Устройства защиты от импульсных помех для электроустановок постоянного тока Commeng OVP(DC). Техническое описание.

 Рисунок 2. Функциональные схемы УЗИП Commeng OVP(DC) 

Рис. 2а. Commeng OVP- xL DC. УЗИП на базе варисторов; классов 1+2, 2, 2+3, 3; для включения между токоведущим (L +или L-) и защитным/нулевым/совмещенным нулевыми защитным (PE/M/PEN) проводниками, а так же между двумя токоведущими (L+ и L-) проводниками.

Рис. 2б. Commeng OVP-xM DC. УЗИП на базе варисторов; классов 1+2, 2, 2+3, 3; для включения между нулевым рабочим (M) и защитным (PE) проводниками.

Рис. 2в. Commeng OVP-xM DC G. УЗИП коммутирующего типа (на базе разрядника) класса 3; для включения между нулевым рабочим (M) и защитным (PE) проводниками.

Рис. 2г. Commeng OVP-LL DC. УЗИП на базе варисторов класса 2 для включения между положительным и отрицательным токоведущими (L+, L-) и защитным (PE) проводниками.

Рис. 2д. Commeng OVP-LL DC. УЗИП на базе варисторов классов 2+3 и 3 для включения между положительным и отрицательным токоведущими (L+, L-) и защитным (PE) проводниками. Между проводниками (L+) и (L-) дополнительно установлен варистор для защиты от дифференциальных помех. 

Варисторы, показанные на схемах, в зависимости от типа УЗИП могут быть как одиночными, так и состоять из двух или трех параллельно включенных варисторов.

Последовательно со всеми варисторами, включаемыми в цепи L-M, L-PE(M), L(+)-L(-) включены тепловые разъединители.

Предназначены для отсоединения УЗИП от силовой системы в случае аварийной ситуации (температурного сбоя при воздействии помехи, деградации варистора,

повышения напряжения в сети выше допустимого). Тепловые разъединители выполнены без механических частей на основе термопредохранителей, что значительно повышает надежность размыкания и исключает ложные срабатывания.

Тепловые разъединители защищают не только от перегрева варистора, но и от его пробоя и короткого замыкания в УЗИП. Наличие тепловых разъединителей не отменяет необходимости применения в цепях включения УЗИП предохранителей. Как показано в п.1.2.3, состояние теплового разъединителя контролируется с помощью индикатора состояния. Разъединители показаны на функциональных схемах рис.2 а, г, д.

Светодиодный индикатор состояния, позволяющий контролировать исправность УЗИП (тепловой разъединитель не сработал) при подключенном напряжении. Светодиод загорается при нажатии кнопки «тест». При срабатывании теплового разъединителя светодиод гореть не будет. Характеристики схемы индикации приведены в таблице 1, функциональные схемы на рис. 3.

Таблица 1. Характеристики индикатора состояния

Рисунок 3. Функциональные схемы индикатора состояния 

Внимание! В тех случаях, когда клемма PE(M) УЗИП OVP L подключена к заземляющему устройству, электрически не соединенному с нулевым рабочим проводником, индикатор состояния может не работать или же работать некорректно.

Дистанционный контроль перегрева, принцип работы которого основан на размыкании термопредохранителя, приклеенного к варистору, при перегреве варистора. Каждый варистор (сборка варисторов) имеет свой отдельный термопредохранитель. Если термопредохранителей несколько, то они включены последовательно. Контрольная цепь может подключаться к любой системе контроля, фиксирующей обрыв электрической цепи. Характеристики дистанционного контроля приведены в таблице 2, функциональная схема на рис 4.

Таблица 2. Характеристики дистанционного контроля

Рисунок 4. Функциональная схема контроля состояния УЗИП (для устройства с тремя варисторами)

УЗИП серии COMMENG OVP(DC) имеют понятную систему обозначений, при этом из названия можно получить информацию как о назначении, так и основных характеристиках устройства.

В названии указываются (см. табл.3): класс испытаний; к какому проводнику подклю-чается; род тока (постоянный); максимальное длительное рабочее напряжение Uс; максимальный разрядный ток с формой волны (8/20 мкс) Imax; наличие разрядника в цепи M-PE.

Таблица 3. Структура названия УЗИП серии Commeng OVP(DC)

Пример названия: Commeng OVP-1L DC 150/120v (УЗИП класса испытаний 1+2, подключение к проводу L, для сети постоянного тока, максимальное длительное рабочее напряжение 150 В, максимальный разрядный ток 120 кА, светодиодный индикатор состояния).

