Защита от перенапряжения сети. Защита бытовой техники и однофазных сетей от скачков напряжения Наиболее распространенные причины перенапряжения сети

В современных условиях постоянно растет потребление электрической энергии. Это связано с появлением у населения большого количества компьютеров, кондиционеров, различной электронной аппаратуры и другой бытовой техники. Большинство этих приборов обладает повышенной чувствительностью, поэтому все более актуальной становится защита от перенапряжения сети. Оно представляет серьезную опасность для электрооборудования, находящегося в постоянном подключенном состоянии. Для того, чтобы избежать серьезного материального ущерба, необходимо точно знать причины перепадов напряжения и основные методы борьбы с этим явлением.

Отчего в сети возникает перенапряжение

Чаще всего перепады напряжения в сети возникают в результате аварий или неравномерного потребления электроэнергии. В таких ситуациях возникает повышенное напряжение, при котором вся домашняя аппаратура вынуждена работать в течение определенного времени. Такие условия эксплуатации приводят к ускоренному износу бытовых приборов. Они могут полностью выйти из строя и стать причиной возгорания.

Наиболее распространенные причины перенапряжения сети

• Как правило, к одной сети производится подключение большого количества различных объектов, в том числе и промышленных предприятий. При одновременном включении бытового и производственного оборудования вполне возможны скачки напряжения.
• В жилых домах может произойти нулевого провода. В результате, на линии, питающей розетки, появляется избыточное напряжение. Вместо напряжения фаза-ноль, составляющего 220 вольт, появляется напряжение фаза-фаза, с напряжением уже в 380 вольт.
• Нарушения работы сети часто происходят из-за неграмотных и безответственных действий электрика, а также, так называемых домашних мастеров, не имеющих знаний в электротехнике. При выходе из строя проводов, они неправильно проводят подключение. Таким образом, высокое напряжение может появиться в любой квартире и вывести из строя всю технику.
• Серьезную угрозу представляют грозовые разряды около линий электропередачи. Их действие передается по сети и разрушает все включенные приборы.

Чтобы не допустить последствий от воздействия перенапряжения нужно заранее принять меры и обезопасить свое жилье.

Как защититься от действия перепадов напряжения

Прежде всего, для обслуживания и ремонта электрических сетей должны привлекаться специалисты, хорошо разбирающиеся в электротехнике. Это позволит значительно снизить опасность появления перепадов напряжения, вызванных неправильными действиями.

В быту следует применять стабилизаторы напряжения. Они являются идеальным вариантом для защиты дорогостоящей аппаратуры, выдавая напряжение высокого качества. При работе на компьютерной технике лучше всего использовать источники . Они помогут сохранить ценную информацию в случае проблем с напряжением в сети.

Хороший защитный эффект дает одновременное использование и датчиков превышения напряжения (ДПН). Этот способ считается наиболее простым и доступным для населения. С помощью УЗО производится отключение сети при пробое или утечке тока. Оно устанавливается во всех новых и реконструируемых электрических сетях. В зависимости от типа, УЗО могут быть электромеханическими и электронными.

Датчик ДПН представляет собой устройство, которое применяется, когда необходима защита от перенапряжения сети. Его конструкция позволяет работать вместе с любыми типами устройств защитного отключения. ДПН могут работать при токах утечки от 10 до 300 мА, применяются в трехфазных и однофазных сетях. При появлении в сети перенапряжения датчик подает сигнал на УЗО для своевременного отключения потребителей. В результате, скачки напряжения совершенно не действуют на бытовую технику. В дальнейшем, питание восстанавливается обычным включением УЗО.

• Инженерные системы ,
• Электрика

Как организовать защиту от перенапряжения сети в частном доме

Наличие в доме дорогостоящей электробытовой и электронной технике, природные катаклизмы и низкое качество электроснабжения в городских сетях вынуждают собственников жилья принимать меры, чтобы минимизировать возможный ущерб от вышеуказанных факторов.

В данной статье речь пойдёт о практических мерах по , которые можно реализовать при организации электроснабжения частного дома. Причём эти работы можно выполнить как при новом строительстве, так и при модернизации существующих систем электроснабжения частного дома.

Я выполнял указанные работы при переводе электропитания дома с однофазной на трёхфазную схему. Причём работы были не только выполнены, но и приняты представителями горэлектросетей без замечаний, а правильное функционирование приборов и эффективность защиты от перенапряжения проверена на практике в процессе эксплуатации. Известно, что основным условием подключения к городским электросетям является выполнение технических условий (ТУ), которые выдаются собственнику жилья. Как показал личный опыт, надеяться на то, что в данных ТУ будут отражены все мероприятия по безопасной эксплуатации электрооборудования, можно с определённым скептицизмом. На фото ниже показаны ТУ, выданные мне в горэлектросетях.

