Москва, 123007, Хорошевское шоссе, дом №38, корпус 1, офис №522, тел. +7-495-727-8131; 8(495)940-1730,

УЗИП коттеджа

УЗИП коттеджа

УЗИПВ современном загородном доме, коттедже и квартире установлено и эксплуатируется большое количество электрических и электронных приборов и устройств: компьютеры, телевизоры, видео и аудиосистемы, холодильники, стиральные машины и т.д. Все такие приборы и устройства чувствительны даже к очень коротким электрическим импульсам. Поэтому молниезащита, а точнее защита от импульсных перенапряжений – это уже не экзотика, а жизненная необходимость, особенно в районах коттеджной застройки, где подвод электричества осуществляется по воздушным линиям, по столбам и опорам ЛЭП. Особенному риску подвержены также индивидуальные жилые дома, оснащенные внешними системами молниезащиты, молниеприемниками. При поражении молнией воздушной линии электропередачи или молниеотвода, часть тока молнии по металлическим конструкциям проникает на внутреннюю проводку коттеджа, даже несмотря на наличие контура заземления.

Для защиты от бросков напряжения в загородных домах и коттеджах Электротехнический Концерн СИТЕЛ рекомендует применять универсальные (комбинированные) устройства защиты от импульсных перенапряжений DUT250VG-300, сочетающего в себе характеристики защиты 1, 2 и 3 Классов и имеющего чрезвычайно компактный размер. Изделие DUT250VG-300 может быть смонтировано во вводной щит, и, благодаря уникальной особенности – отсутствия потребления энергии в режиме ожидания (неактивном состоянии), может быть подключено до электрического счетчика (узла учета). Такой вариант подключения необходимо согласовать с местными органами Энергосбыта. Учитывая нестабильность напряжения питания в России, особенно в сельской местности, Электротехнический Концерн CITEL выпускает модификации УЗИП на повышенное рабочее напряжение до 320В. За более подробной информацией обращайтесь к Официальному Дилеру или в Представительство СИТЕЛ.

При проектировании, строительстве, проведении ремонтных работ в коттедже или загородном жилом доме, квартире СИТЕЛ рекомендует запланировать и произвести комплекс работ по защите от импульсных перенапряжений конечных потребителей и устройств. Для решения этой задачи в линейке продукции СИТЕЛ имеется специальное устройство MSB06, которое может быть смонтировано в стандартном подрозетнике, за бытовой розеткой 220Вольт. Если же внутренняя проводка уже разведена и розетки установлены без требуемых мер по защите электрооборудования, то от наведённых электрических импульсов защитит УЗИП 3-го класса CS01. Изделия CS01 выполнены в виде обычного адаптера, подключаются непосредственно в розетку и не требуют никаких дополнительных коммутаций. Предлагаются также комбинированные устройства, защищающие не только по питанию, но и по коаксиальному кабелю (спутниковые или эфирные приемники) или телефонной линии, например CS01TV и CS01TEL. 

Ни одно жилое здание не обходится без эфирных или спутниковых антенн для приема телевизионных передач. Однако, следует иметь в виду, что внешние антенны являются и приёмниками мощных электромагнитных импульсов. И если оборудование, подключенное кабелем к внешней антенне, не защищено, то оно может серьёзно пострадать во время грозы. Для защиты приёмо-передающего оборудования по коаксиальным линиям и антенным кабелям применяется грозоразрядник P8AX. В отличие от силовых УЗИП, монтируемых параллельно цепи, устройства для коаксиальных линий устанавливаются в разрыв кабеля либо на вводе в здание, либо непосредственно возле защищаемого оборудования. Для бытового применения CITEL также разработало недорогое и эффективное решение – защитное устройство CNP90TV для спутниковых и телевизионных приемников.

Необходимо обратить внимание на подверженность импульсным электромагнитным воздействиям и системы внешнего охранного видеонаблюдения. Фирма CITEL предлагает устройство комплексной защиты видеооборудования MSP-VM. Это устройство защищает сразу по трём линиям: передачи видеосигнала, линии питания и линии управления видеокамерой. 

Принципы подбора и применения УЗИП для подобного оборудования.

Риски поражения импульсными перенапряжениями, применяемые технологии, отличительные особенности и сферы применения, подбор УЗИП, монтаж устройств защиты, защита системы видеонаблюдения.

