд во время грозы попадает в ЛЭП или молниезащиту.

Приборы II класса обеспечивают дополнительную защиту электрической линии от повреждений в результате удара молнии. Устанавливают их и в том случае, когда необходимо защитить сеть от импульсных скачков напряжения, вызванных коммутацией. Их монтируют после устройств I класса.

Рассказ про УЗИП от специалистов компании ABB на видео:

Аппараты класса I+II обеспечивают защиту отдельных жилых домов. Монтаж этих приборов производится неподалеку от электрического оборудования. Они играют роль последнего барьера, сглаживающего остаточное перенапряжение, которое, как правило, имеет незначительную величину. Устройства этого класса выпускаются в виде специализированных электророзеток или вилок.

Одновременная установка устройств I, II и III класса гарантирует трехступенчатую защиту электрической линии от импульсных скачков напряжения.

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:

Заключение

В этой статье мы рассказали о том, что же такое УЗИП, каких типов бывают эти устройства и как они классифицируются, а также разобрались с тем, как производится их подключение к защищаемой цепи. Напоследок нужно сказать, что использование этого прибора, в отличие от УЗО, в линии электропитания частного дома обязательным не является. Включение его в сеть в каждом отдельно взятом случае требует учета индивидуальной заземляющей схемы, а также размещения ГЗШ и вводного автомата. Поэтому перед покупкой и установкой УЗИП настоятельно рекомендуем воспользоваться консультацией опытного электрика.

yaelectrik.ru

УЗИП для частного дома: 6 схем подключения

Парадокс наших дней — задал простой вопрос десятку знакомых: вы понимаете, что от удара молнии может сгореть стиралка, холодильник, морозильник и дорогая электроника: компьютер, телевизор, домашний кинотеатр?

Спастись от этой беды можно. Достаточно подключить УЗИП для частного дома в отдельном щитке и возложить на него защиту от случайной аварии.

Только один человек сказал, что планирует решить этот вопрос. Остальные же отложили его рассмотрение до лучших времен. Вот я и решил объяснить его подробнее.

Содержание статьи

Для чего предназначены внутренние устройства молниезащиты и как они работают при разрядах

Стихийное возникновение молнии происходит внезапно, создавая огромные разрушения.

Защитить дом от него позволяет внешняя молниезащита, состоящая из молниеприемника, распложенного над крышей, а также молниеотвода и контура заземления.

Ток разряда, проникающий кратковременным импульсом по подготовленной цепи, имеет очень большую величину. Он наводит в близкорасположенной проводке здания и токопроводящих частях перенапряжения, способные сжечь изоляцию, повредить бытовые приборы.

Предотвратить опасные последствия грозового разряда предназначены внутренние устройства молниезащиты, представляющие собой комплекс технических устройств и приборов на основе модулей УЗИП с подключением их к системе заземления.

Они надежно работают не только при непосредственном ударе молнии по дому, но и гасят разряды, попадающие в:

1. питающую ЛЭП;
2. близлежащие деревья и строения;
3. почву, расположенную рядом со зданием.

Если с ударом по ЛЭП обычно вопросов не возникает, то в последних двух случаях перенапряжение способно импульсом проникнуть в домашнюю проводку по контуру земли, трубам водопровода, канализации, другим металлическим магистралям, как показано на самой первой картинке

Работа внутренней молниезащиты происходит за счет подключения проникшего высоковольтного импульса на специально подобранный разрядник или электронный элемент — варистор.

Он включается на разность двух потенциалов и для обычного напряжения обладает очень большим сопротивлением, когда токи через него ограничиваются, не превышают нескольких миллиампер.

При попадании на схему варистора аварийный импульс открывает полупроводниковый переход, замыкая его накоротко. Через него начинает стекать опасный потенциал на защитное заземление.

После варистора опасное напряжение значительно ограничивается. На базе этих электронных компонентов созданы современные модули защиты — УЗИП.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений: как правильно выбрать и установить модуль

Представьте картинку, когда накопленная энергия статического электричества между движущимися на больших расстояниях облаками разряжается молниеносным ударом по зданию или питающей его ЛЭП.

Усредненная форма импульса тока приведена ниже. Она вначале круто возрастает примерно за 10 миллисекунд, а затем, достигнув своего апогея, начинает плавно снижаться. Причем спад до середины максимального значения тока происходит через 350 мс и продолжается дальше до нуля.

Этот импульс грозового разряда создает перенапряжение в сети, которое примерно повторяет форму тока, но может отличаться за счет работы ограничителей перенапряжения, установленных на воздушной ЛЭП.

Форма такого импульса, обработанного разрядниками, показана чуть правее, а обычная синусоида частотой 50 герц для сравнения ниже.

Ограничители перенапряжения ЛЭП работают за счет пробивания калиброванного воздушного зазора повышенным импульсом разряда. В обычном состоянии его сопротивление исключает протекание токов от напряжения нормальной величины.

У высоковольтных линий электропередач ограничители имеют довольно внушительные размеры.

На воздушных ЛЭП 0,4 кВ их габариты значительно меньше. Они располагаются на опоре рядом с изоляторами.

Ограничители перенапряжения ВЛ способны погасить очень высокое напряжение разряда молнии только до 6 киловольт. Такой импульс имеет измененную форму нарастания и спада напряжения с характеристикой 8/20 мкс. Он поступает на вводные устройства вашего дома.

Защита перенапряжения ЛЭП его сильно урезала и преобразовала. Но этого явно недостаточно для обеспечения безопасности оборудования и жильцов.

Бытовая проводка 220/380 вольт выпускается с изоляцией, способной противостоять импульсам 1,5÷2,5 кВ. Все, что больше, ее пробивает. Поэтому требуется использовать дополнительное устройство защиты от импульсных перенапряжений для частного дома.

Ассортимент таких конструкций обширен. Их необходимо уметь правильно выбирать и монтировать.

УЗИП для сети 0,4 кВ выпускаются на 2 режима возможной аварии для гашения:

1. тока разряда с формой 10/350мкс, который не претерпел изменений от ОПН воздушной ЛЭП;
2. импульса перенапряжения с характеристикой 8/20мкс.

По этим факторам удобно при выборе УЗИП пользоваться алгоритмом, который я показал картинкой ниже.

Однако следует представлять, что практически нет устройств, способных разово погасить импульс 6 киловольт до безопасной для бытовой проводки величины в 1,5 кВ.

Этот процесс происходит в три этапа. Под каждый из них используется свой класс УЗИП, хотя есть небольшие исключения из этого правила.

Модули класса 1 способны снизить импульс перенапряжения с 6 до 4 кВ, который проникает:

• после ограничителей ЛЭП;
• или наводится от тока разряда молнии, стекающего по молниеотводу;
• либо ее удара в близко расположенные строения, деревья, почву.

УЗИП класса 1 устанавливают во вводном щиту здания внутри отдельной герметичной пожаробезопасной ячейки. Пренебрегать этим правилом опасно.

При монтаже следует правильно прокладывать защищаемые кабели. Они не должны пересекаться с отводом аварийных токов на контур земли и приходящими, не подвергнутыми защите магистралями.

От сверхтоков модули спасают силовыми предохранителями с плавкими вставками.

Автоматические выключатели для этих целей не приспособлены. Их контакты не выдерживают создаваемые импульсные перегрузки. Они привариваются, а повреждение продолжает развиваться.

