УЗИП КЭАЗ: Полный обзор устройств защиты от импульсных перенапряжений

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) производства Концерна «КЭАЗ» представляют собой серийно выпускаемую линейку компонентов для построения многоуровневой системы защиты электрооборудования низковольтных сетей до 1000 В. Продукция разработана в соответствии с требованиями международных стандартов МЭК 61643 и национальных ГОСТ, и предназначена для ограничения переходных перенапряжений, вызванных коммутационными процессами или атмосферными разрядами (прямыми или удаленными). Основой ассортимента являются модульные УЗИП на базе варисторов и комбинированные устройства с искровыми разрядниками, устанавливаемые на DIN-рейку.

Классификация и принцип действия УЗИП КЭАЗ

Концерн КЭАЗ производит УЗИП, соответствующие классификации по стандарту МЭК 61643-1 и ГОСТ Р 51992-2011. Устройства разделяются на типы (классы) в зависимости от места установки в системе электроснабжения и выполняемых функций.

• УЗИП типа 1 (класс I): Предназначены для установки на вводе в здание в главном распределительном щите (ГРЩ). Их основная задача – отвод части тока молнии (импульсного тока 10/350 мкс), который может попасть в сеть при прямом ударе молнии в систему молниезащиты или в линии электропередачи. Эти устройства обычно строятся на основе искровых разрядников (РК) или комбинации разрядника и варистора. Пример: серия КЭАЗ ОПС1.
• УЗИП типа 2 (класс II): Устанавливаются в распределительных щитах (РЩ, этажных щитах). Обеспечивают защиту от остаточных перенапряжений, прошедших через УЗИП 1-го типа, а также от коммутационных помех. Основной элемент – варистор. Номинальный разрядный ток (I_n) для этих устройств характеризуется импульсом 8/20 мкс. Это наиболее распространенный тип модульных УЗИП. Пример: серии КЭАЗ ОПС2, УЗИП-D, УЗИП-Dc.
• УЗИП типа 3 (класс III): Устройства для защиты конечного оборудования, устанавливаемые в непосредственной близости от нагрузки (розеточные группы, щиты управления). Имеют меньшую пропускную способность и используются в паре с УЗИП 2-го типа для обеспечения селективности. Пример: УЗИП-Р (розеточного исполнения).
• Комбинированные УЗИП типа 1+2 (класс I+II): Гибридные устройства, совмещающие в одном модуле искровой разрядник и варистор. Позволяют упростить систему защиты, устанавливая одно устройство вместо двух на вводе в объект. Пример: серия КЭАЗ ОПС1+2.

Принцип действия варисторных УЗИП основан на нелинейной вольт-амперной характеристике металлооксидного варистора. При нормальном напряжении ток через варистор ничтожно мал. При возникновении импульса перенапряжения сопротивление варистора резко падает на несколько порядков, и он шунтирует опасный импульсный ток на землю, ограничивая напряжение на защищаемой линии до безопасного уровня (уровня защиты U_p). После снятия импульса варистор возвращается в высокоомное состояние.

Технические характеристики и серии УЗИП КЭАЗ

Ассортимент КЭАЗ включает несколько серий, различающихся по конструкции, номинальным параметрам и назначению. Ключевые параметры для выбора:

• Максимальное длительное рабочее напряжение U_c (В).
• Уровень защиты U_p (кВ) – остающееся напряжение на выводах УЗИП при протекании номинального разрядного тока.
• Номинальный разрядный ток I_n (кА, форма 8/20 мкс).
• Максимальный разрядный ток I_max (кА, форма 8/20 мкс).
• Импульсный ток молнии I_imp (кА, форма 10/350 мкс) – для УЗИП Типа 1.
• Количество полюсов (1P, 1P+N, 2P, 3P, 3P+N, 4P).

Серия ОПС (Ограничитель Перенапряжения Сетевой)

Базовая и наиболее полная линейка модульных УЗИП для всех классов защиты. Отличается наличием тепловой защиты и индикации состояния. Корпус выполнен из самозатухающего пластика.