РИСКИ ПОРАЖЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫМИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯМИ

Коаксиальные кабели служат для соединения приёмо-передающего оборудования с внешней антенной, а также для межблочных соединений аппаратуры. Так как любая антенна рассчитана на приём высокочастотного электромагнитного сигнала, то она одинаково хорошо будет принимать как полезный сигнал, так и мощный импульс, вызванный, например, разрядом молнии. Амплитуда и мощность этого импульса может на порядки превышать полезный сигнал и, в случае отсутствия защиты, может вывести из строя выходные каскады трансивера. И чем лучше антенна, тем больше импульс перенапряжения может придти к оборудованию. Поэтому защите цепей, идущих от антенны к оборудованию, надо уделять особое внимание.

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Защита ВЧ оборудования осуществляется устройствами, называемыми обычно грозоразрядниками. Их работа основана на трёх технических решениях: это газовый разряд, четвертьволновая технология и гибридные схемы. Газовые разрядники представляют из себя керамическую втулку, с обоих концов закрытую металлическими электродами и содержащую внутри специальный газ под низким давлением рисунок .УЗИП

 Схема устройства, использующего газовый разрядник, приведена на рисунке . УЗИПГазовый разрядник одним электродом соединён с центральной жилой кабеля, а другим с заземлённым корпусом устройства. При приходе импульса перенапряжения происходит пробой разрядника и кратковременное шунтирование центральной жилы на землю. После уменьшения тока через разрядник до уровня гашения дуги, он переходит в непроводящее состояние.

Четвертьволновая технология основана на следующем физическом явлении: кусок проводника, длина которого равна четверти длины волны сигнала, представляет для этого сигнала бесконечное сопротивление. На рисунке 3 показана схема грозоразрядника, работающего по этому принципу. Отрезок проводника, идущий от кабельной жилы на землю, равен точно 1/4 длины волны полезного сигнала, то есть является изолятором для данной частоты. Все остальные сигналы, в том числе и импульсные перенапряжения, шунтируются на землю.УЗИП

Гибридная технология использует газовые разрядники в сочетании с другими пассивными элементами: резисторами, конденсаторами, супрессорными диодами. Пример такого устройства показан на рисунке .УЗИП


ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ

У каждого решения есть свои особенности и сферы применения. УЗИП на базе газовых разрядников работают в очень широком спектре частот, от постоянного тока до 6 ГГц. Имея очень маленькую собственную емкость, они практически не вносят помех в работу ВЧ тракта. Грозоразрядник на базе четвертьволновой технологии имеет огромную импульсную мощность и способен защитить оборудование даже от прямого удара молнии при очень низком остаточном напряжении.

Исходя из этих особенностей, устройства на базе разрядников применяются для защиты оборудования, работающего в широком диапазоне частот, в том числе и с подачей питания постоянного тока по коаксиальному кабелю. Примером таких устройств может служить УЗИП серии P8AX (рисунок )УЗИП, имеющий в своём составе разрядник на максимальный импульсный ток 20 кА (8/20 мкс) с остаточным напряжением менее 600 В. Устройства выпускаются с различными разъёмами.

Для защиты приемников и передатчиков применяются устройства типа PRC (рисунок )УЗИПизготовленные по четвертьволновой технологии. Они имеют максимальный импульсный ток 100 кА (8/20) и 25 кА (10/350) при остаточном напряжении менее 20 В. Устройство также выпускается с различными разъёмами. При заказе необходимо учитывать диапазон рабочих частот.

Так как мощные импульсные перенапряжения имеют частоту ниже 1 МГц, то предлагается устройство с гибридной технологией, содержащее в себе, помимо разрядника, фильтр низких частот. Оно работает на частотах выше 125 МГц и имеет низкий уровень остаточного напряжения (менее 100 В). Внешний вид устройства показан на рисунке .УЗИП

УЗИП

ПОДБОР УЗИП

Подбор устройств для защиты оборудования по коаксиальным линиям осуществляется с учётом следующих параметров:

  1. Рабочий диапазон частот.
  2. Максимальное напряжение в линии.
  3. Максимальная передаваемая по кабелю мощность в/ч сигнала и постоянного тока.
  4. Тип используемого разъёма.
  5. Способ заземления.