Следующий класс УЗИП №2 снижает импульс перенапряжения с четырех до 2,5 кВ. Его ставят в следующем по иерархии распределительном щите, например, квартирном. Он дополняет работу предшествующего модуля, но может использоваться и автономно.

Класс №3 устройства защиты от импульсных перенапряжений может выполняться модулями, устанавливаемыми на DIN-рейку или комплектами, встраиваемыми в бытовые приборы, удлинители, сетевые фильтры.

УЗИП класса 3 способен обеспечивать безопасность только после срабатывания защиты класса №2. Он ставится последовательно за ней потому, что от 4-х киловольт сгорает.

Производители побеспокоились о сложности выбора правильной конструкции УЗИП и предлагают комплексное решение этого вопроса общим модулем, называемым 1+2+3.

Он ставится в отдельном боксе. Однако, цена такой разработки не всем по карману.

Защита от импульсного перенапряжения: частный дом с однофазным питанием

Монтаж электропроводки в частном доме, особенно выполненном из древесины и горючих материалов, требует тщательного соблюдения правил электрической безопасности.

Необходимо учесть, что здание может быть запитано по разным схемам заземления:

• типовой старой TN-C;
• либо современной, более безопасной TN-S или ее модификациям.

Разберем оба случая.

Схема подключения УЗИП: 2 варианта по системе заземления TN-S

На картинке ниже представлена развернутая схема с защитой комбинированного класса 1+2, которое используется для установки после вводного автоматического выключателя.

Варистор ограничителя перенапряжения встроен в корпус модуля, защищает электрическую схему от прямых или удаленных атмосферных разрядов молний.

Традиционный для всех УЗИП сигнальный флажок имеет два цвета:

1. зеленое положение свидетельствует об исправности устройства и готовности к работе;
2. красное — о необходимости замены в случае срабатывания или перегорания.

Такой модуль может применяться во всех системах заземления, а не только TN-S. Он имеет 3 клеммы подключения:

1. сверху слева L — фазный провод;
2. сверху справа PE — защитный проводник заземления;
3. снизу N — нулевой провод.

УЗИП защищает электросчетчик и все цепи после него.

На очередной схеме показан вариант использования защиты с УЗО. После него создается дополнительная шинка рабочего нуля N1, от которой запитаны все потребители квартиры.

Схема вроде понятна, вопросов не должно возникнуть.

Для дополнительных систем заземления TN-C-S и ТТ предлагаю к изучению и анализу еще две схемы. У них УЗИП монтируется тоже во вводном устройстве.

Цепи подключения счетчика, реле контроля напряжения РКН и УЗО, а также потребители подробно не показываю. Но принцип понятен: используется защитная шина PE.

А вот в старой системе заземления ее нет, за счет чего снижается надежность и безопасность. Но все же она осуществляет защиту, поэтому и рассматривается.

Схема подключения УЗИП по системе заземления TN-C

Отсутствие шины РЕ диктует необходимость подключения УЗИП только между потенциалами фазного провода и PEN. Других вариантов просто нет.

Слева показан способ монтажа защиты для однофазной проводки, а справа — трехфазной.

Импульс перенапряжения снимается по принципу создания искусственного короткого замыкания в питающей цепи.

Защита от импульсного перенапряжения: частный дом с трехфазным питанием

Разбираю принципы подключения УЗИП на примере разных систем заземления.

Схема подключения УЗИП для трехфазного питания дома по системе TN-S

Защита проводки возложена на:

• трехполюсный вводной автоматический выключатель;
• однополюсные и трехполюсные автоматы отходящих линий;
• устройство защиты от импульсных перенапряжений комбинированного типа 1+2+3.

Учетом электроэнергии занимается трехфазный электросчетчик. После него в цепях рабочего нуля образована дополнительная шинка N1. От нее запитываются все потребители.

Шинки N и РЕ, модуль УЗИП подключены стандартным образом.

При раздельном использовании защит классов №1, 2, 3 следует распределять их по зонам I, II, III.

Проникновение импульсов перенапряжения со всех сторон потенциалов фаз, рабочего нуля и соединенного с контуром земли оборудования блокирует включение модулей между шинами фаз, нуля и РЕ.

Схема подключения УЗИП: 2 варианта для трехфазного питания дома по системе TN-C

В предлагаемой разработке показан не чистый вариант подключения защит под систему заземления TN-C, а рекомендуемая современными требованиями модификация перехода на TN-C-S с выполнением повторного заземления.

Проводник PEN по силовому кабелю от питающей трансформаторной подстанции подается на свою шинку, которая подключается перемычкой к сборке рабочего нуля и шине повторного заземления.

Трехполюсный УЗИП, включенный после вводного автомата, защищает электрический счетчик и все его цепи, включая УЗО, от импульсов перенапряжения. Напоминаю, что он должен монтироваться в отдельном несгораемом боксе.

При отсутствии повторного заземления нижняя клемма модуля УЗИП подключается на шину PEN проводника отдельной жилой, а проводка работает чисто по старой системе TN-C.

Еще одна методика снижения нарастающего фронта броска импульса перенапряжения показана ниже. Здесь работают специальные реактивные сопротивления — дросселя LL1-3 с индуктивностью от 6 до 15 микрогенри, подбираемые расчетным путем.

Они используются при близком расположении оборудования для создания небольшой задержки срабатывания защиты, необходимой по условиям селективности.

Их монтируют в отдельном защитном щитке совместно с УЗИП. Так проще выполнять настройки и периодические обслуживания, профилактические работы.

Считаю, что необходимо указать еще на один вариант использования ограничителей перенапряжения и разрядников, которым иногда пренебрегают владельцы сложной электронной техники.

В отдельных ситуациях, как было у меня в электротехнической лаборатории на подстанции 330 кВ. Настольный компьютер подвергался различным видам облучения электромагнитных полей с частотами низкого и высокого диапазонов. Это сказывалось на отображении информации и даже быстродействии.

Выход был найден за счет создания мощного экранирующего чехла и подключения его к отдельному функциональному заземлению.

Однако при ударе молнии в рядом расположенную почву или молниезащиту такой путь может стать источником опасности. Исправить ситуацию позволяет метод создания дополнительной гальванической развязки.

Ее создают подключением разрядника. У меня использовалась разработка компании Hakel, как показано на картинке выше.

3 главных ошибки электрика в схемах молниезащиты

Отвод случайного разряда молнии от здания и ликвидация опасных последствий перенапряжения — это сложная и ответственная техническая задача, требующая:

1. тщательного инженерного расчета;
2. надежного монтажа;
3. своевременного профилактического обслуживания.

Три перечисленных пункта требуют профессиональных знаний и опыта, которыми обладает далеко не каждый специалист.

Отличает профессионала от других электриков не наличие диплома об образовании, количество сертификатов или положительных отзывов, а готовность взять на себя всю полноту материальной ответственности за проделанную работу и причиненный ущерб в случае допущения ошибки на любом вышеперечисленном этапе.

Расчет проекта молниезащиты

Он должен выполняться по двум направлениям:

1. внешней схеме отвода тока разряда;
2. внутренней ликвидации импульса перенапряжения с полным учетом местных условий.

На расчет конструкции влияют характеристики грунтов, форма и габариты здания, условия подключения электроэнергии и многие другие факторы.

