1P против 1+NPE против 3P против 3+NPE УЗИП: топология, подключение и выбор

3P+N+PE и 3+НПЭ не обязательно означают одно и то же. В кабельном журнале или на однолинейной схеме, 3P+N+PE обычно описывает пять проводников: три фазы, нейтраль и защитное заземление. В устройстве защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), 3+NPE или 3+1 обычно описывает внутреннюю топологию защиты: три пути защиты «фаза-нейтраль» плюс один путь разряда «нейтраль-земля».

То же самое различие применимо к 1P+N+PE и 1+НПЭ. Одна описывает проводники в цепи; другая обычно описывает способ подключения элементов защиты от перенапряжений. Поскольку сокращения производителей различаются, принципиальная схема УЗИП и заявленные режимы защиты всегда имеют приоритет над кратким обозначением.

Область применения: В данном руководстве используется терминология МЭК для низковольтных электроустановок переменного тока. Категории продукции по стандарту UL 1449, конфигурации сетей в Северной Америке и специфические для производителей маркировки MCOV требуют отдельной проверки при выборе. Фотоэлектрические системы постоянного тока, аккумуляторные системы постоянного тока и специализированные IT-приложения выходят за рамки простых правил, изложенных в этой статье.

Основные выводы

• 1P+N+PE обычно описывает одну фазу, нейтраль и защитное заземление; 3P+N+PE обычно описывает три фазы, нейтраль и защитное заземление.
• 1+НПЭ или 1+1 на УЗИП обычно означает один путь защиты L-N плюс один элемент N-PE.
• 3+НПЭ или 3+1 обычно означает три пути L-N плюс один элемент N-PE.
• 1P и 3P не являются универсальными определениями схем УЗИП. Они могут описывать защищаемые проводники, картриджи, полюса или семейство продуктов производителя.
• Одной системы заземления недостаточно. Выбор также зависит от напряжения системы, наличия нейтрали, конфигурации PE или PEN, места установки и требуемых режимов защиты.
• Топология УЗИП, тип УЗИП и электрические характеристики — это отдельные параметры выбора.
• Никогда не выбирайте УЗИП, основываясь только на фиксированных значениях кА, напряжения или сечения проводника, не проверив применимый стандарт установки и точные инструкции производителя.

Краткое сравнение: что означают маркировки?

Обозначение	Где это обычно встречается	Обычное значение	Что это не подтверждает
1P	Каталог продукции, спецификация щита или описание однофазного оборудования	Одна фаза или один защищаемый полюс/путь, в зависимости от контекста	Это не определяет, подключено ли УЗИП по схеме L-N или L-PE
1P+N+PE	Кабельный журнал, описание разъемов или электрическая схема	Одна фаза, один нейтральный и один защитный проводник заземления	Это не уточняет внутренние защитные элементы УЗИП
1+НПЭ, 1+1	Топология УЗИП или описание изделия	Обычно один путь ограничения напряжения L-N плюс один путь разряда N-PE	Это само по себе не определяет тип, номинальное напряжение или разрядную способность по току
3P	Каталог продукции или описание трехфазного оборудования	Три фазы или три защищаемых пути, в зависимости от контекста	Это не доказывает, является ли опорная точка N, PE или PEN
3P+N+PE	Кабельный журнал или схема электрической системы	Три фазы, нейтраль и PE: обычно пять проводников	Это не означает автоматически то же самое, что и маркировка УЗИП 3+1
3+НПЭ, 3+1	Топология УЗИП или описание изделия	Обычно три пути L-N плюс один путь разряда N-PE	Это не доказывает, что топология подходит для любой установки TN-S, TT или IT

Таблица является вспомогательным средством для расшифровки, а не заменой принципиальной схемы изделия. Некоторые производители используют 1N, 3N, 3P+N, 1+1, 3+1 или другие сокращения для аналогичных коммерческих конфигураций. Перед закупкой или установкой проверьте клеммы и внутреннюю схему.

3P+N+PE Значение: описание проводников, а не номинал УЗИП

В описании системы электроснабжения, 3P+N+PE обычно означает:

• 3P: L1, L2 и L3;
• N: нейтраль;
• функции PE: защитное заземление.

