УЗИП CHINT: Полный обзор устройств защиты от импульсных перенапряжений

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) производства компании CHINT Electric представляют собой серию высокотехнологичных компонентов, предназначенных для обеспечения безопасности электроустановок и оборудования от разрушительного воздействия коммутационных и грозовых перенапряжений. Продукция CHINT, соответствующая международным стандартам IEC 61643 и национальным ГОСТ Р МЭК 61643-1-2013, охватывает все классы защиты (I, II, III) и предлагает комплексные решения для построения каскадной (многоуровневой) системы защиты.

Принцип действия и классификация УЗИП CHINT

УЗИП CHINT функционируют на основе нелинейных элементов, которые резко изменяют свои характеристики при превышении порогового напряжения. В нормальном режиме устройство обладает высоким импедансом и не влияет на работу сети. При возникновении импульса перенапряжения импеданс практически мгновенно снижается, создавая путь для отвода импульсного тока (I_imp, I_max) на землю или между проводниками. После сброса напряжения устройство возвращается в состояние высокого импеданса.

Классификация по типам (местам установки) согласно IEC 61643-11:

• УЗИП класса I (Тип 1): Предназначены для установки на вводе в здание в ГРЩ/ВРУ. Защищают от прямых ударов молнии в систему молниезащиты или входящие воздушные линии. Характеризуются высокими значениями импульсного тока разряда I_imp (10/350 мкс). Основной компонент — искровые разрядники.
• УЗИП класса II (Тип 2): Устанавливаются в распределительных щитах (РЩ). Обеспечивают защиту от остаточных перенапряжений, прошедших через УЗИП I класса, и от коммутационных помех. Имеют высокую пропускную способность по току I_max (8/20 мкс) и номинальный разрядный ток I_n. Основной компонент — варисторы.
• УЗИП класса III (Тип 3): Устанавливаются в непосредственной близости от защищаемого оборудования (розеточные модули, адаптеры). Защищают от остаточных бросков и высокочастотных помех. Работают с токовыми волнами формы 8/20 мкс и комбинированной волной (1,2/50 мкс и 8/20 мкс).
• Комбинированные УЗИП (Тип 1+2, Тип 2+3): Устройства CHINT, совмещающие в одном модуле компоненты разных классов (например, разрядник и варистор), что упрощает проектирование и монтаж каскадной защиты.

Конструктивное исполнение и серии УЗИП CHINT

Компания CHINT предлагает УЗИП в нескольких конструктивных форматах, адаптированных для различных условий монтажа и эксплуатации.

1. Модульные УЗИП для DIN-рейки (серии NPE, NDC)

Наиболее распространенный тип для установки в распределительных щитах. Имеют стандартный модульный размер (ширина, кратная 17.5 мм или 35 мм), оснащены индикатором состояния (зеленый — исправен, красный — требуется замена) и возможностью дистанционной сигнализации. Предназначены для защиты сетей 220/380 В. Устанавливаются параллельно цепи после вводного автоматического выключателя.

2. УЗИП в корпусе для настенного/стоечного монтажа (серия CSU)

Представляют собой законченные устройства в защитном корпусе с клеммными колодками большого сечения. Предназначены для защиты вводно-распределительных устройств, телекоммуникационных шкафов, промышленных установок. Обеспечивают высокую пропускную способность по току и удобство подключения мощных шин.

3. УЗИП для защиты линий передачи данных и слаботочных систем

Специализированные устройства для защиты линий LAN (RJ45), коаксиальных линий (телевидение, видеонаблюдение), сигнальных линий (RS-485, 4-20 мА). Обеспечивают гальваническую развязку и защиту от синфазных и дифференциальных помех.

Ключевые технические параметры и их значение

При выборе УЗИП CHINT необходимо анализировать следующие параметры:

Параметр	Обозначение	Пояснение	Типичные значения для CHINT (пример)
Максимальное длительное рабочее напряжение	Uc	Напряжение, которое УЗИП может выдерживать постоянно без деградации. Должно превышать максимальное напряжение сети с учетом возможных отклонений.	275 В, 320 В, 385 В, 440 В (перем. ток), 500 В, 600 В (пост. ток)
Номинальный разрядный ток	In	Пиковое значение тока волны 8/20 мкс, которое УЗИП может многократно пропускать без изменения характеристик. Базовый параметр для класса II.	5 кА, 10 кА, 15 кА, 20 кА, 40 кА
Максимальный разрядный ток	Imax	Пиковое значение тока волны 8/20 мкс, которое УЗИП может пропустить один раз без разрушения. Imax ≈ 2*In.	10 кА, 20 кА, 40 кА, 80 кА, 100 кА
Импульсный ток разряда	Iimp	Пиковое значение тока волны 10/350 мкс (имитация прямого удара молнии). Ключевой параметр для УЗИП класса I.	12.5 кА, 25 кА
Уровень защиты	Up	Максимальное значение напряжения, появляющееся на клеммах УЗИП при прохождении через него импульсного тока. Чем ниже Up, тем выше защитные свойства. Для эффективной каскадной защиты Up каждого последующего уровня должно быть ниже предыдущего.	1.5 кВ, 1.8 кВ, 2.0 кВ, 2.5 кВ
Сечение подключаемых проводников	—	Определяется производителем для обеспечения безопасного отвода тока. Для УЗИП CHINT класса I/II обычно требуется сечение не менее 16-25 мм² (медь) по цепи «фаза-РЕ» и не менее 25-35 мм² для основного заземляющего проводника.	мин. 16 мм² (для NPE), мин. 25 мм² (для CSU)