Модель (пример)	Тип (класс)	Uc, В	In (8/20), кА	Imax (8/20), кА	Up, кВ	Особенности
ОПС1-1-380	1 (I)	420	—	—	2.5	Iimp = 25 кА (10/350). На базе РК.
ОПС1+2-1-380	1+2 (I+II)	320	20	40	1.8	Комбинированный. Iimp = 12.5 кА.
ОПС2-1-320	2 (II)	320	20	40	1.6	С тепловой защитой, индикатор зеленый/красный.

Серия УЗИП-D

Устройства Типа 2 на базе варисторов в компактном корпусе. Предназначены для защиты в распределительных сетях переменного тока. Имеют сменный модуль с варисторным блоком и индикацию состояния.

Модель (пример)	Кол-во полюсов	Uc, В	In (8/20), кА	Up, кВ	Примечание
УЗИП-D 1P 275	1P	275	15	1.3	Для сетей 220/380В.
УЗИП-D 3P+N 320	3P+N	320	20	1.6	Защита 3 фаз и нейтрали.

Серия УЗИП-Dc

Специализированные УЗИП для систем постоянного тока, таких как солнечные электростанции, зарядные станции для электромобилей, системы телекоммуникаций. Конструктивно адаптированы под более высокое рабочее напряжение DC.

Модель (пример)	Uc, В (DC)	In (8/20), кА	Up, кВ	Сфера применения
УЗИП-Dc 2P 600	600	10	2.8	Фотоэлектрические системы.
УЗИП-Dc 2P 1000	1000	10	3.8	Промышленные цепи DC.

Проектирование системы защиты: выбор и монтаж УЗИП КЭАЗ

Эффективная защита требует каскадного (многоуровневого) подхода. УЗИП разных типов должны быть согласованы по уровню защиты U_p и энергетической стойкости для обеспечения селективности: более мощное устройство на вводе берет на себя основную энергию импульса, а последующие – дополнительно ограничивают напряжение.

Порядок выбора:

1. Определение конфигурации сети и рисков: Наличие молниезащиты, тип сети (TT, TN-C-S, TN-S), категория оборудования по стойкости к перенапряжениям (по МЭК 60664-1).
2. Выбор УЗИП Типа 1: Обязателен, если здание имеет внешнюю молниезащиту или ввод воздушной линией. Рассчитывается ожидаемый ток молнии. Модель: ОПС1 или ОПС1+2.
3. Выбор УЗИП Типа 2: Устанавливается в распределительных щитах. U_c должен быть на 10-20% выше максимального рабочего напряжения сети. Уровень защиты U_p должен быть ниже стойкости защищаемого оборудования. Модели: ОПС2, УЗИП-D.
4. Выбор УЗИП Типа 3: Для особо чувствительной аппаратуры (медицина, IT). Модель: УЗИП-Р.
5. Организация защиты нейтрального проводника: В сетях TN-S, TT обязательно использование полюсов «N». Выбираются УЗИП с конфигурацией 3P+N, 1P+N и т.д.

Требования к монтажу:

• Сечение соединительных проводников: не менее 4 мм² по меди для силовых цепей, но предпочтительно 6-16 мм² для минимальной индуктивности. Длина проводников от защищаемой линии к УЗИП и от УЗИП к шине PE должна быть минимально возможной (желательно не более 0.5 м суммарно).
• Использование специальных клеммных колодок КЭАЗ для УЗИП позволяет сократить длину соединений.
• Перед УЗИП должен быть установлен аппарат защиты от сверхтоков (автоматический выключатель или предохранитель) в соответствии с рекомендациями производителя. Номинал обычно составляет 16-63 А.
• Обязательное наличие исправного контура заземления с низким сопротивлением.

