В настоящее время область применения устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянно расширяется, охватывая самые различные электроустановки, начиная от небольших частных домов и заканчивая крупными промышленными предприятиями. Производители УЗИП стараются максимально унифицировать выпускаемые изделия, чтобы облегчить проектировщикам и инженерам процедуру выбора устройств, сведя к минимуму количество принимаемых во внимание параметров. Однако определенные тонкости при выборе все-таки присутствуют и к их числу можно отнести, в первую очередь, вопрос о необходимости применения дополнительных коммутационных аппаратов, устанавливаемых перед УЗИП. Следует отметить, что в этом случае их единственной задачей является отключение цепи с УЗИП в случае его повреждения и обеспечение тем самым безопасной работы электроустановки.

С одной стороны, предохранитель в цепи УЗИП должен удовлетворять условию селективности, т.е. в случае возникновения длительного короткого замыкания в цепи УЗИП отключать поврежденную цепь, не вызывая при этом срабатывания вводного предохранителя. Для этого его номинальный ток должен быть меньше номинального тока вводного предохранителя. С другой стороны, плавкая вставка предохранителя в цепи УЗИП не должна перегорать под действием тока молнии, не превышающего пропускную способность УЗИП. Срабатывание предохранителя в этом случае неоправданно лишит электроустановку защиты, а также создаст повышенное напряжение на оборудовании в момент перегорания плавкой вставки (для предохранителей с малыми номинальными токами при воздействии токов молнии выше определенной величины возможен даже взрыв плавкой вставки (рис. 1), что создает существенную угрозу безопасности электроустановки).

Для трехфазных сетей с учетом принятого в стандарте ГОСТ Р 51992-2011 [1] распределения тока молнии, максимальный ток в каждом из проводов составляет 12,5 % от полного тока. Если ориентироваться на I, максимальный, уровень защиты (полный ток составляет 200 кА [2]), то в каждом из проводников четырехпроводной сети будет протекать ток до 25 кА. Это значение и представляет собой максимальную пропускную способность УЗИП класса I или комбинированных устройств, устанавливаемых во вводных щитах электроустановки.

Итак, плавкая вставка предохранителя, включенного в цепь УЗИП перед ним, не должна сгорать под действием протекания токов молнии до 25 кА включительно. Согласно диаграмме (рис. 1), приведенной в [3], плавкие вставки предохранителей общего назначения (gL/gG) с номинальным током до 250 А включительно будут перегорать при указанных токах, а следующий номинал - 315 А уже обеспечит нормальное протекание тока 25 кА без прерывания цепи.

Аналогичным образом подходят и к выбору предохранителей, которые устанавливаются перед УЗИП класса II. Типичным местом установки последних являются распределительные щиты внутри зданий, например, этажные или комнатные. Плавкая вставка предохранителя в цепи УЗИП должна выдерживать без срабатывания максимальный разрядный ток Imax, указываемый в числе характеристик УЗИП класса II. Стандартным значением этого тока является 40 кА (8/20 мкс). Согласно [3] такой ток вызовет расплавление плавкой вставки предохранителей с номинальным током до 100 А включительно, а для предохранителей начиная со 125 А будет протекать, не вызывая срабатывания. Поэтому, принимая во внимание также требования к селективности предохранителей, можно рекомендовать установку предохранителя общего назначения с номинальным током 125 А перед УЗИП класса II в случае, если ток на вводе распределительного щита превышает 125 А. В остальных случаях установка предохранителя перед УЗИП не требуется.

Таким образом, подводя итоги, можно сделать обобщенный вывод об области применения предохранителей в цепях УЗИП. Их использование требуется при больших номинальных токах на вводах электроустановок (выше 315 А) и распределительных щитов (выше 125 А). Это характерно, в первую очередь, для мощных промышленных установок. При этом необходимо иметь в виду, что использование дополнительных предохранителей в этих случаях может создать сложности, связанные с размещением довольно массивного оборудования в электрическом шкафу и необходимостью выполнения дополнительных подключений. В результате, это приведет к увеличению затрат на реализацию внутренней молниезащиты.

Для того, чтобы избежать этих неудобств и связанных с ними затрат, компания DEHN + SÖHNE разработала инновационную линейку специальных устройств защиты от импульсных перенапряжений в комплекте со встроенным предохранителем. Она включает в себя УЗИП классов I и II, а также комбинированные устройства. Особенностью конструкции является размещение в корпусе УЗИП миниатюрного плавкого предохранителя с номинальным током, выбранным согласно рассмотренной выше методике. При этом с точки зрения габаритов, УЗИП со встроенным предохранителем несущественно отличаются от аналогичных устройств в обычном исполнении. При использовании таких устройств наблюдается экономия пространства в электрическом щите в среднем до 60-75 % в зависимости от конструкции предохранителя.

