Схема подключения УЗИП для защиты частного дома и квартиры

Природа непредсказуема. И это знает каждый из благоразумных граждан. Именно поэтому многие решают установить в своем частном доме дополнительную защиту от перенапряжения. А это весьма опасный фактор, который обычно сказывается на всей электронике в вашем доме. По воле рока страдает практически всё: начиная от холодильника и заканчивая компьютерными блоками питания и материнскими платами.

Оглавление:

Самое интересное то, что защититься от ненастья можно, если заранее предусмотреть установку в распределительном щитке специального устройства, которое в экстренной ситуации замкнет цепь защемления по наименьшему пути, обеспечив таким образом прохождение тока по пути наименьшего сопротивления.

Возможные повреждения из-за молний

Величина напряжения молнии измеряется даже не тысячами, а десятками и сотнями тысяч Вольт. И пусть помеха имеет в прямом смысле слова молниеносный характер, но даже за доли секунд она успевает повредить многие внутренние элементы техники, выводя ее из строя. В холодильниках обычно сгорает компрессор, в импульсных блоках питания выгорает первичная цепь преобразования напряжений, и так далее.

Но на этом беда не окончится, потому что выход из строя электронной техники, а в данном случае она просто сгорает, может привести к реальному возгоранию и, как следствие, к пожару. И, к сожалению, только в этот момент хозяин частного дома осознает, что был неправ, когда при монтаже распределительного щитка решил сэкономить на установке УЗИП для частного дома. А так-же лучше не экономить на обслуживании септиков, откачка септиков в Солнечногорске на профессиональном оборудовании, по приятной цене.

Типы импульсов

Перенапряжение — это общее понятие, которое характеризует аварийное состояние цепи в момент его генерации. Но характер и причины его возникновения могут быть различными:

1. Для молнии характерен иглообразный импульс, который сначала медленно нарастает, заряжая линию, а потом резко пробивает ее насквозь, так как ее мощность в разы больше, чем у проводников. Форма импульса измеряется в кВ/мкс. То есть, если она попадает в воздушную линию, и частный дом от нее подключен, то форма будет выражена как 10/350 или 10 кВ амплитудой и 350 мкс длительностью.
2. Неисправности в цепях, вызванные коммутационными процессами. Нередко причиной генерации мощного высоковольтного импульса является авария на станции или переключение с одного генератора на другой. В этот момент во вторичной сети из-за потребления большой мощности также возникает достаточно мощный импульс. Он имеет более пологую форму, но с несколько меньшей амплитудой игл.

В обоих случаях может быть нанесен равносильный вред, поэтому для защиты частного дома или квартиры рекомендуется использовать те же УЗИП.

Первичные средства защиты

Установка УЗИП в частном доме — это только часть мероприятий, которые действительно спасут вас от непредвиденного пожара или сгоревшего блока питания. Первым делом необходимо предусмотреть так называемые первичные средства защиты от удара молнией. И они заключаются в следующем:

• Обустройства внешнего контура заземления по периметру здания. То есть необходимо вокруг строения закопать шину защитного заземления и замкнуть ее в квадрат.
• К шине необходимо подключить молниеотводы, расположенные по углам здания. Это необходимо для того, чтобы увеличить мощность проходной шины и не допустить ее перегрев на местах сварки или утончения.
• На крыше установить громоотвод. При этом, если она имеет значительные габариты, их необходимо установить несколько.
• Особенно нужно позаботиться о защитном контуре заземления и молниеотводах в домах и строениях с металлической кровлей. Потому что именно на нее придется удар, который может вызвать короткое замыкание в проводке под козырьком, если, например, там расположен фонарь или осуществлен ввод.