Их требуется просчитать, смоделировать, подвергнуть испытаниям специализированными компьютерными программами и внести необходимые усовершенствования.

Но есть и другой путь — собрать доступную информацию самостоятельно, например, с интернета и рискнуть безопасностью дома и жильцов: вдруг пронесет. Грозы то бывают не каждый день, авось… (Так поступает большинство, причем часто по незнанию.)

Монтаж внутренней и внешней молниезащиты

Попробуйте ответить на простой вопрос: можно ли изготовить надежно работающую систему без точного проекта, учитывающего аварийные и эксплуатационные режимы?

А ведь так поступают многие владельцы домов. В итоге создаются контуры заземления с завышенным электрическим сопротивлением, ненадежные молниеотводы, что превращает задуманную защиту в ловушку молний, когда молниеприемник притягивает на себя грозовой разряд, а его энергия не отводится на потенциал земли, а прикладывается к зданию.

Ошибки монтажа внутренней молниезащиты ведут к выгоранию бытовой проводки, повреждению дорогого оборудования, бесполезной трате денег, времени.

Профилактическое обслуживание систем молниезащиты

Здесь надо учитывать, что любая техника не только морально изнашивается, но и естественно стареет.

Электрические характеристики грунта меняются в зависимости от погоды, сезона, влажности. Электронные защиты на УЗИП при срабатывании, как и их предохранители могут выгореть. Контактные соединения собранных цепочек со временем увеличивают сопротивление.

Все эти процессы требуется контролировать внешним и внутренним осмотром, выполнением электротехнических измерений точными специализированными приборами.

Внутри многоэтажного здания вопросами внутренней и внешней молниезащиты занимается эксплуатирующая организация ЖКХ со своими работниками. Владелец частного дома решает их самостоятельно и выполнить их обязан надежно и качественно привлечением специалистов лабораторий.

В статье я привел типовые схемы, показывающие как подключить УЗИП для частного дома и постарался кратко объяснить принципы их работы.

Дополняет этот материал видеоролик владельца Василия Юферева. Обратите внимание на комментарии: отдельные люди так и не поняли роль этой защиты.

Если у вас возникли вопросы по изложенной теме, то воспользуйтесь разделом комментариев. Обсудим.

electrikblog.ru

Молниезащита дома, Молниезащита частного дома — Стройфора

Молниезащита дома защит Ваш дом от одного из самых непредсказуемых и разрушительных явлений природы – молнии, последствия попадания которой в дом, не нуждается в описаниях. Всем известны эффекты непосредственного влияния разряда молнии на живые существа, дома и постройки, природные объекты. Для домов без молниезащиты — повреждения механические вплоть до полного разрушения, взрывы, возгорания и пожары. Для человека тоже ничего хорошего, поскольку тяжелое поражение электротоком и поражение молнией даже и сравнивать нельзя.

Попадание молнии в объект влияет и опосредованно – после события выявляются повреждения электроники и электрооборудования, выявляются сбои работы систем «жизнеобеспечения» дома, даже если визуально на проводке и аппаратах следов повреждения не видно.

Внешняя молниезащита дома

Устройство внешней системы молниезащиты дома, решенное комплексно, полностью обезопасит жильцов дома и само строение даже при прямом ударе молнии. Но электрическая система внутри дома испытает мощный импульс, когда окажется в электромагнитном поле молнии. Полевые воздействия по дальности взаимодействия непредсказуемы, и мощность у разряда может быть разная. Поэтому не обязательно, чтобы молния ударила и разряд был отведен молниезащитой дома — даже при разряде на удалении от здания дом и все его системы все равно окажутся под электромагнитным воздействием поля.

Внутренняя молниезащита дома

Если вспомнить, как быстро растет у нас в домах количество замечательной современной техники, электротехнической и электронной, и все больше в ее составе микропроцессов – то понятно, что электросети внутри дома все больше нуждаются в защите, и внутренняя молниезащита отнюдь не перестраховка, а реальная необходимость. Один мощный электромагнитный импульс – не важно, в здании или на большом удалении от него – и возможен скачок напряжения в силовой и осветительной проводке, с возможностью повреждения всех подключенных приборов и аппаратов. Кратковременные избыточные напряжения регистрируются и когда происходит растекание заряда, пойманного молниеотводящей системой.

Внутренняя молниезащита в части проектирования и монтажа требует профессионализма и учета всех особенностей конкретного объекта.

Применение системы уравнивания потенциалов (СУП) посредством монтажа общей шины, соединяющей металлические конструкции здания в один проводящий контур, защищает и проводку, и приборы от импульсных перенапряжений. Устранение разности потенциалов необходимо и между всеми токопроводящими элементами и конструкциями зданий, и между инженерными сетями и коммуникациями и самой заземляющей системой.

На «особо опасных» участках электросетей устанавливают УЗИП (устройства защиты от импульсного перенапряжения). Эти устройства предотвратят перенапряжения и искрение в защищаемых приборах.

Монтируют УЗИП по зонной схеме – с учетом, какую чувствительность к скачкам сетевого напряжения имеет каждый конкретный участок. Молниезащитные УЗИП первого класса (класс В), устанавливаемые на входном щите – самые мощные, они защищают внутридомовые сети от прямых ударов молнии. Ограничитель второго класса (класс С) защищает от наведенных (электромагнитных) токов. Особо чувствительная электронная микропроцессорная аппаратура требует особой защиты – ограничителей перенапряжения (ОПН), относящихся к категории D-класса.

В деревянном доме применяют все классы защитных устройств, монтируя их по «нисходящей», или УЗИП с полной комплектацией – три в одном. Но только правильный подбор защитных устройств и грамотный монтаж даст эффективную защиту.

Молниезащита всех наземных объектов строго регламентируется строительными нормами. Немного непонятно, почему руководящие документы и инструкции не требуют в обязательном порядке выполнять защиту частных строений от молнии, хотя и классифицируют их как относящиеся к третьей категории. Но добросовестный застройщик всегда просчитает вероятность негатива от всех природных факторов, в том числе и от прямого попадания молнии. Исходить следует не только из местной статистики и вероятности поражения молнией, но и из особенностей своего жилища. А деревянный дом и в этом контексте на особом положении, поскольку никакая антипиреновая обработка не сделает горючую древесину негорючей, а лишь отодвинет время возгорания. Загоревшись, деревянные дома сгорают без возможности восстановления за считанные минуты.

Деревянный дом требует особого комплексного подхода к молниезащите, и задача эта несколько сложнее, чем защита дома, выстроенного из менее горючего материала. Дому требуется как внешняя, так и внутренняя защита от молнии. Внешние молниезащитные системы складываются из трех основных элементов – молниеприемник, молниеотвод (токоотвод) и заземляющий контур.

Молниеприемник

Назначение этого устройства – перехват молнии при ее прямом попадании в объект. Возможны молниеприемники двух видов – активные и пассивные. От назначения вида молниеприемника зависит все устройство молниезащитной системы. Пассивные молниеприемники – это конструкции, устанавливаемые на защищаемый объект – металлические стержни, тросы, сетки и др. Защита от молнии при такой установке рассчитывается на определенную площадь или зону. Кроме общей защиты строения, защите подлежат и все его элементы, выходящие за контур кровли или каркаса, и оборудуется дополнительными молниеотводами.