Примечание: пункты, помеченные на фото красным цветом, были мной реализованы самостоятельно ещё до получения тех. условий. Пункт, помеченный синим цветом, больше обусловлен интересами самих горсетей (защитить себя от ответственности за ущерб перед собственником дома по причине возможных проблем в зоне их ответственности).

Поэтому при разработке проекта схемы электроснабжения частного дома было решено использовать дополнительные меры по защите электрооборудования, которые не были отражены в ТУ. Ниже на фото показан фрагмент проекта электроснабжения моего жилого дома.

Как видно из фото, в учётно-распределительном шкафу (ЩР1), устанавливаемом внутри дома, предусмотрено устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП-II) согласно требованиям ТУ, выданных городскими электрическими сетями.

Так как ввод в дом осуществляется по воздушной линии, то с учётом требований ПУЭ (правил устройства электроустановок), на вводе в дом должны устанавливаться ограничители перенапряжений, что и было мной учтено в проекте (УЗИП-I на фото), которые установлены в шкафу (ЩВ1) на фасаде здания. Для защиты индивидуальных электроприёмников в доме используются ИБП (источники бесперебойного питания) и стабилизаторы напряжений.

Таким образом, защита электрооборудования дома от перенапряжений реализована в трёх зонах (уровнях):

• на вводе в дом
• внутри дома, в учётно-распределительном шкафу
• индивидуальная защита электроприборов внутри помещений дома

Что важно учесть при выполнении работ

В первую очередь должен отметить специфические особенности, предъявляемые к выполнению электромонтажных работ со стороны представителей городских электросетей. Для примера с точки зрения учёта потребляемой электроэнергии достаточно поверить и опечатать счётчик электроэнергии. Но поскольку в каждом из нас они видят «потенциальных расхитителей электроэнергии», то всё, что касается монтажа оборудования, присоединений на участке от городской опоры и до счётчика включительно, должно быть «недоступным для потребителя», закрытым (в боксы, шкафы) и опломбированным. Причём даже в том случае, если эти «требования» противоречат требованиям технической документации на установленное оборудование, создают риск возникновения отказов в работе оборудования и т. д. Более подробно об этих «специфических требованиях» будет сказано ниже.

Теперь о технической стороне вопроса:

Для защиты электрооборудования, установленного в доме, я использовал следующие приборы и аппараты.

1. В качестве УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений) - I уровня мной были использованы ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН), российского производства (Санкт-Петербург), в количестве трёх штук (по одному, на каждый фазный проводник). Заводское обозначение данных приборов - ОПНд-0,38. Установлены они в опечатанном пластиковом боксе в стальном шкафу на фасаде дома.

Что важно отметить по данному оборудованию:

• Данные приборы защищают только от импульсных (кратковременных) перенапряжений, возникающих при грозах, а также от кратковременных коммутационных перенапряжений, причём в обе стороны. При длительных перенапряжениях, вызванных авариями и неполадками в городской электросети, данные приборы защиту дома не обеспечат.
• В техническом плане ОПН представляет собой варистор (нелинейный резистор). Прибор подключается параллельно нагрузке между фазным и нулевым проводом. При появлении бросков (импульсов) напряжения, внутреннее сопротивление прибора моментально снижается, при этом ток через прибор резко и многократно возрастает, уходя в землю. Таким образом, происходит сглаживание (снижение) амплитуды импульсного напряжения. В связи с вышесказанным, при монтаже данных приборов нужно обратить особое внимание на устройство контура заземления и надёжного подключения ОПН к нему.
• В зависимости от схемы электроснабжения дома, количество используемых ОПН может варьироваться. Например, для однофазного воздушного ввода достаточно установить один такой прибор, при питании от городской сети по двухпроводной линии. Для трёхфазного воздушного ввода в большинстве случаев достаточно установить три прибора (по числу фаз). Если ввод в дом осуществляется по трёхфазной, но пяти проводной схеме, или приборы ставится на участке после разделения общего проводника на нулевой рабочий (N) проводник и защитный проводник (PE), то потребуется установка дополнительного прибора между нулевым и защитным проводником.

2. В качестве УЗИП - II уровня я использовал аппараты УЗМ-50 М (устройство защитное многофункциональное) российского производства.

Из особенностей данных аппаратов можно отметить следующее:

• В отличие от ОПН, данные аппараты обеспечивают защиту не только от импульсных перенапряжений, но и защиту от длительных (аварийных) перенапряжений и просадок (недопустимого падения напряжения).
• В конструктивном отношении представляют собой реле контроля напряжения, дополненное мощным реле и варистором, заключенным в один корпус.
• Для однофазной сети необходимо установить один аппарат, для трёхфазной сети потребуется три аппарата, не зависимо от числа проводников питающей линии.