Обслуживание и контроль состояния

УЗИП КЭАЗ являются устройствами с ограниченным сроком службы, зависящим от количества и мощности срабатываний. Большинство моделей имеют визуальную индикацию состояния:

• Зеленый индикатор – устройство исправно.
• Красный индикатор – варисторный модуль вышел из строя и требует замены. В сериях ОПС и УЗИП-D сменный модуль заменяется без демонтажа всей конструкции с DIN-рейки.

Рекомендуется проводить визуальный осмотр не реже одного раза в год и после сильных гроз. Для удаленного контроля некоторые модели могут комплектоваться дополнительными контактами сигнализации (например, КЭАЗ РКС-1), которые меняют состояние при срабатывании тепловой защиты УЗИП.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем разница между УЗИП класса I (Тип 1) и класса II (Тип 2)?

УЗИП класса I (Тип 1) предназначены для отвода больших токов молнии (импульс 10/350 мкс) и устанавливаются на главном вводе. УЗИП класса II (Тип 2) предназначены для ограничения остаточных перенапряжений и коммутационных помех (импульс 8/20 мкс), устанавливаются в распределительных щитах. Они различаются по номинальным токам и конструкции: в Типе 1 часто используется искровой разрядник, в Типе 2 – варистор.

2. Можно ли установить только УЗИП Типа 2, если нет молниезащиты?

Да, в случаях, когда риск прямого удара молнии в линию или здание признан минимальным (например, подземный ввод кабеля в здание без молниеприемников), допускается установка только УЗИП Типа 2 на вводе. Однако окончательное решение должно быть основано на расчете рисков согласно ГОСТ Р МЭК 62305.

3. Как подобрать номинал аппарата защиты (автомата) перед УЗИП?

Номинал автоматического выключателя или предохранителя выбирается из паспорта УЗИП. Обычно для модульных УЗИП КЭАЗ Типа 2 это 16А, 20А, 25А или 32А (например, для ОПС2 часто рекомендуется В16-В25). Цель – обеспечить защиту от перегрева при частичном повреждении варистора и от короткого замыкания в самом УЗИП, но не отключать устройство при штатном пропускании импульсных токов.

4. Что означает уровень защиты U_p и почему он важен?

Уровень защиты U_p – это максимальное значение напряжения, которое будет присутствовать на клеммах УЗИП при протекании через него номинального разрядного тока I_n. Это напряжение прикладывается к защищаемому оборудованию. Поэтому U_p должен быть ниже импульсной устойчивости изоляции защищаемого оборудования (например, для бытовой техники это обычно 2.5 кВ). Чем ниже U_p, тем выше качество защиты.

5. Требуется ли замена УЗИП после сильной грозы, если индикатор зеленый?

Нет, если индикатор состояния показывает зеленый цвет, это означает, что варисторный модуль не исчерпал свой ресурс и сохраняет рабочие параметры. Замена не требуется. Однако рекомендуется проверить механические повреждения и надежность контактов.

6. В чем особенность УЗИП для постоянного тока (серия Dc)?

В цепях постоянного тока нет перехода напряжения через ноль, что затрудняет гашение дуги после срабатывания. Поэтому варисторы и разрядники для DC должны быть специально рассчитаны на работу в таких условиях. УЗИП-Dc КЭАЗ имеют более высокое максимальное рабочее напряжение U_c (до 1000 В и более) и конструкцию, обеспечивающую безопасное отведение энергии в сетях постоянного тока.

Заключение

УЗИП производства КЭАЗ представляют собой комплексное, технологичное и надежное решение для построения системы защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных сетях переменного и постоянного тока. Широкий модельный ряд, включающий устройства всех классов, наличие тепловой защиты и индикации, сменных модулей, а также полное соответствие актуальным стандартам, позволяют проектировщикам и монтажникам выбирать оптимальные конфигурации для объектов любой сложности. Правильный подбор, каскадная установка и соблюдение правил монтажа обеспечивают долговременную и эффективную защиту электрооборудования от разрушительного воздействия грозовых и коммутационных перенапряжений.