Обычно это пятипроводная схема. Она указывает проектировщику, какие проводники присутствуют, но не определяет, как именно должно быть подключено устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) между ними.

Аналогично, 1P+N+PE обычно означает:

• один фазный проводник;
• один нейтральный проводник;
• один проводник защитного заземления.

Обычно это трехпроводная однофазная цепь. Она по-прежнему не дает информации о том, является ли предполагаемое УЗИП 1+1, 2+0 или другая конфигурация, определенная производителем.

Это различие важно для поисковых запросов, таких как 3npe, 3ph+n+pe и значение 1/n/pe. Буквы могут описывать систему питания, кабель, разъем, розетку или УЗИП. Определите объект и изучите его схему перед применением правила топологии УЗИП.

Что обычно означают 1+NPE и 3+NPE применительно к УЗИП

топология 1+NPE или 1+1

Типовая однофазная 1+1 схема содержит:

• один защитный элемент между фазным и нейтральным проводниками; и
• один защитный элемент между нейтральным и защитным заземляющим проводниками.

Элемент L-N обычно представляет собой технологию ограничения напряжения, в то время как элемент N-PE обычно является устройством коммутации напряжения. Такая компоновка обеспечивает прямой путь для ограничения дифференциального напряжения между фазой и нейтралью, а также согласованный путь от нейтрали к земле во время скачка напряжения.

Не описывайте это как “фаза, нейтраль и земля защищены”. PE не является нагрузочным проводником, который УЗИП защищает так же, как фазный. Он является частью пути отвода импульсного тока и системы уравнивания потенциалов.

Общая концепция:

L ───── [защитный элемент L-N] ───── N

Топология 3+NPE или 3+1

Типовая трехфазная система 3+1 схема содержит:

• Защита L1-N;
• Защита L2-N;
• Защита L3-N; и
• один путь разряда N-PE.

Общая концепция:

L1 ─── [защитный элемент] ───┐

Глобальное руководство ABB по УЗИП списки 1+1 и 3+1 как конфигурации защищаемых линий и отдельно соотносит компоновки изделий с сетями TN-C, TN-S и TT. Это полезное напоминание о том, что число описывает архитектуру защиты, а не универсальный класс качества или номинальный ток разряда.

Точная внутренняя технология зависит от производителя. Проверьте заявленные режимы защиты, поведение при временных перенапряжениях и, в случае использования коммутирующего напряжение элемента, способность выдерживать сопровождающий ток промышленной частоты.

Почему маркировок 1P и 3P недостаточно

УЗИП подключается параллельно источнику питания; в нормальном режиме он не размыкает проводники нагрузки, как автоматический выключатель. В результате термин “полюс” применительно к УЗИП может быть менее точным, чем для разъединителей или устройств защиты от сверхтоков.

В зависимости от производителя, 1P или 3P может относиться к:

• количеству защищаемых фазных проводников;
• количество картриджей;
• количество путей защиты;
• количество модулей на DIN-рейке;
• или описание семейства продуктов.

Таким образом, трехполюсная маркировка не подтверждает, являются ли внутренние пути L-N, L-PE или L-PEN. Четырехмодульное устройство не обязательно обеспечивает ту же схему, что и 3+1 сборка. Используйте принципиальную схему изделия, чтобы ответить на три вопроса:

1. Какие клеммы соединяются во время скачка напряжения?
2. Какие режимы защиты заявлены: L-N, L-PE, N-PE, L-PEN или L-L?
3. Какие номинальные значения напряжения и тока применимы к каждому режиму или комплектному устройству?

Для более глубокого сравнения трехфазных систем см. 3-полюсные и 4-полюсные УЗИП: схемы подключения 3+0, 4+0 и 3+1.

Начинайте выбор с анализа системы непосредственно в точке установки

Правильный первый вопрос — не “является ли питание однофазным или трехфазным?”, а:

Какие фазные, нейтральные и защитные проводники присутствуют в месте установки данного УЗИП и как они заземлены?

Зафиксируйте все следующие данные:

• номинальное и максимальное длительное рабочее напряжение системы;
• Конфигурация системы переменного тока;
• распределен ли нейтральный проводник;
• является ли защитный проводник PE или совмещенным PEN;
• находится ли УЗИП до или после точки разделения PEN-проводника;
• система заземления в конкретном месте установки;
• уровень установки: вводно-распределительное устройство, главный распределительный щит, распределительный щит или вблизи оборудования;
• требуемая защита в синфазном и дифференциальном режимах.