Металлические токопроводящие части здания могут быть включены в защитную систему (то есть соединяться с заземлителями и выполнять дополнительно задачу молниезащиты), если выполняется хотя бы одно из определенных инструкцией условий.

Нормы регламентируют эти условия:

1. Прожог металлического покрытия кровли возможен при попадании молнии, если толщины железного кровельного покрытия меньше, чем 4 мм, алюминиевого – меньше, чем 7 мм, медного – меньше, чем 5 мм. Понятно, что до таких параметров металлические кровли частных домов не дотягивают. В этом пункте инструкции предполагается, что под металлом находится легковоспламеняющийся материал – обычно подкровельные системы сделаны из дерева.
2. В случае, когда стропильная система и обрешетка выполнены из несгораемых материалов, и материал, находящийся под металлом кровли, защищать от прожога не нужно, то для включения металлической кровли в молниезащитную систему достаточно, чтобы ее толщина была не меньше 0,5 мм.

Если выполняется хотя бы одно из этих условий, то в качестве токоотводов будут использованы все наружные токопроводящие элементы – водосточная система, наружная стальная лестница и др. Если в железобетонных конструкциях дома, монолитных стенах или стоечном каркасе (хотя для частного дома применение монолитного железобетона довольно редкий случай) имеется арматурный каркас, то включают в защитный контур продольную рабочую арматуру, связывая ее от кровли до фундамента сварными соединениями в определенных расчетом участках. В фундаменте наружный контур из арматурных стержней соединяют с системой заземления. Эта система в данном случае может быть упрощенной, и ее наружный ограждающий контур может проходить под зданием.

Широко применяемая для частных домов фальцевая кровля выполняется из стали, как правило, толще 0,8-1,0 мм, но крепят стальной лист на деревянную обрешетку, под которой находятся деревянные стропила и горючие слои гидро- и пароизоляции. При прямом ударе молнии нагрев до уровня воспламенения и локальное возгорание неизбежны.

Что касается металлочерепицы, то она ни при каких условиях не может выполнять роль молниеприемника, поскольку толщина у наиболее широко применяемых для частных домов видов металлочерепицы не достигает 0,5 мм.

Как вывод – металлическая кровля частного дома может быть применена как часть молниезащитной системы только в одном случае – если она уложена на негорючие подкладочные материалы, и соединена в одну токопроводящую сеть, с надежным обеспечением электрической связи от каждого проводящего элемента. Для предотвращения прожогов и оплавлений листов кровли толщины этих листов должны быть не менее указанных выше (медь – 5 мм; сталь – 4 мм; алюминий – 7 мм).

Для зданий с металлическими кровлями часто применяется несложная конструкция стержневого молниеприемника, вертикально установленного на самом высоком участке крыши – на коньке. Иногда стержень молниеприемника крепят на дымовые трубы, но при этом нужно учесть повышение нагрузки на трубу от ветра. Материал стержней должен быть коррозионно-стойким (медь, сталь оцинкованная и нержавеющая, алюминий), и иметь площадь сечения не менее 50 мм2 (для круглой стали это диаметр 8 мм). Возможен полый молниеприемник из стальной трубы с наконечником. Крепят стержни, располагая их так, чтобы они оконтуривали защитную зону, внутри которой будут располагаться все деревянные элементы здания и все его конструкционно выступающие части – каминные и печные трубы, элементы вентиляции и водостоков, угловые детали, в том числе архитектурные. Лучший вариант проектирования системы молниезащиты дома – на самой ранней стадии проекта, когда принимают решение по конструктивной схеме, фундаменту и т.д.

Расположение и схема системы молниезащиты зависит и от конструкции крыши – если деревянное строение имеет простую двускатную крышу, то эффективна тросовая защита – стальной трос (оцинкованная сталь сечением не менее 35 мм2) натягивается по закрепленным опорам. В качестве троса может быть применена медная проволока. опорные стойки для крепления троса выполняют из стали или дерева, поскольку эти стойки не входят в контур, а трос закреплен к ним посредством натяжных зажимов и соединяется с токоотводами. Прочность опор должна быть достаточна, чтобы выдержать натяжение троса с учетом ветровых и снеговых нагрузок, и возможное налипание снега и льда.

Третий вид молниеприемника – металлическая сетка – хорошо справляется с защитой здания от молнии в случае, когда это здание по высоте превышает все окружающие строения и имеет плоский вариант кровли, например, рубероид или черепицу. Молниеприемная сетка укладывается непосредственно на кровельные конструкции, как завершении кровельных работ. Для молниеприемных сеток применяется стальная проволока диаметром 8 мм, смонтированная по контуру крыши в сетку с ячейкой максимум 600*600 см и закрепленная в пересечениях сварными соединениями. Цельная сетка молниеприемника соединяется с токоотводами (количество – по расчету), а токоотводы – соединяются с ограждающим заземляющим контуром.

Для металлической кровли молниеприемная сетка лишена смысла, поскольку разряд молнии «увидит и выберет» сетку на токопроводящей плоскости крыши только в том случае, если стержни сетки будут очень массивными, что нерационально и технически проблемно. Но для черепичных кровель молниеприемная сетка предпочтительна – она не испортит архитектурный облик дома, а как защита от молнии будет полностью эффективна при условии соблюдения правил устройства и монтажа.

Над плоскими кровлями имеются и элементы, превышающие уровень кровли – антенна, труба печи, котла или камина и др. Эти объекты защищают отдельно, установкой стержневых молниеприемников определенным образом, на допустимом расстоянии от кровли. Каждый стержень монтируют на изолированном от кровли основании, и включают в замкнутый контур с молниеприемной сеткой.

Все молниеприемные устройства – сетки, стержни, тросы – в принципе защищают и действуют одинаково. Но для выбора конкретного устройства внешней защиты надо учесть все факторы – конструкцию дома и крыши, материалы кровли и подкровельных систем, а также соблюдать все рекомендации строительных норм по монтажу молниеприемников, их размерам, высоте, расстановке на крыше. Из трех видов молниеотводов тросовые системы считают наиболее эффективными, поскольку они расположены в верхних точках здания и зона их защиты максимальна, эта зона включает и крышу и все элементы, превышающие уровень крыши.

Ощетинившееся молниеотводами деревянное здание может в архитектурном плане и пострадать, но, как известно, даже смех бывает до поры до времени. Молния и последствия ее попадания в жилой дом – такие факты точно не смешны, а защита своего дома – долг его владельца. Поэтому, несмотря на расходы и внешность, системы молниезащиты устанавливают неукоснительно. Удачным вариантом может стать молниезащитная система с установкой молниеотвода не на крыше, а на отдельно стоящем объекте – например, высоком дереве. Условие – чтобы крона дерева должна быть выше самой высокой точки кровли, а стержень молниеотвода превышал крону минимум на 0,5 метра. Плюсы такой установки молниеотвода не только архитектурные, при этом исключаются причины возникновения недопустимого перенапряжения внутренних сетей, а также воспламенение деревянных частей дома.

Если изолированная установка принимающего устройства невыполнима, часто принимают тросовый вариант. Но расстояние от троса до ближайшей линии кровли не должно быть меньше полуметра. И еще – этот вариант предполагает надежную изоляцию опор для тросовой системы и обеспечение безопасного расстояния их от деревянной основы – также не меньше 0,5 метра.