3. Третий немаловажный момент, касающийся правильного монтажа и работы УЗИП при их последовательном включении (показаны на фото красными прямоугольниками УЗИП-1 и УЗИП-2) заключается в том, что расстояние между ними (по длине кабеля) должно быть не менее 10 метров. В моём случае оно равно 20 метрам.

Примечание: приобрести указанное оборудование (ОПН и УЗМ) в моём городе оказалось невозможным, ввиду его отсутствия в продаже, заказывал через интернет. Такой расклад навеял мысль о том, что вопросу защиты электрооборудования, по крайней мере, в нашем городе, внимания практически никто не уделяет.

Практическое выполнение работ

Практическое выполнение работ не представляет собой большой сложности и показано на фото ниже, с небольшими пояснениями.

Монтаж ОПН-0,38 на вводе в дом

На фото показан монтаж ОПН в пластиковом боксе. Из особенностей нужно учесть, что специальных боксов для ОПН не существует, ибо конструктивно они крепятся на опорной конструкции и по типу своего исполнения могут устанавливаться открыто. Установка ОПН в боксе - мера вынужденная. Бокс должен иметь возможность для пломбировки. Для установки ОПН в боксе сделана самодельная конструкция из оцинкованной стали толщиной 1 мм, которая закреплена вместо штатной дин рейки, установленной в боксе на заводе-изготовителе.

При монтаже ОПН и подключении к ним проводов использование граверных шайб - обязательно. По требованиям ТУ, вводной автомат должен устанавливаться в боксе с возможностью пломбировки. Использовался аналогичный бокс, как для ОПН, что и показано на фото ниже (верхний пластиковый бокс в металлическом шкафу).

Такое нагромождение конструкций (пластиковых боксов в металлическом шкафу) на фасаде дома, обусловлено, как я отмечал ранее, именно специфическими требованиями горэлектросетей и вызывает не только заметное удорожание работ, но и дополнительных затрат сил, времени и нервов. На мой взгляд, правильное в техническом плане выполнение работ при воздушном вводе, выполненное проводом СИП, должно бы быть следующим: от опоры горэлектросетей до фасада дома прокладываем провод СИП, крепим на фасаде дома и обрезаем с небольшим напуском. Затем на каждый провод СИП крепим прокалывающий зажим с отводом из медного провода сечением 10 мм2, который заводится в шкаф (или бокс) на клеммы вводного автомата. Срезы проводов СИП закрываем герметичными колпачками. Таким образом, мы правильно «перешли» с алюминия (провод СИП) на медь. При этом у нас не возникло бы проблем с подключением медного провода (сечением 10 мм2) к клеммам модульного вводного автомата. Но такую работу представители горсетей не примут.

Поэтому провод СИП сечением 16 мм2 необходимо завести непосредственно на клеммы вводного автомата, который должен быть установлен в пластиковый бокс. Сделать это на практике очень сложно, так как нужно сохранить степень защиты бокса (для наружной установки не ниже IP 54), при этом провод СИП должен быть зафиксирован по отношению к пластиковому боксу и т. д.

На практике пришлось просто купить ещё один стальной шкаф, в котором установил сами пластиковые боксы, затем провод СИП был заведён в шкаф и закреплён в нём. Ниже на фото показаны завершающие работы по монтажу шкафа и его крепления на фасаде дома. Работы были приняты без замечаний и претензий.

Ещё один важный момент, на который нужно обратить внимание, связан с тем, что ОПН при работе во время грозы отводит ток в землю посредством подключения самого ОПН к контуру заземления. При этом токи могут достигать значительных величин: от 200 - 300 А и до нескольких тысяч ампер. Поэтому важно обеспечить кратчайший путь от самих ОПН до контура заземления медным проводником сечением не менее 10 мм2. Ниже на фото показано, как данное подключение выполнил я. Для надёжности работы ОПН я сделал подключение приборов к контуру заземления двумя медными проводами сечением 10 мм2 каждый. На фото провод в желто-зеленой трубке ТУТ (термоусаживающаяся трубка).

Монтаж аппаратов УЗМ-50М в учётно-распределительном шкафу

Выполнение электромонтажных работ проблем не доставляет, поскольку аппараты имеют штатное крепление на DIN-рейку. Фрагмент выполнения работ по монтажу УЗМ-50М в шкафу показан на фото ниже. Аппараты также должны устанавливаться в пластиковый бокс с возможностью пломбирования. На фото верхняя крышка бокса не показана.

С точки зрения электрической схемы подключения (хотя схема имеется в паспорте на аппарат и на корпусе самого аппарата) у неподготовленного читателя могут возникнуть вопросы. Чтобы пояснить особенности подключения аппарата, ниже на рисунке приводится схема подключения, приведённая в паспорте на УЗМ-50М, с некоторыми моими пояснениями.