Таблица выбора системы заземления

Система и место установки	Проводники на УЗИП	Общая исходная топология	Требуемая осторожность
TN-C	L1/L2/L3 и PEN	Обычно 3+0, с путями фаза-PEN	Отсутствует отдельный путь N-PE, пока N и PE остаются объединенными
TN-C-S до разделения PEN	L1/L2/L3 и PEN	Рассматривать как секцию TN-C	Определите точку разделения, а не полагайтесь только на маркировку энергоснабжающей организации
Система TN-C-S после разделения PEN-проводника	L1/L2/L3, N и PE	Рассматривать как TN-S; оценить топологию 3+1 или другую допустимую топологию	N и PE должны оставаться разделенными после установленной точки уравнивания потенциалов
TN-S	L1/L2/L3, N и PE	Топология 3+1 или другая топология, разрешенная проектом и местными нормами	Необходимо определить требуемую защиту от синфазных и дифференциальных помех
TT	L1/L2/L3, N и локальный PE	3+1 — это распространенная базовая архитектура	Расположение УЗИП/УЗО, элемент N-PE и поведение при отказе требуют проверки
IT	Варьируется; нейтраль может отсутствовать или быть распределенной	Специфично для проекта	Напряжение относительно земли при первом повреждении и условия ВПН могут сделать недействительным общее правило для систем TN/TT

Рекомендации ABB иллюстрируют различные схемы синфазного и дифференциального включения для систем TN-C, TN-S и TT, вместо применения одной конфигурации для всех сетей. Применимые национальные стандарты, принятые на основе IEC 60364, однолинейная схема проекта и инструкции производителя УЗИП остаются определяющими.

Пояснения к самим структурам сетей см. в Системы заземления TN, TT и IT.

Типовые концепции однофазной и трехфазной разводки

Данные схемы отображают только топологию. Они не определяют параметры плавких предохранителей, расположение УЗО, сечение проводников, момент затяжки клемм или полный состав установки, соответствующей нормативным требованиям.

Однофазная концепция 1+1

Ввод L ───────┬──────────── Нагрузка L

Это распространенная концепция для однофазной цепи с разделенными N и PE. Ее нельзя применять в случаях, когда напряжение изделия, система заземления или местные правила монтажа требуют иной конфигурации.

Трехфазная концепция 3+1 для соответствующих систем TN-S или TT

L1 ─────────────── [Элемент L1-N] ──┐

Данная топология обеспечивает прямые пути L-N и один путь N-PE. Она часто встречается при выборе изделий для систем TN-S и TT, однако обозначения “TN-S” или “TT” сами по себе не являются исчерпывающей спецификацией.

Трехфазная концепция 3+0 для системы TN-C

L1 ─────────────── [Элемент L1-PEN] ──┐

В точке TN-C функции нейтрального и защитного проводников объединены в PEN-проводнике. Добавление независимого пути N-PE не имеет смысла, если в этой точке отсутствуют раздельные N и PE проводники.

Топология УЗИП отличается от типов 1, 2 и 3

1+1, 3+0 и 3+1 описывают соединения защиты. Тип 1, Тип 2 и Тип 3 описывают классификацию испытаний и роль в применении. 3+1 Устройство может быть типа 1, типа 2 или комбинированного типа 1+2, если производитель спроектировал и испытал его соответствующим образом.

Классификация УЗИП	Основной параметр испытаний по МЭК	Типовая роль в концепции координации
Испытано по типу 1 / классу I	Импульсный ток Имп, с использованием формы волны тока 10/350 мкс	Молниезащита, требуемая согласно оценке рисков, внешней системе молниезащиты, вводу электропитания или национальным нормам
Испытано по типу 2 / классу II	Номинальный и максимальный разрядный ток с использованием формы волны тока 8/20 мкс	Защита на уровне распределения от наведенных грозовых и коммутационных перенапряжений
Испытано по типу 3 / классу III	Комбинированные испытания импульсным напряжением 1,2/50 мкс и импульсным током 8/20 мкс	Дополнительная защита чувствительного оборудования как часть скоординированной системы защиты

Обзор устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) типов 1, 2 и 3 компании Schneider Electric также различает испытания импульсами 10/350 мкс, 8/20 мкс и комбинированной волной.