Токоотвод

Задача токоотводов в молниезащитной системе – отведение тока от разряда молнии к заземлению. Соединение токоотвода и молниеприемника должно обеспечивать надежную электрическую связь с запасом прочности на форс-мажор – погодные и природные факторы (порывы ветра, удары от падения пластов снега или льда). Площади контакта для сварного соединения регламентируются – минимально удвоенная площадь сечения наибольшего из стыкуемых элементов.

Материалы для токоотводов – круглая проволока минимальным диаметром 8 мм, из стали с медным покрытием. Прокладка токоотводов выполняется снаружи здания, как можно дальше от оконных и дверных проемов. В идеале участок прокладки токоотвода – по глухой стене напротив входа в здание. Каждый молниеприемный стержень комплектуется не меньше, чем двумя токоотводами. Основные правила монтажа токоотводов – не допускать перегибания и углов от 90 град и меньше, для исключения рисков короткого замыкания.

Расположение токоотводов должно удовлетворять условиям:

• Длина токоотвода должна быть наименьшей
• Как можно равномернее по контуру здания, но не ближе, чем на 0,25 м друг от друга.
• Максимально близко к участкам с повышенной опасностью разряда (все выступающие элементы – углы, выступы фронтонов, слуховые окна, архитектурные «острые» детали, находящиеся на периметре кровли антенны и пр.)
• Удаление токоотвода от токопроводящих деталей и элементов здания не меньше, чем на 0,3 м.
• Расстояние от объекта защиты при устройстве монтажных креплений не меньше 0,15 м. Контакты металлических монтажных зажимов и стены допускаются. Возможно крепить стальными скобами и винтовыми зажимами, с контактом к стене. Ток при возможном приеме разряда молнии пойдет по пути наименьшего сопротивления – по проволоке токоотвода, при этом возможен его сильный нагрев. Удаление токоотвода от деревянных стен делается, чтобы предотвратить возможность возгорания дерева от раскаленной проволоки токоотвода.
• В конструкциях водостоков – трубах, желобах, по кронштейнам их креплений и пр. – размещение и крепление токоотводов запрещено.

Заземлители – это конечные элементы молниезащитной системы, отводящие ток молнии в землю. Задача заземления – защита строения от термического, механического и динамического воздействия. Частный дом должен иметь заземляющий контур, замкнутый в кольцо. Электроды-заземлители выполняются из стали диаметрами 14 мм при медном покрытии и соответственно 16 мм – с оцинкованным, или из нержавеющих сталей.

Длина электродов, и их расположение (по горизонтали и по вертикали) рассчитываются по исходным данным: проводимость и сопротивление конкретного грунта в основании участка, природные условия места постройки, конфигурация самого ограждающего контура и его протяженность и др. Эффективность заземления прямо зависит от величины удельного сопротивления, поэтому заземлители проектируют так, чтобы их размеры обеспечили максимальные площади контакта металла электрода и грунта. По логике, для надежности заземляющего контура и эффективности защиты чем больше электродов-заземлителей, тем лучше. Но и по расчетам, и по практике – молниезащита деревянных домов может быть обеспечена тремя вертикальными электродами, соединенными полосовой или круглой сталью. Все стыки в заземляющих контурах делают сварными, нахлесточным непрерывным швом, или используют специальный крепеж – электродные зажимы. Все элементы ограждающего контура должны иметь высокую коррозионную стойкость. Швы также изолируют, применяя обмазки или антикоррозионные ленты.

Конфигурация наружного ограждающего контура зависит от архитектуры дома в плане. Заземлители забивают в грунт в равных интервалах, глубина и длина электродов обычно не превышает трех метров.

Для правильной молниезащиты дома требуется выполнить расчеты, определить зоны безопасности над зданием и внутри здания. В этих зонах растекания тока разряд молнии при условии прямого попадания в молниеприемные элементы должен быть стропроцентно отведен в землю. При этом система должна быть максимально безопасной для человека и жилища, в том числе и в пожарном отношении.

Контроль за состоянием молниезащитной системы должен быть периодическим. Не менее, чем один раз в три года проверяется целость всех креплений и прочность стыков молниезащитных элементов, выполняется зачистка контактов и при необходимости, подтяжки или замена слабых соединений. Каждые 12 лет делают проверку ограждающего контура, вскрывая его по участкам. Если обнаружены коррозионные изменения на электроде больше чем на треть его длины, то электрод заменяют на новый.

Деревянный дом и его внутренние системы требуют самого серьезного подхода к молниезащите, поскольку от этой защиты зависит безопасность и защита жильцов от одного из самых непредсказуемых и страшных явлений природы – молнии.

stroyfora.ru

УЗИП для частного дома — выбор и схемы подключения

Содержание:

1. Назначение УЗИП
2. Конструкция
3. Принцип работы
4. Классификация и характеристики
5. Схема подключения
6. Основные ошибки при монтаже и подключении

Во время грозы довольно часто возникают токовые импульсы, способные полностью вывести из строя приборы, оборудование, электронную аппаратуру, установленные внутри помещений. Для того чтобы защититься от негативных воздействий потребуется УЗИП для частного дома, представляющий собой устройство защиты от импульсных перенапряжений. Эти приборы применяются в низковольтных сетях, напряжением до 1 кВ. Область применения защитных устройств охватывает не только промышленные предприятия, но и частные жилые объекты.

Назначение УЗИП

До недавних пор основными средствами защит от перепадов напряжения считались УЗМ – устройства защитные многофункциональные. Они надежно защищали оборудование при наступлении аварийных ситуаций. Эти приборы массово устанавливаются в квартире, а также владельцами частных домов, и ни у кого не возникает сомнений в их целесообразности. С УЗИП наблюдается совершенно другая ситуация. Многие хозяева просто не понимают, что такое УЗИП и для чего нужен, ведь на объекте уже установлены УЗМ?

УЗИП обеспечивает защиту не от какого-то незначительного повышения напряжения с 220 до 380 вольт, а от мгновенного импульса, достигающего нескольких киловольт. При таких высоких значениях реле напряжения становится просто бесполезным, поскольку оно выйдет из строя вместе с другим оборудованием.

С другой стороны, УЗИП в силу своей специфики, не способно защитить сеть от перепадов в десятки или сотни вольт. Таким образом, не существует альтернативы УЗИП или реле напряжения, каждое из этих устройств используется отдельно, функционально дополняя друг друга и повышая тем самым степень защищенности объекта.

Импульсное высокое перенапряжение возникает даже при ударах молнии на значительном расстоянии от воздушной линии. Удар в ЛЭП на опоре может произойти очень далеко от дома, а импульс с высокой вероятность все равно проникает в домашнюю сеть. Общая протяженность кабелей и проводов в современных домах может достигать нескольких километров. Принимая на себя грозовой импульс, они получают огромное наведенное напряжение, с которым сможет справиться только УЗИП. После его срабатывания сеть оказывается обесточенной, и вся электроника остается в целости и сохранности.

Конструкция

Конструктивные особенности того или иного прибора зависят от степени защиты, которую он обеспечивает. Поэтому в качестве основы могут использоваться варисторы или разрядники. В обычном режиме эти устройства выступают в качестве байпаса, создавая резервный путь для электрического тока на случай аварийной ситуации. С этой целью УЗИП через шунт соединяется с заземлением.

