Выбор устройства защиты от импульсных перенапряжений зависит не только от номинального напряжения сети и ожидаемого импульсного тока. Необходимо учитывать систему заземления, положение нейтрали, схему подключения защитных проводников и возможные пути протекания импульсного тока. УЗИП, правильно выбранное для одной системы, может оказаться недостаточным или недопустимым для другой.
До подбора оборудования необходимо определить тип сети, место установки устройства, наличие внешней молниезащиты, категорию защищаемого объекта и расстояние до оборудования. Также учитывают параметры вводного защитного аппарата, сечение соединительных проводников и допустимый уровень импульсного напряжения защищаемой техники.
Особенности системы TN
В системе TN нейтраль источника питания соединена с землей, а открытые проводящие части электроустановки подключены к этой точке через защитный проводник. В зависимости от способа организации нейтрального и защитного проводников применяют системы TN C, TN S и TN C S.
В системе TN C функции рабочего нейтрального и защитного проводников объединены в одном проводнике PEN. Установка УЗИП выполняется с учетом того, что разделение PEN на PE и N еще не произведено. Между нейтральным и защитным проводниками в этой части сети отдельный защитный элемент обычно не требуется, поскольку они электрически объединены.
После разделения PEN в системе TN C S нейтральный и защитный проводники должны рассматриваться отдельно. В точке разделения необходимо обеспечить надежное соединение с системой уравнивания потенциалов. Повторное объединение PE и N после этой точки не допускается.
В системе TN S защитный и нейтральный проводники разделены на всей длине сети. УЗИП подключают между фазными проводниками и нейтралью либо защитным проводником в соответствии с выбранной схемой. Для трехфазной сети могут применяться схемы 3 плюс 0 и 3 плюс 1. Конкретный вариант зависит от места установки и требований проекта.
Выбор схемы для системы TN
Схема 3 плюс 0 предусматривает установку защитных элементов между каждой фазой и защитным проводником. Она может использоваться в системе TN при соответствующем построении сети и соблюдении требований к допустимому уровню напряжения.
Схема 3 плюс 1 включает три защитных элемента между фазами и нейтралью, а также отдельный элемент между нейтралью и защитным проводником. Такая схема снижает риск появления опасного напряжения между N и PE при срабатывании защиты.
Для однофазной сети применяются аналогичные принципы. Схема 1 плюс 1 содержит защитный элемент между фазой и нейтралью и отдельный элемент между нейтралью и защитным проводником.
Особенности системы TT
В системе TT нейтраль источника питания заземлена, а открытые проводящие части электроустановки подключены к собственному заземляющему устройству потребителя. Защитный проводник объекта не имеет прямого металлического соединения с заземленной нейтралью источника.
Для системы TT особенно важна защита между нейтральным и защитным проводниками. При импульсном воздействии между заземлением источника и местным заземлением потребителя может возникать значительная разность потенциалов.
В таких сетях обычно применяют схему 3 плюс 1 для трехфазного подключения или 1 плюс 1 для однофазного. Защитные элементы между фазами и нейтралью отводят основную часть импульса, а специальный элемент между N и PE обеспечивает выравнивание потенциалов.
Элемент между нейтралью и защитным проводником должен соответствовать требованиям по электрической прочности и способности пропускать импульсный ток. Его конструкция должна исключать длительное соединение N и PE в нормальном режиме.
Координация УЗИП и устройства защитного отключения
В системе TT защита от косвенного прикосновения часто обеспечивается устройствами защитного отключения. Место установки УЗИП относительно такого устройства влияет на надежность работы всей схемы.
При установке УЗИП после устройства защитного отключения импульсный ток может вызвать его нежелательное срабатывание. Размещение защиты до устройства защитного отключения требует соблюдения требований к типу УЗИП и схеме подключения.
Проектировщик должен учитывать ток утечки, способ резервной защиты и особенности конкретного объекта. Нельзя выбирать расположение только по удобству монтажа.
Особенности системы IT
В системе IT нейтраль источника изолирована от земли либо соединена с землей через большое сопротивление. Открытые проводящие части оборудования заземлены. Основным преимуществом такой системы является возможность продолжения работы после первого замыкания на землю.
УЗИП для системы IT должно быть рассчитано на возможное изменение напряжения относительно земли. При первом замыкании одной фазы на землю напряжение исправных фаз относительно земли может существенно увеличиться.
Обычное устройство, выбранное только по номинальному фазному напряжению, может оказаться под длительным повышенным напряжением. Это приводит к преждевременному старению, перегреву или аварийному отключению.