Для УЗИП на базе разрядника (включаются между M-PE) в конце дополнительно добавляется буква G. (например Commeng OVP-3M DC 75/10G)

Размер боковой проекции УЗИП всех типов остается одинаковым (разница может заключаться только в наличии или отсутствии клеммной колодки дистанционного контроля). Ширина различна и кратна 17,8 мм – стандартному размеру электротех-нических устройств, монтируемых на рейку DIN. Такой размер называют еще 1U(TE).

Таблица 13. Габариты и вес УЗИП Commeng OVP(DС)

Таблица 14. Эксплуатационные характеристики УЗИП Commeng OVP(DС)

Примечание. Срок службы зависит от условий эксплуатации, и может быть продлен при условии ежегодных проверок (но не более, чем на 5 лет). См. раздел 2.6

Выбор класса и параметров устройства производится в соответствии с ожидаемыми уровнем и интенсивностью помех, максимальным длительным рабочим напряжением электроустановки.

Выбор способа контроля состояния УЗИП производится исходя из особенностей применения. На необслуживаемых объектах, имеющих систему мониторинга оборудования, рекомендуется использовать дистанционный контроль перегрева варисторов.

Для включения между токоведущим (L +или L-) и защитным/нулевым (PE/M/PEM) проводниками а так же между двумя токоведущими проводниками (L+ и L-) исполь-зуются УЗИП на базе варисторов Commeng OVP- xL DC классов испытаний 1+2, 2, 2+3, 3.

Для включения между нулевым рабочим (M) и защитным (PE) проводниками используются УЗИП на базе варисторов Commeng OVP-xM DC классов испытаний 1+2, 2, 2+3, 3, а так же УЗИП на базе разрядника Commeng OVP-xM DC G класса 3.

Для включения между положительным и отрицательным токоведущими (L+, L-) и защитным(PE) проводниками используются УЗИП Commeng OVP-LL DC на базе варис-торов, классов испытаний 2, 2+3, 3. В УЗИП классов 2+3 и 3 между проводниками (L+) и (L-) дополнительно установлен варистор для защиты от дифференциальных помех.

а) электроустановка TN-C

б) электроустановка TN-S или TN-C-S (после разделения проводников M и PE), защита от синфазных помех

в) то же, защита от синфазных помех и дифференциальных помех

г) электроустановка TN-S или TN-C-S, использование защитного заземления, электрически не связанного с нулевым рабочим проводником или изолированной системы уравнивания потенциалов, защита от синфазных помех.

д) то же что и в (г), защита от синфазных помех и дифференциальных помех

Рисунок 8. Схемы защиты для цепей питания с изолированными полюсами

а) Защита от дифференциальных помех

б) Защита от синфазных помех

в) Защита от синфазных и дифференциальных помех.

а) электроустановка TN-S или TN-C-S (после разделения проводников M и PE), защита от синфазных помех

б) электроустановка TN-S или TN-C-S (после разделения проводников M и PE), защита от синфазных и дифференциальных (в цепях L(+) -M, L(-) -M ) помех

в) электроустановка TN-S или TN-C-S (после разделения проводников M и PE), защита от синфазных и дифференциальных (в цепях L(+) -M, L(-) –M, L(+) –L(-) ) помех

г) электроустановка TN-C, защита от синфазных помех.

д) электроустановка TN-C, защита от синфазных помех и дифференциальных помех

В таблице 15 приведены варианты использования Commeng OVP (DC) для реализации различных схем защиты.

Таблица 15. Выбор УЗИП Commeng OVP DC для реализации схем защиты

Примечание: хxx – максимально длительное рабочее напряжение 75/150/240 Вольт

В ряде случаев удобнее использовать УЗИП, предназначенные для защиты двух проводов Commeng OVP LL DC (характеристики см. в табл. 10,11,12). При этом УЗИП Commeng OVP-2LL DC ххх/40 выполняет функции дифференциальной защиты (схемы на рис. 7б, 7г, 8б, 9г), УЗИП Commeng OVP-2LL DC ххх/15 и Commeng OVP-3LL DC ххх/10 осуществляют защиту как от дифференциальных, так и от синфазных помех (схемы на рис. 7в, 7д, 8в, 9д). Специалисту будет нетрудно разобраться, как использовать Commeng OVP LL DC для реализации схем, показанных на рис. 9 а,б,в (и любых других).

Необходимо соблюдать полярность подключения Commeng OVP-ХLL DC, так как это влияет на работу схемы индикации.

УЗИП может быть подключено к защищаемому проводнику по двумя различными способами:

• Т-схема (рис. 10а), подключение по этой схеме возможно для всех типов УЗИП;
• V-схема (рис.10б), подключение по этой схеме возможно для УЗИП типов OVP L и OVP M, шириной 2 и более U (там, где имеются два или более соединенных друг с другом контактов для подключения к проводам L или М).