Чаще всего для защиты объектов и электрики используются варисторные устройства. Они оборудуются тепловой защитой, обеспечивающей нормальную работу приборов в течение продолжительного времени. Постоянное воздействие токов с высокими амплитудами приводит к износу варистора и снижению его показателя – максимально допустимого рабочего напряжения. Увеличенные токи утечки, проходящие через корпус, нередко приводят к его перегреву и деформации. Пластик расплавляется и фазные клеммы оказываются коротко замкнутыми с металлической ДИН-рейкой.

Поэтому вместе с варисторами устанавливается тепловая защита или термический размыкатель. Их простейшая конструкция состоит из контакта с пружиной, припаянного к выводу УЗИП, который, в свою очередь, связан с пожарной сигнализацией. В некоторых приборах используются контакты, подключаемые к автономной сигнализации, срабатывающей при неисправностях устройства и передающей сигнал в места получения и обработки информации.

Иногда под воздействием огромных токов тепловая защита может отреагировать с некоторой задержкой, что приводит к образованию дуги и расплавлению корпуса. Поэтому, во избежание подобных ситуаций, последовательно с УЗИП устанавливаются тепловые предохранители с необходимыми характеристиками. Они устойчивы к высоким импульсным перенапряжениям и отличаются очень быстрым срабатыванием. Подобная защита обеспечивает своевременное полное или частичное отключение электрической сети.

Принцип работы

Все защитные устройства УЗИП разделяются на две основные категории:

• Ограничители перенапряжений сети – ОПС.
• Ограничители импульсных напряжений – ОИН.

Эти приборы обладают двумя видами защиты:

• Несимметричная или синфазная защита. При возникновении перенапряжения все импульсы перенаправляются на землю по маршрутам фаза-земля и нейтраль-земля.
• Симметричная или дифференциальная защита. В случае перенапряжений направление энергии изменяется в сторону другого активного проводника: фаза-фаза или фаза-ноль.

Принцип работы УЗИП заключается в использовании в нем варистора, представляющего собой полупроводниковый резистор с нелинейными характеристиками. В обычном состоянии сети в 220 V он свободно пропускает через себя электрический ток. Когда при ударе молнии в цепи возникает импульс, происходит резкий скачок напряжения. Под его воздействием происходит снижение сопротивление в УЗИП и возникает запланированное короткое замыкание.

В результате, срабатывает автоматический выключатель, и вся цепь оказывается отключенной. Резкий перепад напряжения не затрагивает электрооборудование и через него не будут протекать высокие токи.

В зависимости от конструкции, все УЗИП разделяются на несколько видов, для каждого из которых предусмотрена собственная схема подключения:

• Коммутирующие. Они отличаются высоким сопротивлением, которое впоследствии под действием сильных импульсов мгновенно снижается до нуля. Основой этих устройств служат разрядники.
• Ограничивающие приборы – ОПН. Они также отличаются высоким сопротивлением. В отличие от предыдущих устройств, его снижение происходит постепенно. Резкий рост напряжения приводит к такому же резкому росту силы тока, проходящего непосредственно через варистор. За счет этого происходит сглаживание электрических импульсов, а прибор возвращается в исходное положение.
• Комбинированные устройства соединяют в себе свойства варисторов и разрядников, выполняя функции обоих устройств.

Классификация и характеристики

Как выбрать УЗИП для частного дома? Все защитные устройства классифицируются по своим функциональным возможностям и, соответственно, отличаются собственными техническими характеристиками.

По классам защиты эти приборы условно подразделяются:

• 1-й класс (В). Защищают от ударов молний в систему электроснабжения, нейтрализуют атмосферные и коммутационные перенапряжения. Устанавливаются в щитках ВРУ на вводе или внутри главного распределительного щита. Обязательны к установке в отдельных зданиях, расположенных на открытой местности, на объектах, оборудованных молниеотводом или находящихся возле высоких деревьев. Величина номинального разрядного тока для таких устройств составляет от 30 до 60 кА.
• 2-й класс (С). Используются для защиты сетей от остаточных явлений, связанных с атмосферными и коммутационными перенапряжениями, которые смогли преодолеть прибор 1-го класса. Монтируются в местные распределительные щитки, например, на вводе в квартиру. Номинальное значение разрядного тока находится в пределах 20-40 кА.
• 3-й класс (D). Непосредственно защищают электронную аппаратуру от перенапряжений и помех, прошедших сквозь устройство 2-го класса. Монтируются в распределительных коробках, розетках или в самом оборудовании. Типичным примером является сетевой фильтр, в который подключаются компьютеры. Номинальный разрядный ток для таких приборов – 5-10 кА.

Перечень основных характеристик УЗИП:

• Величина номинального и максимального сетевого напряжения, на которое рассчитано конкретное защитное устройство.
• Значение рабочей частоты тока, необходимой для нормального функционирования УЗИП.
• Подобрать показатель номинального разрядного тока, многократно пропускаемого устройством без потерь работоспособности.
• Величина максимального разрядного тока, однократно пропускаемого через УЗИП без выхода из строя защитного устройства.
• Значение напряжения защиты. Означает степень максимального падения напряжения под действием импульса (кВ). Указывает на способность УЗИП путем подбора к ограничению перенапряжения.

Схема подключения

Защитные устройства подключаются по разным схемам в зависимости от сетевого напряжения 220 и 380 V. Такие сети могут использоваться в однофазной сети или трехфазной. Основным приоритетом схемы является ее бесперебойная или безопасная работа. В первом случае допускается временное отключение от молниезащиты во избежание перебоев в электроснабжении. Второй вариант не допускает такого отключения даже на короткое время, возможно лишь полностью отключить подачу электричества.

Чаще всего подключение УЗИП выполняется в однофазных сетях с заземляющей системой TN-S или ТТ. В этом случае к защитному устройству выполняется подключение фазного, а также двух нулевых проводников – рабочего и защитного. Вначале фазный провод и ноль подключаются к своим клеммам, после чего через общий шлейф они выводятся на линию с оборудованием.

Защитный проводник соединяется с заземляющим проводом. Монтаж УЗИП в однофазной сети выполняется сразу же за вводным автоматом. Все контакты прибора имеют свои обозначения, поэтому проблем с подключением обычно не возникает.

Представленная схема подключения используется для трехфазной сети, подключенной к заземляющей системе по варианту TN-S или ТТ. От однофазной она отличается наличием пяти проводников, идущих от источника питания. В их число входят три фазных и два нулевых проводника – рабочий и защитный. Три фазы и ноль подключаются к клеммам, а защитных проводник соединяется с корпусом электроприбора и землей, выполняя функцию своеобразной перемычки.

При использовании системы заземления по схеме TN-C, существует еще одна возможность произвести подключение УЗИП в трехфазной сети. Основным отличием является соединение рабочего и защитного проводников в общий провод PEN. Данная схема подключения считается устаревшей и применяется в домах старой постройки, где отсутствует заземление и заземляющие проводники.

В случае возникновения перенапряжения в каждом из трех вариантов высокий ток направляется в сторону земля при помощи монтажа заземляющего или общего защитного провода, не позволяя импульсу причинить вред оборудованию.