МОНТАЖ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ

Установку грозоразрядников лучше осуществлять на вводе фидера в шкаф или контейнер, чтобы импульсы перенапряжения не попадали внутрь и не наводили помехи на другие линии. Непременным условием эффективной защиты является наличие заземления в здании. Присоединение грозоразрядника к системе заземления и уравнивания потенциалов может осуществляться путём проходного монтажа на заземлённые металлические конструкции (например, стенку металлического шкафа). Если такой возможности нет, то предусмотрен специальный заземляющий болт. В этом случае заземляющий проводник должен быть максимально прямым и коротким и иметь сечение не менее 4 кв. мм.

Для надёжной защиты оборудования необходимо, чтобы антенна располагалась в зоне защиты молниеприёмника, а металлическое основание антенны было надёжно присоединено к системе внешней молниезащиты и заземлено (п. 4.7.3. СО 153-34.21.122-2003).

ЗАЩИТА СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

В качестве примера рассмотрим вариант защиты системы видеонаблюдения. Так как видеокамеры часто расположены далеко от видеоконцентратора, а коаксиальные кабели проложены в воздухе, то наведённые импульсные перенапряжения на эти линии имеют значительную величину. Для защиты видеооборудования по этим линиям применяются гибридные устройства серии CXC. Обычно УЗИП устанавливают около тех устройств, которые необходимо защитить. Например, если важно защитить и концентратор, и видеокамеры, то УЗИП монтируют с обоих концов кабеля. Защищать видеовхода концентратора необходимо в любом случае, так как приход импульса даже по одной линии приводит к выходу из строя всей системы видеонаблюдения в целом.



Развитие информационных технологий вызывает рост количества слаботочных цепей, их длины и пропускной способности. Учитывая низкий уровень рабочего напряжения в этих цепях и высокую чувствительность входных каскадов, к устройствам защиты предъявляются особые требования. В зависимости от типа защищаемой цепи и её электрических параметров предлагаются различные устройства защиты. Для грозозащиты телефонного аппарата или факса, подключенного к телефонной линии, необходимо использование устройства MJ6-1T. Оно выполнено в виде монтажной коробки с встроенной схемой защиты и оснащено разъемом RJ11 для подключения абонентского устройства. Для эффективной защиты рекомендуется устанавливать его непосредственно в месте ввода телефонного кабеля в квартиру или дом и подключать абонентскую пару от АТС на винтовые клеммы устройства MJ6-1T.
Устройство защиты MJ8 с разъёмом RJ45 для компьютерной сети Ethernet Cat5/Cat6 обеспечивает двухуровневую защиту на скоростях до 1Гбит/с. Для монтажа на DIN-рейку предлагаются устройства DLU и DLA, защищающие различные слаботочные и информационные цепи с напряжением от 5 до 170В.

Как подбирать и где устанавливать УЗИП  в слаботочных и информационных цепях.

Применение УЗИП в слаботочных и информационных цепях.

Конструкция и принципы применения УЗИП для защиты информационных и слаботочных сетей от импульсных перенапряжений.

По сравнению с линиями силового питания, они гораздо сильнее подвержены воздействию импульсных перенапряжений, особенно наведённых (индуктивных). Поэтому защите оборудования по этим цепям надо уделять особое внимание. Но прежде чем начать эффективную защиту от этих импульсов, надо понять, откуда они берутся.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИМПУЛЬСОВ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В СЛАБОТОЧНЫХ ЦЕПЯХ

Во-первых, это индуктивные наводки на длинные линии. И чем линия длиннее, тем наводка больше. Для уменьшения этих наводок пары сигнальных проводов скручивают и экранируют, а экраны заземляют. Но при рабочих напряжениях порядка 5 В даже небольшой наведённый импульс в 25—30 вольт может привести к выходу оборудования из строя. Поэтому чем ниже напряжение линии и чем она длиннее, тем внимательнее надо подходить к выбору средств защиты от импульсных перенапряжений.
Во-вторых, это кондуктивные импульсы, приходящие по системе заземления при непосредственном ударе молнии рядом с объектом или в систему внешней молниезащиты (рисунокУЗИП), а также непосредственно в линию. Энергия этих импульсов может быть гораздо больше, чем у индуктивных, поэтому при выборе УЗИП надо обращать внимание, способен ли он отводить импульсы с формой волны 10/350 мкс, характерных для прямого удара молнии.

Если слаботочная сеть соединяет объекты с независимыми системами заземления, то перенапряжения могут возникать не только в результате грозовой деятельности, но и короткого замыкания питающей электросети одного из объектов на землю. В этом случае разность потенциалов между системами заземления может быть и небольшой, а вот длительность весьма значительна. В результате протекания уравнивающего тока от одной системы заземления к другой по слаботочному проводу, возможен выход из строя не только оборудования, но и самой линии. УЗИПы в этом случае не помогут, а для защиты от таких длительных перенапряжений надо использовать комплекс специальных мероприятий, не входящий в тематику данной статьи.

