Для предохранения электрического и электронного оборудования от удара молнии предназначена система устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Схема подключения в частном доме осуществляется с целью безопасности или бесперебойности ее работы. В первом случае происходит полное отключение потребителей, а во втором — обеспечивается безопасная их работа.
Типы импульсных перенапряжений
Напряжение молнии исчисляется десятками, а иногда сотнями тысяч вольт. Поэтому за короткий период она наносит немалый вред, выводя из строя бытовую технику. У холодильников ломается компрессорный двигатель, в блоках питания выгорает первичная цепь преобразователя и т. д.
Большую опасность представляет в этот момент перенапряжение в электрической цепи, так как появляется высокая вероятность возникновения пожара. Причины возникновения скачков напряжения:
Молнию характеризует стремительный импульс, который пробивает сеть, так как его мощность в несколько раз превышает значение у проводников. Он попадает в электрическую линию, а затем и оборудование внутри дома, и выражается отношением амплитуды напряжения в 10 кВ к длительности ее протекания — 350 мкс.- К перенапряжению приводят неисправности в электрических цепях, вызванные коммутационными процессами. Это может быть результатом аварии на электростанции или при переключении с одного генератора на другой. В этот момент во вторичной сети может возникнуть мощный импульс, который наносит вред, соизмеримый с молнией.
Перенапряжение характеризуется как аварийное состояние системы во время генерации электрической энергии. Поэтому чтобы защитить электрооборудование от возникновения негативных импульсов, устанавливают УЗИП для частного дома.
Первичные средства
Монтаж устройств защиты от импульсных перенапряжений считается только частью процедуры по защите от возникновения очагов пожара или выхода из строя электрического оборудования. Предварительно следует обеспечить первичные средства защиты от воздействия молнии. В их число входят:
Вокруг частного дома следует провести металлическую шину и замкнуть ее, что послужит в качестве заземления по всему периметру.- К пластинам подключаются молниеотводы по краям дома.
- На крыше монтируется основной громоотвод. Если конструкция получается чересчур большой, то громоотводы разделяются на несколько элементов.
- Особенно это касается частных домов с металлической крышей, если рядом с ней проходит электрическая сеть.
Кроме воздействия импульсов от молний, следует учесть другие возможности проникновения помех внутрь дома. Резкое повышение напряжения может произойти в период подключения высоковольтных устройств на подстанции.
Импульс проникает через телевизионный кабель и попадает в телевизор, который скорей всего выйдет из строя. Такая же ситуация может возникнуть с интернет-кабелем, перенапряжение по которым приводит в негодность персональный компьютер. В сложных ситуациях может возникнуть очаг возгорания.
Чтобы воспрепятствовать этим негативным явлениям, следует все линии и оборудование подключить к заземляющему контуру, а во время молний полностью их обесточивать. Вручную это обеспечить практически невозможно, поэтому существует автоматическая защита низковольтных сетей.
Классификация УЗИП
Существует 3 класса разновидности устройств защиты от импульсных перенапряжений. Класс 1 обладает способностью пропустить через себя и выдержать всю энергию от молнии. Устанавливаются такие приборы в сельской местности с воздушными электрическими линиями. Кроме того, рекомендуется их монтаж в домах с громоотводами или зданиях, расположенных рядом с высокими объектами. В квартирах или административных помещениях такие устройства не устанавливаются.
Прибор 2 класса не применяется без первого устройства, так как он не способен выдержать мощность удара молнии. Его эффективность проявляется только при совместном применении.
Устройство 3 класса не используется без двух предыдущих приборов и устанавливается оно непосредственно перед потребителем. К такому типу относится сетевой фильтр или защита в блоках питания некоторых бытовых агрегатов.
Схемы подключения
Для защиты низковольтных сетей существует несколько схем подключения УЗИП. Идеальным вариантом считается комплексное применение устройств, так как удар молний абсолютно не прогнозируем.
Внешняя система
Внешний элемент защиты принимается из расчета, что по его компонентам возможно протекание максимального тока. Защитное устройство устанавливается с возможностью выдержать 100 кА. Чтобы негативный импульс не причинил много бед, его следует отвести по пути наименьшего сопротивления.
Для этого в электрическом щите устанавливается комплексный УЗИП, включающий в себя три степени защиты. Это устройство обладает большой мощностью и скоростью срабатывания, предохраняя оборудование общей мощностью до 20 кВт.
Непосредственно схема его подключения зависит от типа контура заземления.
Если это разделенное на два участка заземление, то в щитке монтируются две отдельные шины: нулевая, заземляющая. Между ними устанавливается перемычка, которая считается дополнительной защитой.
Установка защиты на ответвлении
Возможна установка УЗИП не в распределительном щитке, а непосредственно на ответвлении электрической сети. Например, где воздушная линия расходится на два соседних дома, а контур заземления не обладает молниеотводами.
Иногда устройство устанавливается перед входом в дом и применение УЗИП с 3 классом защиты нерационально. Монтируются приборы, обладающие 1 и 2 классом. Если расстояние от столба до дома превышает 60 м, то в электрическом щитке устанавливается дополнительное устройство со 2 классом защиты.
Отличается способ установки защиты, если дом подключен к подземному кабелю. Аварийная ситуация возникает от других внешних источников, поэтому длительность импульсных помех будет намного меньше. Для защиты достаточно будет установить в распределительный щит УЗИП 2 класса.
Кроме электрических линий, перенапряжение может возникнуть в телевизионных сетях. Часто высоковольтные помехи генерируются на антенных приемниках в домах, где нет молниеотводов. Возникновение кратковременного высокого напряжения в антенном кабеле приводит к выходу из строя селектора телевизора.
Устройство защиты представляет собой антенный переходник с заземляющим устройством. Существуют два типа приборов: для аналогового, спутникового или цифрового телевидения. Различить их можно по соответствующим надписям на корпусе: Radio/TV, SAT.
Сетевой кабель интернет также обладает защитным устройством, которое устанавливается при вводе провода в здание.