Но, кроме фактора удара самой молнией, важно учесть всевозможные пути проникновения импульсных помех внутрь здания. А их может быть много, и к ним относятся:

1. Сеть ввода 220/380 В при ударе молнии в элементы внешней защиты.
2. Через сеть в случае удара в воздушную линию. Скачок напряжения в линии также может произойти в момент коммутации высоковольтных устройств на подстанциях.
3. Кабельное ТВ или эфирная антенна. По ней высоковольтный импульс проникает в ТВ-приемник, который с высокой вероятностью выходит из строя.
4. Сеть Интернет. Довольно часто недалеко от телефонной линии или коммутатора ударившая молния перерастает в высоковольтный и очень мощный импульс, который попадает на сетевой порт ПК и выпаливает его напрочь.
5. Также местами проникновения высоковольтного импульса могут стать другие слаботочные линии, которые подводятся к внутренним устройствам приема и обработки данных.

Все это может стать причиной не только временного выхода из строя оборудования, но и возникновения пожара, который явно принесет массу дополнительных проблем. Чтобы предотвратить все вышеперечисленные неприятности, необходимо каждую из линий и устройств надежно экранировать, подключать к общему контуру заземления, а во время молний и вовсе отключать их от сети.

Чаще сделать это невозможно по той простой причине, что вас может не оказать дома в роковой момент. А погода, само собой, ждать не будет. Поэтому намного удобнее и практичнее использовать дополнительные элементы защиты низковольтных сетей.

Способы защиты сетей низковольтного питания

Для каждого типа УЗИП схема подключения будет своя, поэтому рассмотрим несколько способов защиты низковольтных сетей от импульсных помех. Но лучше всего применять их все в комплексе, так как погода непредсказуема, и удар молнии может произойти в любое место или устройство. Различают следующие системы защиты от импульсных перенапряжений в результате удара молний:

Система внешней молниезащиты

В случае удара молнии в этот элемент защиты необходимо принимать во внимание максимально возможный ток, который будет протекать по компонентам. В данном случае величина тока, протекающего через защитное устройство, установленное в доме, будет равна 100 кА. Импульс будет иметь вытянутую форму длительностью до 350 мкс. Чтобы он не причинил много бед, его необходимо отвести по пути наименьшего сопротивления. Следовательно, в щитке потребуется установить специальное устройство.

Справиться с энергией такой величины сможет только комбинированный компонент УЗИП, относящийся к классу 1+2+3. Он обладает достаточной мощностью и скоростью срабатывания, чтобы защитить от перенапряжения потребителей в эквиваленте потребляемой ими мощности до 20 кВт.

Напомним. На практике применяется несколько схем подключения заземления: TN — C — S и TT. В зависимости от этого фактора следует выбирать и тип устройства защиты от импульсных помех. Первая представляет собой разделенное заземление, то есть в ней PEN проводник в определенном месте разделяется на два и далее отправляется к нагрузке. Разделение выполняется на ВРУ. То есть в щитке должны быть установлены две отдельных шины: нулевая и шина заземления PE.

Между ними имеется перемычка. Сделано это из тех соображений, что УЗИП успевает своевременно отключить нагрузку, а в случае возникновения пробоя на нулевом проводе от подстанции успевает выгореть перемычка между шинами. То есть, по сути, получается две защиты.

Второй тип схемы подключения заземления заключается в следующем: все потребители глухо заземлены, как и нейтраль источника питания на подстанции.

Также на практике используются и другие типы схем заземлений: С, C — S, S, I — T. Но в частных и многоквартирных жилых домах чаще применяются именно TN — C — S и T. T. Поэтому и рассматривать УЗИП будем только для этих случаев.

Выбор УЗИП в соответствии со схемой подключения заземляющего проводника

Вспомнив, какие бывают схему подключения контура заземления, можно определиться и с выбором УЗИП. Для первого варианта подойдет PowerPro BCD TNS 25/100. Для второго, соответственно, TT 25/100.