Наиболее простая схема, применяемая для защиты слаботочных цепей, представлена на рисункеУЗИП. Это трёхэлектродный газовый разрядник, включённый параллельно линии. Система простая, экономичная, имеющая довольно большую импульсную мощность и малую ёмкость. Данную схему применяют для защиты аналогового телефонного оборудования ещё с середины ХХ века.

Другая схема, представленная на рисункеУЗИП, создана на базе полупроводниковых устройств. Обладая малым временем срабатывания порядка 2 нс, небольшой ёмкостью и низким остаточным напряжением, схема имеет незначительную импульсную мощность. Применяется для защиты электронного оборудования от слабых наведённых импульсов.

Схема, представленная на рисункеУЗИП, двухступенчатая. Первая ступень — это разрядник, который берёт на себя основную энергию импульса. Вторая ступень - полупроводниковая схема. Для координации работы ступеней применяют резисторы, индуктивности или их сочетание. Это наиболее распространённая схема, которая применяется, в частности, в устройствах серий DLU и DLA производства CITEL. Данная схема может защитить и от других неприятностей. Например, в случае попадания в слаботочную цепь сетевого питания, пробивается разрядник, пропуская через себя большой ток короткого замыкания. В результате этого разрядник нагревается и срабатывает система "fail-safe" (рисунокУЗИП), закорачивая два провода между собой и на землю. При этом надёжно защищается оборудование и одновременно отключается автомат защиты питающей сети, сигнализируя о неисправности.

КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ СЛАБОТОЧНЫХ УЗИП

УЗИП для слаботочных цепей могут иметь разное исполнение: для установки на DIN-рейку, блока для монтажа на стену, в виде 19'' патч-панели для монтажа в стойку. Также они могут отличаться по типу используемых разъёмов.

Типичными представителями устройств на DIN-рейку являются серии DLA (рисунокУЗИП) и DLU(рисунокУЗИП) производства CITEL.

Вариант УЗИП в виде блока для монтажа на стену представлен на рисункеУЗИП. Возможно подключение до четырех пар проводов. Устройство можно использовать в качестве монтажной проходной коробки.

При наличии большого количества линий, которые заходят в 19-дюймовую стойку, удобно использовать устройства групповой защиты PL12 или PL24 на 12 и 24 линии соответственно. При этом защищаются все 4 пары в каждой линии. Внешний вид модуля для установки в 19-дюймовую стойку показан на рисункеУЗИП.


Рисунок 9

ВЫБОР СЛАБОТОЧНЫХ УЗИП

Выбор УЗИП осуществляется по следующим параметрам:

  1. Тип защищаемой слаботочной цепи, используемый протокол передачи данных.
  2. Номинальное рабочее напряжение Un.
  3. Максимальное рабочее напряжение Uc. В характеристиках слаботочных УЗИП обычно указывается максимально допустимое рабочее напряжение постоянного тока. Поэтому для правильной работы линии необходимо, чтобы мгновенное значение напряжения в линии не превышало Uc, указанное в паспорте на УЗИП. Иначе устройство будет воспринимать эти превышения, как импульсы перенапряжения и срезать рабочий сигнал.
  4. Максимальный рабочий ток. Так как большинство УЗИП включаются в защищаемую цепь последовательно, то через них протекает весь рабочий ток цепи. Действующее значение тока не должно превышать значения, указанного в паспорте на УЗИП.
  5. Максимальная рабочая частота (скорость передачи сигнала), а также допустимые для линии индуктивность, ёмкость, сопротивление.
  6. Наличие заземлённого или изолированного от земли экрана.
  7. Место установки УЗИП и используемые при этом способы подключения (винтовые клеммы, врезные контакты, навивка, разъёмы типа RJ).
  8. Количество защищаемых пар на линию, наличие PoE (подача питающего напряжения по сигнальной цепи).
  9. При наличии внешней системы молниезащиты слаботочные УЗИП должны обеспечивать возможность отвода тока грозового разряда силой 2,5 кА при тестовом воздействии 10/350 мкс. (Тест D1 согласно требованиям IEC 61643-21).

