УЗИП для промышленных объектов: как выбрать класс защиты и подобрать аналог вместо DEHN, Phoenix Contact, OBO

Откуда берутся перенапряжения на предприятии

Источников два. Первый – молния: прямой удар в здание, в молниеотвод или в линию электропередачи рядом с объектом. Второй – собственная сеть: при включении и отключении мощных двигателей, сварочных аппаратов, конденсаторных установок возникают коммутационные импульсы. Они слабее грозовых, но случаются каждый день.

Импульс длится миллионные доли секунды, поэтому автомат и УЗО его не замечают. УЗИП в обычном режиме не пропускает ток, а при всплеске на мгновение открывается и отводит лишнюю энергию на заземление.

Последствия перенапряжений не всегда видны сразу. Сильный импульс выжигает блок питания или плату мгновенно, и причину находят быстро. Слабые коммутационные импульсы действуют иначе: они понемногу разрушают изоляцию и полупроводники, и электроника выходит из строя через месяцы, без видимой связи с грозой или пуском двигателя. На предприятии это выглядит как «необъяснимые» отказы контроллеров, датчиков и преобразователей частоты.

Как устроен УЗИП

Внутри большинства модульных УЗИП стоит варистор, элемент, сопротивление которого зависит от напряжения. Пока напряжение в норме, он почти не проводит ток. Когда напряжение резко растёт, сопротивление падает, и импульс уходит на землю через устройство, а не через оборудование. После того как всплеск прошёл, варистор возвращается в исходное состояние.

В устройствах для ввода иногда используют разрядник: в нём при высоком напряжении пробивается воздушный промежуток. Разрядники выдерживают большую энергию, поэтому их ставят там, где возможен прямой удар молнии.

У каждого срабатывания есть цена: варистор понемногу изнашивается. Поэтому у УЗИП есть индикатор состояния, а во многих моделях защитный модуль сменный, и его можно заменить, не снимая основание с рейки.

Классы УЗИП: что куда ставить

На промышленном объекте защиту строят ступенями. Первая гасит основную энергию на вводе, вторая доводит импульс до безопасного уровня в цеховых щитах, третья нужна там, где стоит дорогая автоматика. Одного устройства класса II на весь завод недостаточно: при близком ударе молнии оно просто не выдержит.

Как это выглядит на практике. В главном распределительном щите корпуса стоит УЗИП класса I или I+II. В каждом цеховом щите, куда приходит питание от ГРЩ, установлен УЗИП класса II. А в шкафу управления линией, где работают контроллер и частотные преобразователи, добавлена третья ступень. Если кабель от цехового щита до шкафа короткий, третью ступень иногда не ставят: её роль выполняет УЗИП в щите.

Отдельно продумывают защиту зданий, которые питаются по воздушной линии: проходной, удалённой насосной, склада на краю территории. Воздушный провод накапливает наведённые импульсы при каждой грозе, поэтому на вводе таких зданий УЗИП нужен в первую очередь.

Можно ли заменить импортный УЗИП

Можно, и в большинстве случаев без пересогласования проекта. Устройство подбирают не по бренду и не по названию серии, а по параметрам, указанным в паспорте. Если у аналога они не хуже, он выполняет ту же задачу.

Проще всего с УЗИП класса II: это самая массовая позиция, и параметры у разных производителей близки. С вводными устройствами класса I сложнее. У европейских брендов часть из них построена на искровых разрядниках, которые рассчитаны на очень большой ток молнии. Прямую замену им найти труднее, и здесь лучше подключить проектировщика.

На что смотреть при замене

• Класс. Аналог должен быть того же класса, что и исходное устройство.
• Рабочее напряжение (Uc). Не ниже, чем у заменяемой модели.
• Разрядный ток. Для класса II сравнивают номинальный (In) и максимальный (Imax), для класса I импульсный ток Iimp. Значения аналога должны быть не меньше.
• Уровень защиты (Up). Чем он ниже, тем лучше защищено оборудование за щитом.
• Число полюсов. Зависит от системы заземления: для TN-S обычно четырёхполюсные, для TN-C трёхполюсные.
• Индикация и сигнальный контакт. Если в проекте предусмотрен сигнал о состоянии УЗИП в диспетчерскую, у аналога тоже должен быть такой выход.

Сравнивать нужно одинаковые величины. Частая ошибка: максимальный ток Imax аналога сопоставляют с импульсным током Iimp исходного устройства. Это разные испытательные импульсы, и цифры напрямую не сравниваются.

Как проходит замена на практике

Обычно замена укладывается в несколько простых шагов:

1. 1
   Выписать из проекта или паспорта исходного УЗИП его класс, напряжение, разрядный ток и число полюсов.
2. 2
   Подобрать аналог, у которого эти значения не хуже.
3. 3
   Проверить, что новое устройство помещается в щит по ширине.
4. 4
   Составить короткую таблицу сравнения «было – стало» и направить её проектировщику или заказчику.

Последний шаг часто пропускают, а зря: технадзор при приёмке сверяет установленное оборудование с проектом, и письменное обоснование замены снимает вопросы.

Как установить и обслуживать

Даже правильно подобранный УЗИП плохо работает, если смонтирован с ошибками. Главное правило: провода от УЗИП до фазы и до шины заземления должны быть как можно короче. Длинная петля добавляет к импульсу лишнее напряжение, и защита становится слабее.

Перед УЗИП ставят автомат или предохранитель. Когда варистор отработает ресурс, он может замкнуть цепь, и без защитного аппарата это опасно.

Раз в год, а также после сильных гроз, индикаторы УЗИП стоит осмотреть. Если цвет сменился, модуль меняют. Это занимает несколько минут и стоит несравнимо меньше, чем ремонт оборудования.

Какие серии есть в наличии

Аналоги подбираются из серий CHINT и CNC Electric – оригинальной продукции с официальной гарантией производителя:

• CHINT NU6-IIG и NXU-IIG/F: устройства класса II для распределительных щитов, разные токи и число полюсов;
• CHINT NXU-I+II/F: комбинированные устройства для ввода;
• CNC Electric YCS6: модульные УЗИП для щитов разного уровня;
• CNC Electric YCS8: защита цепей постоянного тока, в том числе солнечных электростанций.

Конкретное исполнение подбирают по параметрам заменяемого устройства. Это удобнее сделать вместе со специалистом, прислав спецификацию.

Итог

УЗИП ставят ступенями: класс I на вводе, класс II в щитах, класс III у чувствительной техники. Импортную модель можно заменить аналогом, если его класс, напряжение и разрядный ток не хуже исходных.