Ошибки при монтаже и подключении

Эффективность работы УЗИП во многом зависит от его правильного выбора, установки и подключения. Поэтому, перед тем как подключить УЗИП нужно учитывать следующие факторы:

• Нельзя устанавливать прибор в щитке с некачественным заземляющим контуром. Первый же удар молнии разрушит не только все оборудование, но и саму щитовую. Высоким токам просто некуда будет уходить.
• Неправильный выбор УЗИП в частном доме, когда устройство несовместимо с действующей системой заземления. Необходимо внимательно изучить техническую документацию перед покупкой.
• Установка УЗИП не с тем классом защиты.
• Не следует ограничиваться одним устройством. В некоторых случаях могут понадобиться 2 или даже 3 прибора, которые нужно правильно выбирать.
• Класс УЗИП перепутан с местом его установки. Защитная схема подключения серьезно нарушается и становится неэффективной.

В любом случае, перед оборудованием защитной системы с помощью этих устройств, следует проконсультироваться с опытными специалистами.

electric-220.ru

Схема подключения УЗИП — 3 ошибки и правила монтажа. Защита от импульсных перенапряжений.

Для всех нас стало нормой, что в распределительных щитках жилых домов, обязательна установка вводных автоматических выключателей, модульных автоматов отходящих цепей, УЗО или дифф.автоматов на помещения и оборудование, где критичны возможные утечки токов (ванные комнаты, варочная панель, стиральная машинка, бойлер).

Помимо этих обязательных коммутационных аппаратов, практически никому не требуется объяснять, зачем еще нужно реле контроля напряжения.

УЗИП или реле напряжения

Устанавливать их начали все и везде. Грубо говоря оно защищает вас от того, чтобы в дом не пошло 380В вместо 220В. При этом не нужно думать, что повышенное напряжение попадает в проводку по причине недобросовестного электрика.

Вполне возможны природные явления, не зависящие от квалификации электромонтеров. Банально упало дерево и оборвало нулевой провод.

Также не забывайте, что любая ВЛ устаревает. И даже то, что к вашему дому подвели новую линию СИПом, а в доме у вас смонтировано все по правилам, не дает гарантии что все хорошо на самой питающей трансформаторной подстанции – КТП.

Там также может окислиться ноль на шинке или отгореть контакт на шпильке трансформатора. Никто от этого не застрахован.

Именно поэтому все новые электрощитки уже не собираются без УЗМ или РН различных модификаций.

Что же касается устройств для защиты от импульсных перенапряжений, или сокращенно УЗИП, то у большинства здесь появляются сомнения в необходимости их приобретения. А действительно ли они так нужны, и можно ли обойтись без них?

Подобные устройства появились достаточно давно, но до сих пор массово их устанавливать никто не спешит. Мало кто из рядовых потребителей понимает зачем они вообще нужны.

Первый вопрос, который у них возникает: ”Я же поставил реле напряжения от скачков, зачем мне еще какой-то УЗИП?”

Запомните, что УЗИП в первую очередь защищает от импульсов вызванных грозой. Здесь речь идет не о банальном повышении напряжения до 380В, а о мгновенном импульсе в несколько киловольт!

Никакое реле напряжения от этого не спасет, а скорее всего сгорит вместе со всем другим оборудованием. В то же самое время и УЗИП не защищает от малых перепадов в десятки вольт и даже в сотню.

Например устройства для монтажа в домашних щитках, собранные на варисторах, могут сработать только при достижении переменки до значений свыше 430 вольт.

Поэтому оба устройства РН и УЗИП дополняют друг друга.

Защита дома от грозы

Гроза это стихийное явление и просчитать его до сих пор не особо получается. При этом молнии вовсе не обязательно попадать прямо в линию электропередач. Достаточно ударить рядышком с ней.

Даже такой грозовой разряд вызывает повышение напряжения в сети до нескольких киловольт. Кроме выхода из строя оборудования это еще чревато и развитием пожара.

Даже когда молния ударяет относительно далеко от ВЛ, в сетях возникают импульсные скачки, которые выводят из строя электронные компоненты домашней техники. Современный электронный счетчик с его начинкой, тоже может пострадать от этого импульса.

Общая длина проводов и кабелей в частном доме или коттедже достигает нескольких километров.

Сюда входят как силовые цепи так и слаботочка:

• интернет 

• TV 

• видеонаблюдение 

• охранная сигнализация 

Все эти провода принимают на себя последствия грозового удара. То есть, все ваши километры проводки получают гигантскую наводку, от которой не спасет никакое реле напряжения.

Единственное что поможет и защитит всю аппаратуру, стоимостью несколько сотен тысяч, это маленькая коробочка называемая УЗИП.

Монтируют их преимущественно в коттеджах, а не в квартирах многоэтажек, где подводка в дом выполнена подземным кабелем. Однако не забывайте, что если ваше ТП питается не по кабельной линии 6-10кв, а воздушной ВЛ или ВЛЗ (СИП-3), то влияние грозы на среднем напряжении, также может отразиться и на стороне 0,4кв.

Поэтому не удивляйтесь, когда в грозу в вашей многоэтажке, у многих соседей одновременно выходят из строя WiFi роутеры, радиотелефоны, телевизоры и другая электронная аппаратура.

Молния может ударить в ЛЭП за несколько километров от вашего дома, а импульс все равно прилетит к вам в розетку. Поэтому не смотря на их стоимость, задуматься о покупке УЗИП нужно всем потребителям электричества.

Цена качественных моделей от Шнайдер Электрик или ABB составляет примерно 2-5% от общей стоимости черновой электрики и средней комплектации распредщитка. В общей сумме это вовсе не такие огромные деньги.

На сегодняшний день все устройства от импульсных перенапряжений делятся на три класса. И каждый из них выполняет свою роль.

Модуль первого класса гасит основной импульс, он устанавливается на главном вводном щите.

После погашения самого большого перенапряжения, остаточный импульс принимает на себя УЗИП 2 класса. Он монтируется в распределительном щитке дома.

Если у вас не будет устройства I класса, высока вероятность что весь удар воспримет на себя модуль II. А это может для него весьма печально закончится.

Поэтому некоторые электрики даже отговаривают заказчиков ставить импульсную защиту. Мотивируя это тем, что раз вы не можете обеспечить первый уровень, то не стоит вообще на это тратить денег. Толку не будет.

Однако давайте посмотрим, что говорит об этом не знакомый электрик, а ведущая фирма по системам грозозащиты Citel:

То есть в тексте прямо сказано, класс II монтируется либо после класса 1, либо КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО.

Третий модуль защищает уже непосредственно конкретного потребителя.

Если у вас нет желания выстраивать всю эту трехступенчатую защиту, приобретайте УЗИП, которые изначально идут с расчетом работы в трех зонах 1+2+3 или 2+3.

Такие модели тоже выпускаются. И будут наиболее универсальным решением для применения в частных домах. Однако стоимость их конечно отпугнет многих.

Схема электрощита с УЗИП

Схема качественно укомплектованного с точки зрения защиты от всех скачков и перепадов напряжения распределительного щита, должна выглядеть примерно следующим образом.

На вводе перед счетчиком — вводной автоматический выключатель, защищающий прибор учета и цепи внутри самого щитка. Далее счетчик.

Между счетчиком и вводным автоматом — УЗИП со своей защитой. Электроснабжающая организация конечно может запретить такой монтаж. Но вы можете обосновать это необходимостью защиты от перенапряжения и самого счетчика.

В этом случае потребуется смонтировать всю схемку с аппаратами в отдельном боксе под пломбой, дабы предотвратить свободный доступ к оголенным токоведущим частям до прибора учета.