На данный момент в мире используется много разнообразных систем передачи данных. В приведенной ниже таблице содержится обзор выпускаемых компанией CITEL устройств для защиты от перенапряжений, предназначенных для использования в сочетании с различными сетевыми стандартами и протоколами передачи данных.

Стандарт Используемый провод DLU DLA
4-20 мA 1 двужильный DLU-24D3
DLA-24D3
Profibus-FMS 1 двужильный, экранированный DLU-12D3 DLA-12D3
Profibus-PA 1 двужильный, экранированный DLU-48D3 DLA-48D3
Profibus-DP 1 двужильный, экранированный DLU-12DBC DLA-12DBC
Interbus 1 двужильный, экранированный DLU-12D3 DLA-12D3
Foundation Fieldbus-Hl 1 двужильный, экранированный DLU-12D3 DLA-12D3
Foundation Fieldbus-H2 1 двужильный, экранированный DLU-48DBC DLA-48DBC
WorldFIP 1 двужильный, экранированный DLU-48DBC DLA-48DBC
Fipway 1 двужильный, экранированный DLU-48DBC DLA-48DBC
LONworks 1 двужильный, экранированный DLU-48DBC DLA-48DBC
Batibus 1 двужильный, экранированный DLU-12D3 DLA-12D3
RS485 1 двужильный, экранированный DLU-06D3 DLA-06D3
RS422 2 двужильных DLU2-06D3 2 x DLA-06D3
RS232 2 двужильных DLU2-12D3 2 x DLA-12D3

По своим техническим характеристикам и возможностям монтажа устройства для защиты от импульсных перенапряжений для слаботочных сетей производства CITEL полностью соответствуют требованиям перечисленных ниже международных стандартов.

IEC 61643-21: Методы испытаний устройств для защиты от перенапряжений, используемых в коммуникационных сетях.

IEC 61643-22: Выбор и установка устройств для защиты от перенапряжений, используемых в коммуникационных сетях.

Аналогичных российских стандартов ещё не разработано, поэтому в части применения УЗИП для защиты слаботочных и информационных сетей можно воспользоваться мировым опытом. В частности, порядок выполнения оценки рисков содержится в стандарте IEC 61643-22.

ТРЕБОВАНИЯ К МОНТАЖУ

Правильный выбор УЗИП — это ещё не всё. Устройства защиты от импульсных перенапряжений надо ещё и правильно смонтировать и подключить, чтобы не было взаимных наводок импульсов с одних проводов на другие. УЗИП

Здесь провода до УЗИП, то есть «грязные», и после УЗИП, то есть «чистые», идут рядом в одном кабельном канале. В результате взаимной индукции на «чистых» проводах наводятся импульсы и эффективность применения УЗИП значительно снижается.

Выпускаемые концерном CITEL устройства защиты рассчитаны на длительный период эксплуатации и не нуждаются в специальном обслуживании. Для проверки работоспособности и технических параметров защитных устройств может применяться соответствующее оборудование, например CITEL SPT800KE.

В заключении хочется добавить, что защита оборудования от импульсных перенапряжений и помех - это вопрос комплексный и установкой одних УЗИП он не ограничивается. Для нормальной работы УЗИП необходимо наличие системы заземления. Также нельзя забывать и про другие средства защиты, такие как экранирование, грамотная прокладка проводов, уравнивание потенциалов и т. д.

Защита оборудования коттеджа, загородного дома или квартиры от импульсных перенапряжений – вопрос комплексный и не ограничивается только правильным подбором УЗИП. Для эффективной защиты в здании должна быть организована система повторного заземления и уравнивания потенциалов, выполненная в соответствии с гл. 1.7 ПУЭ 7-го издания. Особенную актуальность проблема уравнивания потенциалов занимает при строительстве и вводе в эксплуатацию электроустановок в частном коттедже или квартире, где ввод коммуникаций не ограничивается подводом электропитания. Ввод магистрального газа, водопровода, канализации должны быть объединены в единую систему уравнивания электрического потенциала для обеспечения безопасности людей и бесперебойной работы электрооборудования. Все провода и кабели, входящие и выходящие из жилого помещения (электропитание, заземление, телефон, антенна, видеонаблюдение, охранная сигнализация), необходимо оборудовать специальными защитными устройствами, предохраняющими от проникновения опасных импульсов перенапряжения в жилое помещение.

Электротехнический концерн CITEL предлагает качественное оборудование для молниезащиты загородного дома, коттеджа, квартиры.