Не следует превращать эту таблицу в правило “каждый ввод питания требует установки УЗИП типа 1 на 100 кА”. Тип УЗИП и разрядная способность должны соответствовать фактическому риску поражения молнией, характеристикам питающих сетей, проекту электроустановки, национальным требованиям и данным производителя по координации устройств.

Для получения полной информации по классификации используйте УЗИП типа 1, типа 2 и типа 3.

Номинальные параметры, подлежащие проверке после выбора топологии

Правильная топология необходима, но это лишь первая часть спецификации.

Параметр	Что он вам говорит	Граница выбора
УК	Максимальное длительное рабочее напряжение на соответствующих клеммах УЗИП	Должно соответствовать фактическому напряжению системы, режиму защиты и схеме заземления
Вверх	Заявленный уровень напряжения защиты при заданных условиях испытаний	Должно быть скоординировано с импульсным выдерживаемым напряжением оборудования и падением напряжения в установке
Имп	Номинальный импульсный ток разряда, соответствующий испытаниям типа 1	Актуально, когда требуется защита от токов молнии
На сайте	Номинальный ток разряда, обычно основанный на форме волны 8/20 мкс	Используется для сравнения заявленных характеристик повторяющегося разряда в рамках стандарта на продукцию
Имакс	Максимальный разрядный ток для УЗИП типа 2 при заданных условиях 8/20 мкс	Не является универсальным показателем срока службы или пригодности к установке
Временное перенапряжение (TOV)	Устойчивость к временным перенапряжениям или поведение при них	Должно отражать возможные перенапряжения промышленной частоты в конкретной сети и при условиях повреждения
Ifi	Способность прерывания сопровождающего тока, где это применимо	Важно для элементов с коммутацией напряжения, которые могут проводить сопровождающий ток промышленной частоты
Номинальный ток короткого замыкания или поведение при коротком замыкании	Способность к безопасной координации с ожидаемым током короткого замыкания и отключением	Проверка терминологии, заявленных значений и требуемого резервного защитного устройства по техническому паспорту

Не существует универсального правила, согласно которому 275 В УК является правильным значением для каждой электроустановки 120/240 В или 230/400 В. УК необходимо проверять напряжение, возникающее в каждом режиме защиты, включая нештатные условия, предусмотренные применимым стандартом и производителем.

Более подробную информацию см. в Uc по сравнению с Up для УЗИП и Imax по сравнению с In для устройств защиты от импульсных перенапряжений.

Резервная защита и проектирование подключения

Соблюдайте заявленную схему резервной защиты.

УЗИП может иметь встроенный терморасцепитель, однако может потребоваться внешняя защита от короткого замыкания. Допустимая конфигурация плавких предохранителей или автоматических выключателей зависит от:

• конструкции УЗИП;
• ожидаемого тока короткого замыкания;
• вышестоящей защиты от сверхтоков;
• таблиц координации от производителя;
• и применимого стандарта по электромонтажу.

Не назначайте фиксированный номинал предохранителя или автоматического выключателя для всех УЗИП с одинаковым типом или номинальным током разряда.

Соединения должны быть короткими и прямыми

Индуктивное напряжение, возникающее вдоль соединительных проводников УЗИП, суммируется с напряжением, воздействующим на защищаемое оборудование. Избегайте длинных, петлеобразных или излишне разнесенных линейных и заземляющих соединений. Используйте топологию и метод прокладки, разрешенные производителем и местными нормами.

Выбирайте сечение проводников исходя из требований к установке, а не на основе универсальной таблицы AWG

Поперечное сечение соединительного проводника зависит от типа УЗИП, клемм изделия, резервной защиты, условий тока короткого замыкания, стандартов установки и инструкций производителя. Общие рекомендации, такие как 12 AWG для одного типа и 8 AWG для другого, не должны преподноситься как глобальное требование.

Координируйте ступени защиты

Одно УЗИП на вводе может не обеспечить требуемый эффективный уровень защиты для удаленного оборудования. Длина кабеля, характеристики первого УЗИП, Вверх, импульсная выдерживаемая способность оборудования и координация с последующими УЗИП — все это влияет на результат. Используйте данные производителя по координации, а не просто комбинируйте несвязанные УЗИП исключительно по типу.