Однако здесь остро встанет вопрос замены сработавшего модуля и срыва пломб. Поэтому согласовывайте все эти моменты заранее.

После прибора учета находятся:

• реле напряжения УЗМ-51 или аналог 

• УЗО 100-300мА – защита от пожара

• УЗО или дифф.автоматы 10-30мА – защита человека от токов утечки

• простые модульные автоматы

Если с привычными компонентами при комплектации такого щитка вопросов не возникает, то на что же нужно обратить внимание при выборе УЗИП?

На температуру эксплуатации. Большинство электронных видов рассчитано на работу при окружающей температуре до -25С. Поэтому монтировать их в уличных щитках не рекомендуется.

Второй важный момент это схемы подключения. Производители могут выпускать разные модели для применения в различных системах заземления.

Например, использовать одни и те же УЗИП для систем TN-C или TT и TN-S уже не получится. Корректной работы от таких устройств вы не добьетесь.

Схемы подключения

Вот основные схемы подключения УЗИП в зависимости от исполнения систем заземления на примере моделей от Schneider Electric. Схема подключения однофазного УЗИП в системе TT или TN-S:

Здесь самое главное не перепутать место подключения вставного картриджа N-PE. Если воткнете его на фазу, создадите короткое замыкание.

Схема трехфазного УЗИП в системе TT или TN-S:

Схема подключения 3-х фазного устройства в системе TN-C:

На что нужно обратить внимание? Помимо правильного подключения нулевого и фазного проводников немаловажную роль играет длина этих самых проводов.

От точки подключения в клемме устройства до заземляющей шинки, суммарная длина проводников должны быть не более 50см!

А вот подобные схемы для УЗИП от ABB OVR. Однофазный вариант:

Трехфазная схема:

Давайте пройдемся по некоторым схемкам отдельно. В схеме TN-C, где мы имеем совмещенные защитный и нулевой проводники, наиболее распространенный вариант решения защиты – установка УЗИП между фазой и землей.

Каждая фаза подключается через самостоятельное устройство и срабатывает независимо от других.

В варианте сети TN-S, где уже произошло разделение нейтрального и защитного проводника, схема похожа, однако здесь монтируется еще дополнительный модуль между нулем и землей. Фактически на него и сваливается весь основной удар.

Именно поэтому при выборе и подключении варианта УЗИП N-PE, указываются отдельные характеристики по импульсному току. И они обычно больше, чем значения по фазному.
Помимо этого не забывайте, что защита от грозы это не только правильно подобранный УЗИП. Это целый комплекс мероприятий.

Их можно использовать как с применением молниезащиты на крыше дома, так и без нее.

Особое внимание стоит уделить качественному контуру заземления. Одного уголка или штыря забитого в землю на глубину 2 метра здесь будет явно не достаточно. Хорошее сопротивление заземления должно составлять 4 Ом.

Принцип действия

Принцип действия УЗИП основан на ослаблении скачка напряжения до значения, которое выдерживают подключенные к сети приборы. Другими словами, данное устройство еще на вводе в дом сбрасывает излишки напряжения на контур заземления, тем самым спасая от губительного импульса дорогостоящее оборудование.

Определить состояние устройства защиты достаточно просто:

• зеленый индикатор – модуль рабочий

• красный – модуль нужно заменить

При этом не включайте в работу модуль с красным флажком. Если нет запасного, то лучше его вообще демонтировать.

УЗИП это не всегда одноразовое устройство, как некоторым кажется. В отдельных случаях модели 2,3 класса могут срабатывать до 20 раз!

Автоматы или предохранители перед УЗИП

Чтобы сохранить в доме бесперебойное электроснабжение, необходимо также установить автоматический выключатель, который будет отключать узип. Установка этого автомата обусловлена также тем, что в момент отвода импульса, возникает так называемый сопровождающий ток.

Он не всегда дает возможность варисторному модулю вернуться в закрытое положение. Фактически тот не восстанавливается после срабатывания, как по идее должен был.

В итоге, дуга внутри устройства поддерживается и приводит к короткому замыканию и разрушениям. В том числе самого устройства.

Автомат же при таком пробое срабатывает и обесточивает защитный модуль. Бесперебойное электроснабжение дома продолжается.

Запомните, что этот автомат защищает в первую очередь не разрядник, а именно вашу сеть.

При этом многие специалисты рекомендуют ставить в качестве такой защиты даже не автомат, а модульные предохранители.

Объясняется это тем, что сам автомат во время пробоя оказывается под воздействием импульсного тока. И его электромагнитные расцепители также будут под повышенным напряжением.

Это может привести к пробою отключающей катушки, подгоранию контактов и даже выходу из строя всей защиты. Фактически вы окажетесь безоружны перед возникшим КЗ.

Поэтому устанавливать УЗИП после автомата, гораздо хуже, чем после предохранителей.

Есть конечно специальные автоматические выключатели без катушек индуктивности, имеющие в своей конструкции только терморасцепители. Например Tmax XT или Formula A.

Однако рассматривать такой вариант для коттеджей не совсем рационально. Гораздо проще найти и купить модульные предохранители. При этом можно сделать выбор в пользу типа GG.

Они способны защищать во всем диапазоне сверхтоков относительно номинального. То есть, если ток вырос незначительно, GG его все равно отключит в заданный интервал времени.

Есть конечно и минус схемы с автоматом или ПК непосредственно перед УЗИП. Все мы знаем, что гроза и молния это продолжительное, а не разовое явление. И все последующие удары, могут оказаться небезопасными для вашего дома.

Защита ведь уже сработала в первый раз и автомат выбил. А вы об этом и догадываться не будете, потому как электроснабжение ваше не прерывалось.

Поэтому некоторые предпочитают ставить УЗИП сразу после вводного автомата. Чтобы при срабатывании отключалось напряжение во всем доме.

Однако и здесь есть свои подводные камни и правила. Защитный автоматический выключатель не может быть любого номинала, а выбирается согласно марки применяемого УЗИП. Вот таблица рекомендаций по выбору автоматов монтируемых перед устройствами защиты от импульсных перенапряжений:

Если вы думаете, что чем меньше по номиналу автомат будет установлен, тем надежнее будет защита, вы ошибаетесь. Импульсный ток и скачок напряжения могут быть такой величины, что они приведут к срабатыванию выключателя, еще до момента, когда УЗИП отработает.

И соответственно вы опять останетесь без защиты. Поэтому выбирайте всю защитную аппаратуру с умом и по правилам. УЗИП это тихая, но весьма своевременная защита от опасного электричества, которое включается в работу мгновенно.

Ошибки при подключении

1Самая распространенная ошибка — это установка УЗИП в электрощитовую с плохим контуром заземления.

Толку от такой защиты не будет никакого. И первое же “удачное” попадание молнии, сожгет вам как все приборы, так и саму защиту.

2Не правильное подключение исходя из системы заземления.

Проверяйте техдокументацию УЗИП и проконсультируйтесь с опытным электриком ответственным за электрохозяйство, который должен быть в курсе какая система заземления используется в вашем доме.

3Использование УЗИП не соответствующего класса.

Как уже говорилось выше, есть 3 класса импульсных защитных устройств и все они должны применяться и устанавливаться в своих щитовых.

Статьи по теме

domikelectrica.ru