Схемы подключения и требования к заземлению

Эффективность УЗИП напрямую зависит от правильности монтажа и качества заземляющего устройства. Основные правила:

• Короткие соединения: Длина проводников от защищаемой линии к УЗИП и от УЗИП к шине PE (ГЗШ) должна быть минимально возможной (рекомендуется не более 0.5 м). Для этого УЗИП монтируют как можно ближе к вводу линии и к главной заземляющей шине (ГЗШ).
• Петлевание запрещено: Проводники должны прокладываться прямолинейно, без петель, чтобы уменьшить индуктивность пути отвода тока.
• Селективность по току и энергии: При построении каскада из УЗИП разных классов необходимо обеспечить координацию по техническим параметрам (I_n, U_p) и, при необходимости, использовать дроссели связи или соблюдать минимальное расстояние по кабелю между уровнями (обычно 5-10 м).
• Защита от перегрузки по току: Каждое УЗИП должно быть защищено со стороны питания устройством защиты от сверхтоков (предохранителем или автоматическим выключателем). Номинал защиты указывается производителем. Для УЗИП CHINT часто применяются предохранители gG/gL или автоматические выключатели с характеристикой отключения, обеспечивающей селективность.

Обслуживание и контроль состояния

УЗИП CHINT являются устройствами с ограниченным сроком службы, зависящим от количества и энергии срабатываний. Модульные устройства оснащены механическим индикатором (окно): зеленый цвет указывает на исправность, красный — на выход из строя варисторного модуля. Для дистанционного контроля многие модели имеют нормально-разомкнутые или нормально-замкнутые контакты сигнализации, которые можно подключить к системе АСКУЭ или простой световой/звуковой индикации. Плановый визуальный осмотр рекомендуется проводить не реже одного раза в год, а также после каждого известного сильного грозового воздействия.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как правильно выбрать класс УЗИП CHINT для объекта?

Выбор зависит от местоположения объекта и типа вводного питания:

• Объект с системой молниезащиты или питающийся по ВЛ: Обязательна установка УЗИП класса I (или I+II) на вводе. Далее — класс II в распределительных щитах.
• Городское здание с подземным вводом кабеля без молниезащиты: Достаточно УЗИП класса II на вводном РЩ. При наличии длинных внутренних линий (>10 м) до чувствительного оборудования добавляется УЗИП класса III.
• Квартира или офис: Как правило, достаточно УЗИП класса II в этажном/квартирном щитке. Для защиты конкретной дорогостоящей техники можно использовать УЗИП класса III в виде сетевого фильтра.

2. Можно ли использовать только одно УЗИП класса II вместо каскада I+II?

Нет, если есть риск прямого или близкого удара молнии. УЗИП класса II не рассчитаны на пропуск токов волны 10/350 мкс (I_imp) и при прямом попадании молнии в сеть могут разрушиться, не выполнив защиту. Класс I берет на себя основную энергию прямого удара, а класс II — «дозащищает» остаточные явления.

3. Что происходит с УЗИП после срабатывания? Требует ли оно замены?

УЗИП на основе варисторов (класс II) имеют ограниченный ресурс по поглощаемой энергии. Каждое значительное срабатывание вызывает деградацию варисторной вставки. После поглощения предельной энергии или при превышении максимального тока (I_max) варистор может коротко замкнуть. Встроенный тепловой расцепитель в этом случае отключает модуль от сети, и индикатор переходит в красное состояние, сигнализируя о необходимости замены модуля. Разрядники (в классе I) могут выдерживать большее количество срабатываний, но также требуют периодической проверки.

4. Какова расчетная долговечность УЗИП CHINT в нормальных условиях?

При отсутствии существенных импульсных воздействий и работе в пределах номинального напряжения U_c срок службы модульных УЗИП на основе оксидно-цинковых варисторов составляет 15-25 лет. Однако этот срок резко сокращается в сетях с нестабильным напряжением, частыми коммутационными перенапряжениями или в местностях с высокой грозовой активностью.

5. Обязательно ли использовать УЗИП вместе с устройством защиты от перенапряжений (УЗОН) или реле напряжения?

Да, это рекомендуется. УЗИП защищает от кратковременных импульсных бросков (микросекунды, миллисекунды). Реле напряжения или УЗОН защищает оборудование от длительных (секунды, минуты) повышений или понижений напряжения в сети, вызванных, например, обрывом нуля. Эти устройства выполняют разные функции и дополняют друг друга.

6. Как проверить работоспособность УЗИП CHINT мультиметром?

Проверка сопротивления мультиметром не является достоверным методом диагностики, так как исправный варистор имеет очень высокое сопротивление (в мегаомах) при малом измерительном напряжении мультиметра. Единственным надежным индикатором является смена цвета встроенного визуального индикатора с зеленого на красный. Для глубокой диагностики параметров требуется специальное оборудование, генерирующее испытательные импульсы.

Заключение

УЗИП CHINT представляют собой надежное и технологичное решение для построения комплексной системы защиты от импульсных перенапряжений. Широкий модельный ряд, охватывающий все классы защиты и различные форм-факторы, позволяет реализовать эффективную каскадную схему для объектов любого уровня сложности — от частного дома до промышленного предприятия. Критически важными для успешной реализации проекта являются правильный выбор параметров УЗИП в соответствии с оценкой рисков, грамотный монтаж с минимальной длиной соединительных проводников и организация качественного контура заземления. Регулярный визуальный контроль состояния устройств и их своевременная замена обеспечивают долговременную и надежную защиту электрооборудования.