Защита на ответвлении при ударе в воздушную линию

Защита от перенапряжения в сети 380 вольт, как и 220 вольт, заключается в установке УЗИП не в распределительном щитке, а на ответвлении. То есть там, где воздушная линия расходится на ваш и соседский дом. Только в таком случае контур заземления состоит лишь в заземляющем периметре, без использования громоотводов.

Также разместить УЗИП можно на вводе в здание или непосредственно на месте ответвления заземляющего проводника. Но в случае размещения защитного устройства ближе к источнику импульса, то есть на столбе в щитке, использовать УЗИП 3 класса нецелесообразно. Это связано с тем, что длинный проводник от столба может стать повторным генератором перенапряжения.

В этом случае лучше применить УЗИП класса 1+2. Но если расстояние от столба со щитком до дома более 60 м, то в здании также должен быть предусмотрен второй УЗИП со 2 классом. Для более точного подбора устройства воспользуйтесь таблицей ниже:

Место монтажа	TN-C-S	TT
На столбе (ответвлении)	PowerPro BC TNS 25/100 LE-373−950	PowerPro BC TT 25/100 LE-373−920
На вводе при расстоянии от столба более 60 м	EnerPro C TNS 275 LE-381−178	EnerPro C TT 275 LE-381−180

Удар молнии возле подземной линии электропередачи

Третий способ подключения УЗИП используется в случае, когда к дому подводится питание не от столба (воздушной линии), а от подземного кабеля. В данном случае высоковольтные импульсные помехи возникают в основном по причине наведения их от других источников. Поэтому длительность импульса и его амплитуда будут намного меньше. В результате наведения энергии происходит частичное попадание тока в сеть, поэтому величина энергии на порядок меньше, чем в первых двух случаях. Но все же в такой сети также необходимо иметь надежное УЗИП, которое предохранит электронику от нежелательного воздействия.

Величина тока в этом случае будет равна всего 40 кА, а форма импульса 8/20 мкс также иная, за счет наличия гальванической развязки между источником и потребителем. Что касается типа контура заземления, то в этом случае чаще используется именно T. T. Но также применяют на практике и TN — C — S. Для защиты приборов от перенапряжения рекомендуется установить ограничитель 2 класса. Соответственно, для схемы TN — C — S подключения контура заземления рекомендуется устанавливать устройства LE -381−178, а для схемы TT необходимо использовать автоматы не ниже LE -381−180.

Защита от молний в частном доме

Перенапряжение — это фактор, который может возникать не только по сети переменного напряжения. Высоковольтные помехи довольно часто генерируются и телевизионных сетях, в частности, на антенных приемниках. Ведь они находятся ближе всего к заряженным облакам, которым необходимо разрядиться по пути наименьшего сопротивления. Такое обычно встречается в тех домах, на которых либо нет громоотвода, либо он есть, но антенна прикреплена к нему. Когда молния попадает в молниеотвод, то высоковольтный импульс обязательно наводится в канале передачи. Из-за чего выгорает селектор ТВ-приемника или приставки, к которой она была подключена.

Здесь также необходимо использовать УЗИП, только они представляют собой антенный переходник с отводом для заземления. По сути, это варисторный блок, который отводит наведенный импульс в контур заземления, не давая ему проникнуть далее в линию.

В зависимости от вида принимаемого сигнала различают два разных типа УЗИП:

• для аналогового ТВ;
• для спутникового или цифрового ТВ.

Соответственно, на первом будет написано Radio / TV, на втором SAT.

Защита от помех линии передачи Интернета

Чтобы полностью оградить свою жизнь и всю технику от нежелательного воздействия энергии стихии, рекомендуется подумать и об установке УЗИП для сетевого кабеля Ethernet. Установку подобного элемента лучше всего предусмотреть непосредственно перед вводом кабеля в дом, чтобы минимизировать его длину под открытым небом. Как и в случае с ТВ, блок заземляется толстым желто-зеленым проводом к общему контуру.

Советуем к прочтению:
Профессия электрик
Амплитуда колебаний
Расчет сопротивления проводника