Во-первых, как видно из схемы, УЗМ-50М является однофазным коммутирующим аппаратом и для своего функционирования требует обязательного подключения проводников L и N к верхним клеммам. Это показано на схеме подключения в обоих случаях (а и б). Далее, между схемой а и схемой б появляется различие, о котором производитель не даёт ни какого пояснения и приходится потребителю самостоятельно додумывать, как и в каких случаях какую схему использовать.

Различие заключается в том, что по верхней схеме (а) нагрузка подключается к аппарату по двум проводам (L и N). Т. е. в случае аварийного срабатывания аппарата цепь будет разорвана как по фазному проводнику (L), так и по проводнику (N).

В нижней схеме (б) нагрузка к аппарату подключается только по одному фазному проводнику (L), а второй провод (N) подключается к нагрузке напрямую, минуя аппарат. Т. е. в случае аварийного срабатывания аппарата он разомкнёт только фазный проводник, а проводник N остаётся подключенным всегда. Исходя из вышесказанного, а также зная, в каком случае допускается разрывать проводник N, а в каком - не допускается, можно сделать следующий вывод:

В случае подключения дома (квартиры) по двухпроводной линии (система TN-C), необходимо подключать аппарат УЗМ-50М по нижней схеме (б), так как в этом случае провод N выполняет две функции (нулевого рабочего проводника и нулевого защитного проводника), и его разрывать ни в коем случае нельзя.

В случае если подключение дома (квартиры) выполнено по трёхпроводной схеме (TN-S), либо аппарат установлен в системе (TN-C-S), на участке после разделения общего (PEN) проводника (на N и PE), то провод N можно разрывать. В этом случае аппарат УЗМ-50М нужно подключать по верхней схеме (а). Почему аппарат, согласно схеме производителя, нужно подключать после счётчика (на рисунке поставил знак вопроса) - мне малопонятно. Я, например, свои аппараты в шкафу подключал до счётчика, что бы они защищали всё оборудование, установленное в доме, в том числе и оборудование, установленное в самом шкафу. Кроме того, поскольку разделение общего PEN выполнено в шкафу (ЩР1) в доме, то подключал аппараты защиты по схеме а, т. е. с отключением как фазных, так и нулевого проводников. Что и показано на фото ниже.

Ещё один важный момент: поскольку данные аппараты не предназначены для использования в многофазной сети то необходимо знать и учитывать следующее.

В случае трёхфазного подключения дома и использования данных аппаратов, если в доме имеются только однофазные электроприёмники, никаких проблем с использованием и работой данных аппаратов быть не должно. Но если в доме имеются трёхфазные потребители, например, трёхфазный электродвигатель, то в случае аварийного срабатывания аппаратов (одного или двух), трёхфазный электроприёмник (например, электродвигатель) может выйти из строя. Таким образом, в данном случае потребуются дополнительные технические мероприятия по отключению трёхфазных потребителей при аварийном срабатывании аппаратов УЗМ.

Использование индивидуальных защитных приборов

Применение ИБП стабилизаторов напряжения для защиты отдельных электроприёмников в доме (телевизор, компьютер и т. д.) настолько стало привычным и распространённым, что какого-либо особого пояснения не требует, поэтому здесь не приводится.

Выводы

1. Опыт эксплуатации показал, что при сильной грозе защита может работать неоднократно, на относительно небольшом промежутке времени. С учётом этого можно смело утверждать, что при сильных грозах и при отсутствии защиты, электрооборудование, установленное в доме, может быть выведено из строя с достаточно высокой степенью вероятности.
2. В случае невозможности выполнения аналогичных работ в своём доме, в качестве защитной меры при грозовых разрядах необходимо хотя бы отключать электроприборы от сети, что, кстати, делают далеко не все.

Данный вариант защиты электрооборудования является недорогим бюджетным решением, но вполне работоспособным, надёжным и проверенным на практике. В случае применения аналогичного оборудования импортного производства и приглашения для выполнения работ специалистов цена вопроса может увеличиться в разы, что даже для средне обеспеченной семьи может быть накладно.

Несмотря на различные законы и нормативные акты, касающиеся энергоснабжения, если из-за некачественной электроэнергии случится поломка дорогой бытовой техники, то очень трудно будет добиться компенсации.

Стабилизатор напряжения

К сожалению, неполадки на линиях случаются часто, как и различные обстоятельства непреодолимой силы, ведущие к выходу параметров энергоснабжения за предельно допустимый порог.

Чтобы обезопасить свою бытовую технику от некачественной электроэнергии, нужно применить стабилизатор напряжения, или хотя бы защитное реле.

Прежде, чем ознакомиться с принципом работы данных устройств, нужно разобраться, какие негативные процессы происходят в сети, ведущие к неполадкам электроприборов.