Скоординированные УЗИП класса I (разрядники тока молнии) DEHNbloc® Maxi S (рис. 2а), построенные на основе мощных искровых разрядников, благодаря своему конструктивному исполнению монтируются непосредственно на шине PEN или N без дополнительных адаптеров. Такой способ установки обеспечивает минимальную длину соединительных кабелей и, соответственно, низкий уровень напряжения, воздействующий на защищаемое оборудование в процессе срабатывания УЗИП. Еще одной особенностью устройств DEHNbloc® Maxi S является их устойчивость к токам короткого замыкания до 100 кА, что делает возможным их применение в самых мощных промышленных установках. Наличие специализированного разъема для подключения оптоволоконного кабеля дает возможность организовать дистанционный контроль состояния группы УЗИП с помощью модуля контроля DEHNsignal E 3 (рис. 2б), что позволяет обеспечить максимальную эксплуатационную надежность защищаемой установки.

УЗИП класса I новой серии DEHNbloc Maxi 1 CI (рис. 3) также рассчитаны на промышленное использование в сетях с повышенным номинальным напряжением (380/660 В). Их отличает очень высокая пропускная способность по току молнии (35 кА, 10/350 мкс) за счет использования в качестве защитного компонента мощного искрового разрядника и различные возможности монтажа: устройство может быть установлено как стандартным образом на DIN-рейку, так и на монтажную плату с помощью двух идущих в комплекте крепежных уголков. Информацию о состоянии УЗИП можно получать посредством двухцветного визуального индикатора, установленного на лицевой стороне корпуса или на удаленном диспетчерском пульте, куда ее можно передавать посредством встроенного "сухого" контакта. Устройства серии DEHNguard...CI 275 (рис. 4) представляют собой УЗИП класса II модульной (съемной) конструкции. Они предлагаются в одно-, двух-, трех- и четырехполюсных вариантах в зависимости от количества фаз и типа системы заземления сетей, в которых они применяются. УЗИП построены на основе металлооксидных варисторов и позволяют отводить разрядные токи (8/20 мкс) до 12,5 кА (максимальный разрядный ток составляет 25 кА). Все сменные модули УЗИП снабжены двухцветными визуальными индикаторами состояния, также по желанию могут быть предложены варианты с "сухим" контактом для удаленного мониторинга состояния. В соответствии с современными тенденциями в области внутренней молниезащиты наиболее востребованными оказываются комбинированные УЗИП со встроенными предохранителями серии DEHNven CI (рис. 5). Также как и ранее рассмотренные УЗИП класса I, они построены на базе управляемых искровых разрядников и обеспечивают защиту от импульсных перенапряжений в линиях электроснабжения, вызванных как прямыми, так и удаленными ударами молнии, а также коммутационными процессами в электрических сетях, кроме того, они ограничивают перенапряжения до уровня, не превышающего уровень напряжения защиты УЗИП класса III (1,5 кВ в соответствии с [4]). Пропускная способность по току молнии составляет 25 кА (10/350 мкс), номинальный разрядный ток - 25 кА (8/20 мкс). Запатентованная технология автоматического гашения дуги сопровождающих токов RADAX-Flow (ее подробное описание можно найти в [5]) позволяет обеспечить непрерывность электроснабжения потребителей в момент срабатывания УЗИП. Дуга, горящая между электродами разрядника, выдувается под давлением в потоке газа, образовывающегося за счет разложения специальной пластмассы внутри дугогасительной камеры, причем время, за которое это происходит, в несколько раз меньше времени срабатывания коммутационного аппарата на вводе электроустановки, что и обеспечивает бесперебойность электропитания. Контроль состояния УЗИП со встроенным предохранителем может быть осуществлен визуально посредством двухцветного индикатора на корпусе либо дистанционно с помощью "сухого" контакта. УЗИП со встроенным предохранителем серии DEHNven CI предлагаются в однополюсном варианте. С помощью комбинации из нескольких устройств возможно их использование в трехфазных сетях (например, для пятипроводных сетей с системой заземления TN-S потребуются четыре УЗИП DEHNven CI). При этом для облегчения подключения и минимизации количества соединительных проводников могут использоваться многополюсные шинки из каталога "Защита от импульсных перенапряжений DEHN + SÖHNE".