V – схема имеет ряд преимуществ:

• повышается эффективность защиты за счет того, что нет дополнительного падения напряжения от импульса помехи на отрезке кабеля, соединяющем УЗИП с защищаемым проводником;
• в некоторых случаях значительно упрощается монтаж.

Есть и недостаток: V –схема имеет ограничение по величине тока в защищаемой цепи (для УЗИП типа Commeng OVP DC не более 32 А), могут так же возникнуть проблемы, связанные с перегоранием защитного предохранителя от отводимого УЗИП импульса. Применение V-схемы рекомендуется только для УЗИП класса испытаний 2.

Внутри УЗИП, подключаемых к токоведущим проводникам, в цепи каждого варистора установлен тепловой разъединитель (см. п.1.2.2), который так же выполняет функции предохранителя при коротком замыкании в устройстве. Тем не менее, в соответствии с требованиями электро- и пожаробезопасности в цепи включения УЗИП должно быть установлено устройство защиты от сверхтока (схемы и пояснения к ним приведены в табл.16). В качестве таких устройств должны использоваться предохранители, однако перед УЗИП класса 2+3 и 3 возможна установка автоматических выключателей.

Следует учитывать, что мощный импульс, проходящий через автоматический выключатель (а далее через УЗИП и нагрузку), может привести к его срабатыванию, изменению параметров или даже выходу из строя (например, к повреждению контактов). Поэтому в цепях подключения УЗИП класса 1+2 выключатели не используются, в цепях подключения УЗИП класса 2 их применение не рекомендуется.

Номиналы защитных предохранителей, включаемых в цепь включения УЗИП, указаны в п.1.2.5 (табл. 4-6 и 10-12) и отдельно в табл.17 для всех типов УЗИП. Номинальные токи автоматических выключателей, включаемых перед УЗИП классов 2+3 и 3, приведены в табл. 18.

Не следует применять предохранители со значением, номинальный ток которых ниже, чем на одну ступень в стандартном ряду (…, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, … А. по ГОСТ Р 50339.0-2003) .

Обратите внимание, что предохранитель (автоматический выключатель) устанавливается со стороны источника питания.

Обратите внимание, что следует различать две задачи, каждая из которых имеет особенности применения УЗИП и защиты от сверхтоков: защита источника электро-питания (выпрямителя, ИБП, распределительного устройства) и потребителей питания.

Таблица 16. Подключение УЗИП и предохранителей

Таблица 17. Рекомендуемые номинальные токи защитных предохранителей в цепи подключения УЗИП Commeng OVP(DС) к источникам питания

Все значения указаны для предохранителей с характеристикой gG. При использовании предохранителей с резко отличающейся характеристикой значения может потребоваться коррекция. 

Таблица 18. Рекомендуемые номинальные токи автоматических выключателей в цепи включения УЗИП Commeng OVP(DС) (схема в табл.16, строка 6)

Применение выключателей с меньшим номинальным током может привести к срабатыванию при прохождении импульса с номинальным разрядным током, на который рассчитано УЗИП.

В отличие от ЭПУ переменного тока, когда источник электропитания (трансформаторная подстанция) находится вне объекта, на котором устанавли-ваются защитные устройства, в ЭПУ постоянного тока источник (выпрямитель, ИБП) обычно находится внутри защищаемого объекта (технического здания, контейнера).

В силу особенностей низковольтных ЭПУ постоянного тока (небольшие расстояния от источника до потребителей; для передачи энергии используются кабели; линии питания экранированы от прямых ударов молнии) уровень помех в них обычно значительно меньше, чем в ЭПУ переменного тока, и в большинстве случаев применяется одна ступень защиты (УЗИП класса 2, 2+3 или 3, в зависимости от ожидаемого уровня помех).

В тех случаях, когда применение нескольких ступеней защиты необходимо, то для Commeng OVP(DC) необходимо следовать Концепции зоновой защиты МЭК а так же рекомендациям для УЗИП Commeng OVP(AC), изложенным в п.2.4 Устройства защиты от импульсных помех электроустановок переменного тока Commeng OVP(AC). Техническое описание. 

Монтаж производится с использованием стандартных способов, инструментов и материалов, применяемых в низковольтных электроустановках..

На лицевой панели рядом с клеммами нанесены названия проводников, что исключает ошибочное подключение.

Для подключения УЗИП к токоведущим проводникам (L, M) рекомендуется использовать многожильные медные кабели, возможно так же применение одножильных. При подключении проводников необходимо соблюдать расцветку изоляции проводов, предписанную ПУЭ-7.

При T-схеме подключения нельзя зажимать одним контактом УЗИП два проводника. Следует помнить об ограничении тока при V-схеме подключения.