Предельно допустимые параметры электропитания

Напряжение в однофазной сети далеко не всегда соответствует номинальному значению, которое указывается на всех электроприборах – 220 вольт, очень часто оно бывает ниже или выше этого значения.

К счастью, бытовые электроприборы рассчитаны на работу в диапазоне 209 - 231В, и могут выдержать предельно допустимые отклонения 198 – 242В, иначе они бы все давно вышли из строя. Отклонения от номинальных значений заставляют работать аппаратуру в режиме перегрузки, что неблагоприятно сказывается на её долговечности.

В этом случае выбор стабилизатора напряжения будет лучшим решением для защиты бытовой техники от таких перегрузок. Но, намного большую опасность для электронной аппаратуры таит резкий скачёк напряжения, называемый перенапряжением .

Виды перенапряжений

Перенапряжения бывают краткосрочные и продолжительные. Краткосрочные подразделяются на импульсные грозовые, коммутационные и электростатические.

Стабилизатор напряжения защищает от всех видов перенапряжения, кроме грозового импульса, в этом случае нужны специальные грозозащитные устройства.

При разряде молнии возникает электромагнитный импульс, который индукционным способом наводит электрические потенциалы на окружающих место удара молнии проводниках, и в них происходит кратковременное (около 100 мс) резкое превышение напряжения, которое может достигать нескольких тысяч вольт, даже, если молния не ударила напрямую в воздушную линию электропередач.

Визуально на графике можно увидеть грозовой пик перенапряжения, резко устремляющийся вверх.

Коммутационное перенапряжение

Такой тип перенапряжения возникает при коммутации (включении – выключении) мощной индуктивной нагрузки, (электродвигатели, трансформаторы, блоки питания, мощные электроинструменты).

Данный эффект связан с двумя законами коммутации: ток в индуктивной катушке не может моментально измениться, подобно как и напряжение на конденсаторе. При включении или разрыве цепи с данной индуктивной (реактивной) нагрузкой, в месте контакта возникает электрический потенциал, связанный с самоиндукцией и переходными процессами, происходящими во время коммутации.

В момент переходного процесса идёт выброс напряжения, обратного по полярности к входящему. Из-за того, что проводники электросети имеют незначительную емкость, возникает кратковременный резонанс, при котором генерируются колебания высокой частоты, которые прекращаются в момент окончания переходного процесса.

Длительность и величина перенапряжения, которая может достигать 1000 и больше вольт, в данном случае зависит от индуктивности нагрузки, реактивной мощности, емкости подключающих проводов и моментального значения напряжения во время коммутации.

Негативные эффекты

Благодаря тому, что изоляция предназначена выдерживать превышение напряжения с запасом, во многих случаях пробоя не происходит, а кратковременность импульса не позволяет поднять до критического уровня выходное напряжение блоков питания, у которых имеется свой стабилизатор постоянного напряжения.

Часто при кратковременном перенапряжении спираль лампочки накаливания даже не успевает перегреться, лишь на долю секунды засветив ярче. Но, если при большом перенапряжении случается пробой изоляции, возникает электрическая дуга – ток через микротрещины в изоляции находит себе путь и течёт сквозь газы, заполняющие микроскопические пустоты, расширяя токопроводящий канал из-за большого тепловыделения дуги.

Таким образом, происходит лавинообразный процесс, при котором ток нарастает постепенно, что замедляет срабатывание автомата защиты на несколько мгновений, достаточных для того, чтобы проводка вышла из строя.

Для защиты электроприборов от таких перенапряжений применяются:

• Система молниезащиты;
• реле перенапряжения;
• датчик повышенного напряжения (ДНП) в комбинации с устройством защитного отключения;
• стабилизатор напряжения, имеющий функцию моментальной отсечки при опасном перенапряжении;

Принцип защиты

Для защиты от электростатических перенапряжений, возникающих из-за электризации диэлектриков в процессе трения, необходимо заземление корпусов электроприборов, в которых есть движущиеся детали.

Пройдясь по ковру в резиновых тапочках, можно зарядиться до нескольких тысяч вольт, но разряд длится несколько наносекунд, и опасен только для некоторых радиодеталей, поэтому стоит избегать брать их за контакты и паять только заземлённым паяльником.

Но, чтобы защититься от грозового импульса, нужно выполнить целый комплекс мер по обустройству молниезащиты, и установить специальный разрядник грозозащиты и устройство защиты от импульсных перенапряжений, сокращённо УЗИП:

Для защиты от некачественной электроэнергии, поступающей от системы энергоснабжения, применяют реле напряжения:

и датчики перенапряжения:

Нужно понимать, что реле и датчик не работают как стабилизатор напряжения, их назначение выключить питание, если перенапряжение превышает допустимый порог, который указывается в паспорте защитного прибора или выставлен в регулируемых устройствах.