О практических рисках при компоновке см. Ошибки при установке УЗИП: длина проводников, заземление и монтаж.

Восьмиэтапный рабочий процесс выбора топологии УЗИП

Шаг 1: Идентификация объекта, стоящего за маркировкой

Определите, относится ли 3P+N+PE описание к кабелю, разъему, системе электропитания или УЗИП. Не интерпретируйте маркировку проводника как внутреннюю цепь защиты.

Шаг 2: Зафиксируйте напряжение системы

Используйте номинальное напряжение, ожидаемый диапазон непрерывной работы и соответствующие условия повреждения/временного перенапряжения (TOV). Избегайте выбора УК основываясь только на номинальном напряжении.

Шаг 3: Определите N, PE и PEN в точке установки

Проверьте, распределен ли нейтральный проводник и являются ли защитная и нейтральная функции раздельными или совмещенными. В системе TN-C-S найдите точку разделения PEN-проводника.

Шаг 4: Подтвердите систему заземления

Определите тип системы (TN-C, TN-S, TN-C-S, TT или IT) на основе фактической однолинейной схемы. Не делайте выводы только по цветам проводников или количеству клемм в щите.

Шаг 5: Определите требуемые режимы защиты

Перечислите уровни напряжения, которые необходимо ограничить: L-N, L-PE, N-PE, L-PEN и, при необходимости, L-L. Этот шаг превращает расплывчатый запрос о “количестве полюсов” в инженерное требование.

Шаг 6: Выберите исходную топологию

Оцените 1+1, 3+0, 3+1, 4+0 или другую схему, поддерживаемую производителем. Подтвердите ее по принципиальной схеме, а не только по описанию в каталоге.

Шаг 7: Выбор типа и электрических характеристик

Определите тип 1, тип 2, тип 3 или комбинированную классификацию исходя из роли установки и рисков. Затем проверьте УК, Вверх, номиналы тока разряда, поведение при временных перенапряжениях (TOV), способность к гашению сопровождающего тока и координацию при коротком замыкании.

Шаг 8: Проверка деталей монтажа

Проверьте резервную защиту, взаимосвязь с УЗО, схему подключения, сечение проводников, возможности клемм, условия окружающей среды, индикацию и способ замены.

Распространенные ошибки выбора

Рассмотрение 3P+N+PE и 3+NPE как идентичных

Первое обычно описывает пять проводников системы. Второе обычно описывает топологию УЗИП. Их путаница может привести к выбору неверного пути защиты.

Утверждение, что заземление “защищено” как еще один полюс

PE является частью защитного уравнивания потенциалов и пути протекания импульсного тока. Это не обычный рабочий проводник, который можно защищать так же, как L или N.

Выбор только между однофазной и трехфазной системой

Количество фаз не указывает на наличие N, на то, является ли опорный проводник PE или PEN, а также на то, находится ли установка до или после разделения PEN.

Предположение, что в каждой системе TN-S или TT используется одно и то же УЗИП

3+1 является распространенной архитектурой, но напряжение, тип, режим защиты, положение УЗО, поведение при ВПН (TOV), ток короткого замыкания и местные правила все равно должны соответствовать требованиям.

Использование одного фиксированного УК, значения кА или сечения проводника во всех случаях

Эти значения зависят от конкретного изделия и системы. Значение, подходящее для одной системы напряжения или серии производителя, может быть неверным для другой.

Игнорирование принципиальной электрической схемы

Коммерческие аббревиатуры не полностью стандартизированы у разных производителей. Заявленная схема клемм и режимы защиты являются окончательным подтверждением топологии.

Контрольный список технических характеристик

Перед утверждением устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) зафиксируйте:

• напряжение и частоту системы;
• применение в цепях переменного или постоянного тока;
• схему расположения проводников в месте установки УЗИП;
• систему заземления TN-C, TN-S, TN-C-S, TT или IT;
• положение относительно точки разделения PEN-проводника и устройства защитного отключения (УЗО);
• требуемые режимы L-N, L-PE, N-PE, L-PEN и L-L;
• выбранная топология и принципиальная электрическая схема производителя;
• классификация типа 1, типа 2, типа 3 или комбинированная;
• УК, Вверх, Имп, На сайте, Имакс, TOV и любые применимые Ifi;
• ожидаемый ток короткого замыкания и заявленные характеристики УЗИП при коротком замыкании;
• требуемый резервный предохранитель или автоматический выключатель;
• схема подключения и требования к проводникам;
• применимая сертификация продукции и национальные правила монтажа.