Провод заземления должен быть, по возможности, минимальной длины. Для УЗИП шириной 2U и более, возможно, и в ряде случаев целесообразно, подключение к двум точкам заземления (уравнивания потенциалов), например к шине заземления и металлоконструкции, шине заземления и корпусу оборудования, шкафа и т.п.

Сечение проводов для подключения УЗИП следует выбирать в соответствии с табл.19 При V-схеме подключения допускается провода, подключенные к клеммам L и M со стороны нагрузки, выбирать исходя из тока потребления

Таблица 19. Рекомендуемые сечения жил многожильных кабелей для подключения УЗИП

В ходе эксплуатации необходимо проверять состояние УЗИП с помощью встроенных в них средств диагностики (см. п.1.2.3 «контроль состояния УЗИП»).

Визуальный контроль работает только при подключенном напряжении. Для дистанционного контроля УЗИП подключаются к любой системе мониторинга,

реагирующей на обрыв цепи (размыкание контактов).

Выход УЗИП из строя может произойти по следующим причинам:

— установленное устройство не соответствует уровню и интенсивности воздействующих на него помех; — напряжение защищаемой цепи по каким-то причинам превысило максимальное длительное рабочее напряжение УЗИП, что привело к перегреву варисторов.

При наличии механических и термических повреждений устройство подлежит замене.

При срабатывании любой системы контроля (размыкание цепи дистанционного, контроля, не горит светодиод индикатора состояния при поданном напряжении и нажатой кнопке тест) устройство подлежит замене.

Периодически должна производиться проверка напряжения, при котором происходит утечка тока 1 мА между полюсами УЗИП (Uv) (классификационного напряжения) или же статического напряжение пробоя разрядника. Величины напряжений указаны в п 1.2.5 табл. 4-12 в графах «классификационное напряжение» и «статическое напряжение пробоя».

Проверка производится с помощью тестера устройств защиты Commeng ISKRA.

Рекомендации по проверке в ходе эксплуатации приведены в документе «Периодичность и содержание проверок устройств защиты от перенапряжений». 

На лицевой панели УЗИП обозначены клеммы для подключения заземления и защищаемой цепи, находятся клеммы дистанционной сигнализации, кнопка и светодиод индикатора состояния. Некоторые УЗИП разных типов (классов 2, 2+3, 3) могут иметь одинаковые лицевые панели. Маркировка лицевых панелей показана на рис.11-12, соответствие типа УЗИП и вида лицевой панели в табл.20

а)		б)	в)	г)
д)	е)	ж)	з)	Рисунок 11. Лицевые панели УЗИП для защиты токоведущих проводников (L)

а)

б)

в)

Рисунок 12. Лицевые панели УЗИП для защиты нулевого рабочего проводника (М)

На лицевые панели УЗИП нанесена только информация, необходимая для их правильного подключения и контроля состояния. Информация о рабочем напряжении и прочих характеристиках а так же полное название УЗИП находится на боковой поверхности.

Таблица 20. Соответствие типа УЗИП Commeng OVP(DC) и лицевой панели

ХХХ – максимальное длительное рабочее напряжение УЗИП — 75/150/240 Вольт.

На боковой поверхности УЗИП указываются:

• название УЗИП (в соответствии с табл. 3, п 1.2.4 и табл.21 п.4);
• максимальное длительное рабочее напряжение, Uс в формате [ Uc = xxx В ];
• импульсный ток, Iimp (только для УЗИП класса 1+2) в формате [ Iimp = 10 кА ];
• максимальный разрядный ток Imax, в формате [ Imax = xxx кА ];
• напряжение испытательного импульса Uoc (только для УЗИП классов 2+3 и 3), в формате [ Uоc = х кВ ];
• уровень напряжения защиты, Up (для всех типов) в формате [ Up ≤ х,х кВ ];
• месяц и год выпуска.

Заводская упаковка производится в коробки из гофрокартона. В каждую заводскую упаковку вкладывается по одному паспорту. В том случае, если в одну заводскую упаковку упаковывается несколько типов УЗИП, то для каждого типа УЗИП вкладывается отдельный паспорт.

При заказе следует указать тип изделия в соответствии с табл.3, п 1.2.4. Полный перечень выпускаемых УЗИП серии Commeng OVP(DC) приведен в таблице 21.

УЗИП выпускаются в соответствии с ТУ 3428-002-38164566-2012.

Сертификат соответствия № ТС RU С-RU.АЛ32.В.07455

Приложения к сертификату RU № 0235999, 0236000.

Таблица 21. Номенклатура УЗИП Commeng OVP(DC)

Пример заказа: УЗИП Commeng OVP-2L DC 75/40v

Производитель COMMENG (ООО «КОММЕНЖ»)