Реле перенапряжения включается снова, если параметры электросети входят в норму. ДПН будет защищать только в паре с УЗО, при срабатывании он создает ток утечки, который заставляет сработать УЗО.

В этом случае придётся вручную его снова включить. Этого недостатка лишён стабилизатор напряжения, который имеет регулируемую задержку времени возобновления энергоснабжения при срабатывании от перенапряжения. Это нужно для питания холодильников и кондиционеров – при повторном включении нужно дождаться, чтобы фреон стёк вниз, к компрессору.

Причины продолжительных перенапряжений

На данном этапе нужно выяснить, что собой являют продолжительные перенапряжения, почему происходят, и сможет ли стабилизатор напряжения защитить от них. Даже неспециалисту с одного взгляда на качество монтажа понятны причины аварий на подобной линии.

Обрыв нулевого провода при таких подключениях является очень частым явлением. Неравномерность нагрузки по фазам приводит к тому, что напряжение на разорванном нулевом проводе будет смещено к фазе с наибольшей нагрузкой (перекос фаз).

Иными словами, неравномерный трехфазный ток формирует напряжение на нулевом проводе, который не имеет контакта с землёй. Такое перенапряжение, которое может превышать 300В, будет продолжаться сколько угодно долго, пока не починят или не случится ещё одна авария.

В случае обрыва ноля, напряжение в розетке будет меняться соответственно нагрузке, подключаемой на разные фазы другими пользователями, не подозревающими об аварии. Такой сетью лучше не пользоваться, даже имея надёжный стабилизатор напряжения, так как параметры сети будут часто выходить за пределы стабилизации данного прибора, и он будет очень часто переключаться и выключаться.

Слишком мало вольт

Очень часто бывает, особенно в сельской местности, что напряжение опускается ниже допустимого порога, электрики называют данное перенапряжение провалом, или проседанием.

Провалы опасны тем, что некоторая бытовая техника (стиральные машины, холодильники, котлы отопления) имеет несколько блоков питания, и один из них может на короткое время отключиться, в то время как другие будут работать.

При данных обстоятельствах работа будет остановлена и появится сообщение об ошибке, то есть можно остаться без отопления, если такое случится с котлом отопления. Стабилизатор напряжения в этом случае не допускает провала, повышая напряжение до номинального значения.

Качество энергоснабжения на селе

Нужно также сказать о ещё одном виде перенапряжения для защиты от которого пригодится стабилизатор напряжения.

Превышение параметров случается из-за преднамеренных действий служб, занимающихся электроснабжением – при большой нагрузке на линии возникает большое падение напряжения на трансформаторной подстанции, работающей на пределе возможностей, и чтобы скомпенсировать данный провал, они подкручивают специальные регуляторы, поднимая напряжение на трансформаторе.

Но ночью, кода нагрузки почти нет, включаемая лампочка перегорает из-за перенапряжения, в то время как вечером она еле светила из-за пониженного напряжения питания.

В этом случае единственным спасением будет стабилизатор напряжения для частного дома в сельской местности, где такие проблемы особенно распространены.

Несведущие бывают озадачены: зачем какая-то защита от перенапряжения в сети? Электрики-практики наверняка собственноручно не раз устраняли последствия такого явления. Чтоб текст не был абракадаброй для неспециалиста, поясним природу подобных скачков.

Причины скачкообразных импульсов в устройствах электроснабжения:

1. Удары молнии прямо в электротехнические системы (генераторы, ЛЭП, трансформаторы). Причём молния может попасть и рядом. Это – грозовые перенапряжения, их длительность ≈ нескольким десяткам микросекунд;
2. Переключения в системе (нужны для устойчивой работы сетевого хозяйства) зачастую ведут к коммутационным перенапряжениям. Их длительность побольше – несколько сот микросекунд. Это зависит от импеданса (комплексного сопротивления переменному току, активное+реактивное сопротивление) переключаемых цепей. Но катастрофических разрушений, как грозовые, они не наносят;
3. Некоторые определённые эксплуатационные состояния электрооборудования. В основном только мастерство и согласованная работа энергодиспетчеров способны максимально снизить продолжительность так называемых временных перенапряжений. Не углубляясь в физические дебри процессов, скажем, что полностью избежать их, к сожалению, пока не удаётся. Длительность может достигать (по некоторым источникам) 100 секунд.

Все они, несмотря на природу и параметры, опасны, в первую очередь для электронных компонентов домашней техники.

Возможные последствия

Своевременная защита электрических сетей от перенапряжения помогает избежать полного выведения из строя как устройств, так и частей распределительной системы. Наибольший вред им несут грозовые разряды. Частота ударов молний и величина тока разряда зависят во многом от местности. Но и способ технического исполнения электросистемы немаловажен.