Только после заполнения этого контрольного списка проектировщик должен сравнивать модели изделий. Для оценки семейства продуктов ознакомьтесь с линейкой устройств защиты от перенапряжений VIOX и предоставьте однолинейную схему и системные данные вместе с запросом.

Вопросы и ответы

Что означает 3P+N+PE?

В описании электрической системы, кабеля или разъема, 3P+N+PE обычно означает три фазных проводника, один нейтральный проводник и один защитный проводник заземления. Обычно это описывает пять проводников. Само по себе это не определяет внутреннюю топологию УЗИП.

Означает ли 3P+N+PE то же самое, что 3+NPE для УЗИП?

Нет. 3P+N+PE обычно описывает проводники, присутствующие в системе. 3+НПЭ или 3+1 обычно описывает три пути защиты L-N плюс один защитный элемент N-PE внутри УЗИП. Всегда проверяйте схему изделия.

Что означает 1P+N+PE?

Обычно это означает один фазный, один нейтральный и один защитный проводник заземления. Это описание типичной трехпроводной однофазной цепи, а не обязательно 1+1 Топология УЗИП.

Что такое УЗИП типа 1+NPE?

A 1+НПЭ или 1+1 УЗИП обычно содержит один путь ограничения напряжения L-N и один путь разряда N-PE. Конкретная технология, номинальные параметры и допустимые системы зависят от изделия.

Что такое УЗИП типа 3+NPE?

A 3+НПЭ или 3+1 УЗИП обычно содержит три пути защиты L-N и один путь N-PE. Часто используется в качестве базовой топологии для соответствующих трехфазных систем TN-S и TT, в зависимости от конкретной сети и правил монтажа.

Означает ли NPE, что проводник заземления проводит рабочий ток?

Нет. PE не должен проводить рабочий ток нагрузки. Элемент N-PE обеспечивает путь для импульсного тока в переходных режимах и должен функционировать в соответствии с заявленной конструкцией и системными требованиями.

Всегда ли УЗИП 3+1 лучше, чем УЗИП 3+0?

Нет. Они подходят для разных схем подключения проводников и заземления. Точка TN-C с PEN-проводником обычно предполагает архитектуру 3+0, в то время как система с разделенными N и PE может потребовать конфигурацию 3+1 или другую допустимую топологию.

Можно ли выбирать УЗИП только по количеству полюсов?

Нет. Количество полюсов не определяет в полной мере режимы защиты, тип, номинальное напряжение, номинальный ток разряда, поведение при временных перенапряжениях (TOV) или координацию с устройствами защиты от короткого замыкания. Изучите схему и технический паспорт.

В чем разница между топологией УЗИП и типом УЗИП?

Топология описывает способ соединения защитных элементов между L, N, PE или PEN. Тип 1, Тип 2 и Тип 3 описывают классификацию испытаний и область применения. Это независимые параметры выбора.

Заключение

Самый надежный способ интерпретации 1P, 1+НПЭ, 3P и 3+НПЭ заключается в разделении обозначения проводников и топологии УЗИП. 3P+N+PE обычно указывает на наличие трех фаз, нейтрали и защитного заземления. 3+НПЭ или 3+1 обычно показывает, как организованы четыре пути защиты от перенапряжений.

Ни одна из маркировок не является исчерпывающей спецификацией. Правильный выбор УЗИП требует учета системного напряжения, схемы заземления, конфигурации N/PE/PEN, места установки, режимов защиты, типа УЗИП, электрических характеристик, резервной защиты и инструкций производителя по монтажу. Если аббревиатура и принципиальная схема противоречат друг другу, доверяйте проверенной принципиальной схеме и запросите разъяснения перед установкой.

"Использованные источники"

• Глобальное руководство ABB по защите от перенапряжений
• Руководство ABB по выбору УЗИП для стандартов UL и IEC