Полностью оградить участок сети или группу потребителей от импульсных или постоянных увеличений вольтажа можно, но недёшево. Так и балансируют энергетики меж эксплуатационными и экономическими «ножницами». Причём во всём мире.

Выход из строя ТП или сгоревшие провода ЛЭП не лягут финансово на плечи потребителя сразу. Какое-то время без света, и все дела. Иное дело, если после скачка «сдохли» компьютер, холодильник…

Как минимизировать потери

Пробивая изоляцию компонентов, всплеск напряжения может вызывать короткие замыкания. Нередки и пожары в электроустановках, так и дом потерять недолго, кроме прямой опасности для жизни. Потому каждую электроустановку (вся электрика от щитка до лампочки она и есть) ограждают от повышенных сверх норм напряжений.

Защита домашней сети от перенапряжения осуществляется в несколько взаимосвязанных этапов, обязательно в комплексе и несколькими способами.

Первое – громоотвод, правильнее «молниеотвод». Многоэтажки уже снабжены грозозащитой дома в целом, кроме каждой отдельно взятой квартиры. Индивидуальный дом: молниеотвод, это забота хозяев, с надёжным, испытанным электролабораторией заземлением и разрядниками различных конструкций.

Удар молнии в молниеотвод в частном доме

Но не только молния является причиной замолчавших телевизоров. Отгорел «нуль» – подпрыгнуло напряжение в каких-то фазах из-за их перекоса. Одно стопроцентно гарантирует от всех «электронеприятностей» – отключение от сети. Но часто ли мы им пользуемся? И далеко не всегда удастся вовремя обесточить тот же холодильник.

Способы защиты домашней сети

Защита «от грозы» рассмотрена выше. Но всё ж полной гарантии от выхода из строя домашних помощников она не даст. Так и с другими типами скачков напряжения. Причина — «нежность» микроэлектронных компонентов сложной бытовой аппаратуры.

Обычные устройства защиты: «автоматы», УЗО, (не говоря уже о «пробках» – плавких предохранителях) просто не поспевают за всплеском вольт. Это подвигло и «самодельщиков»-радиолюбителей, и профессионалов на разработку новых, быстро срабатывающих приборов.

Современная защита от перенапряжения в сети – схема нового поколения – отключает нагрузку мигом. 4 схемных решения, избавляющих от ремонта или покупки СБТ при изменениях качества подаваемого электричества: УЗИП, стабилизаторы, реле напряжения и датчик повышенного напряжения (ДПН) + УЗО.

• . Достигается эффект применением полупроводниковых компонентов. Быстродействие – на порядки выше традиционной электромеханики. Такой автомат защиты сети (УЗИП) дифференцируют на 3 класса (по стандартам IEC):
  1. Защитит от прямого и непрямого удара молнии и компенсирует потенциал точки ввода в строение. Дислокация устройства на вводе, чаще ГРЩ здания.
  2. Устранит неизбежные побочные эффекты ударов молний и погасит остаточное напряжение. Монтируют после устройств защиты от импульсных перенапряжений класса I.
  3. Ставят меж вспомогательными распредщитами и конечными потребителями, можно в розетках. Для наиболее чувствительных потребителей могут быть установлены собственные УЗИП.

При выборе и монтаже УЗИП при недостатке специальной подготовки лучше всего обратиться в профильные организации или проконсультироваться у толкового электрика-практика.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

• Стабилизаторы не требуют монтажа. Ниже 150 или выше 260 V? – блокируем и отключаем от сети. Напряжение пришло в норму? – снова включаемся. «Мониторить» состояние помогут дисплеи, коими снабжаются многие модели.

Стабилизатор для защиты от скачков напряжения

• . Прибор → реле → розетка – так включается реле напряжения. Есть реле, устанавливаемые на распредщитках и берегущие всю квартирную «электроначинку» скопом.

Разновидности реле напряжения

• ДПН+УЗО : датчик повышенного напряжения при недопустимом параметре подаёт команду исполнительному механизму устройства защитного отключения. Сеть обесточена.

Монтируются все помощники-защитники — на DIN-рейку щитков.

Вконтакте

Могут вылезать из строя бытовые приборы: электрические лампочки, различные нагревательные приборы, электродвигатели холодильников и других приборов, радиоаппаратура и т.д.Предлагаю автомат, который контролирует состояние электрической сети и автоматически отключает и выключает нагрузку. Нагрузка будет включаться в работу только при нормальном состоянии электрической сети.Пороговая схема запитывается от сети через гасящие резисторы R3, R4 и диоды VD1...VD4. Стабилитрон VD8 служит для стабилизации напряжения питания схемы. Изменяющееся напряжение сети поступает через диодный мостик VD1...VD4 на делитель R1, R2. С движка резистора R2, который устанавливает напряжение срабатывания устройства, управляющее напряжение подается через диод VD5 на базу транзистора VT1. Реле поворотов на тиристоре схемы Стабилитрон VD6 служит для защиты транзистора от больших напряжений. При напряжении в сети больше нормы, напряжение на базе транзистора повышается, он открывается и включает реле К1. Контакты К1.1 замыкаются, срабатывает реле К2 и отключает контактами К2.1 нагрузку.После восстановления напряжения в электрической реле К1 обесточивается, отключает реле К2, которое контактами К2.1 включает нагрузку.Светодиоды VD10, VD12 служат для индикации состояния устройства.Реле К2 - любое с рабочим напряжением обмотки 220 В, К1 -также любое из серии РЭС-9.Налаживание устройства сводится к установке резистором R2 напряжения срабатывания автомата.Н. Басенков, г. Добруш...

Для схемы "УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ"

Бытовая электроникаУСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ А.ПАКАЛО, 340074, Украина, г.Донецк-74, ул. Волго-Донкая, 7"г" - 5, тел.22-26-93.Предлагаю простое устройство, которое в случае аварии электросети защитит телевизор, видеомагнитофон, холодильник и т.д. от перенапряжения. Как правило, при аварии в сети присутствует напряжение 380 В (действующее значение), приносящее все неприятности. При подобной ситуации устройство защиты от перенапряжения срабатывает, создавая короткое замыкание. "Выбитые" пробки (плавкие или автоматические) прекращают подачу электроэнергии в квартиру.Схема устройства приведена на рисунке.Напряжение срабатывания защиты приближенно равно 255 В.В реальности напряжение срабатывания несколько больше из-за наличия в пороговой цепи резистора R1. Этим резистором можно в некоторых пределах изменять напряжение срабатывания. В авторском варианте Ucp=270 В. К174КН2 микросхема Конденсаторы С1 и С2 образуют с R1 RC-цепочку, которая препятствует срабатыванию устройства при импульсных выбросах в сети Схема работает следующим образом. При напряжении в до 270 В стабилитроны VD3, VD4 закрыты. Также закрыты и тиристоры VS1, VS2. При превышении действующего значения напряжения более 270 В открываются стабилитроны VD3, VD4, и на управляющие электроды тиристоров VS1, VS2 поступает открывающее напряжение. В зависимости от полярности подупериода сетевого напряжения, ток проходит либо через тиристор VS1, либо через VS2. Когда ток превышает 10 А, срабатывают автоматические выключатели (пробки), обезопасив электроприборы от перегорания.Настраивать устройство не требуетсяБез конденсаторов С1 и С2 пора срабатывания не превышает одного полупериода напряжения сети, однак...

Для схемы "Автомат защиты от перенапряжения"

Предлагаемый автомат отключает нагрузку и отключается сам при напряжении в больше предельно допустимого и при периодическом его пропадании ("моргании" света).При нажатии кнопки SB1 "Вкл" на реле К1 поступает сетевое напряжение через контакты К2.1 с разъема Х1. Реле срабатывает и самоблокируется контактами К1.1. Через контакты К1.2 сетевое напряжение поступает через диод VD5 на делитель R3-R4, на разъем Х2 "Нагрузка" и на трансформатор Т1, который служит для питания самого автомата. С движка резистора R4, который устанавливает напряжение срабатывания устройства, управляющее напряжение подается через диод VD6 на базу транзистора VT1. Стабилитрон VD7 служит для защиты транзисторов от больших напряжений. При напряжении в больше нормы, напряжение на базе составного транзистора VT1-VT2 повышается, он открывается и включает реле К2. Простой регулятор тока Контакты К2.1 размыкаются, реле К1 обесточивается и отключает контактами К1.2 нагрузку и сам автомат. При кратковременном пропадании напряжения в также разблокировывается реле К1 и отключает нагрузку. Для включения требуется снова нажать кнопку SB1. Светодиоды VD3 и VD4 служат для индикации состояния устройства.Реле К1 - любое с рабочим напряжением обмотки 220 В, К2 - также любое из серий РЭС-9, РЭС-22 с напряжением срабатывания на 2...3 В ниже питающего напряжения.Т1 - сетевой, малогабаритный, с напряжением на вторичной обмотке 12...15 В.Налаживание сводится к установке резистором R4 напряжения срабатывания автомата.А.Лысунец, п.Возжаевка, Амурской обл....

Для схемы "Защита телефонной линии"

Для схемы "Индикация подключения электроприборов к сети 220 В"

Для схемы "ЗАЩИТА ИМПОРТНЫХ ТЕЛЕФОННЫХ АППАРАТОВ"

Для схемы "ЗАЩИТА РЭА ОТ БРОСКОВ НАПРЯЖЕНИЯ"

Для схемы "Защита аппаратуры от повышенного сетевого напряжения при помощи инте"

Для схемы "Сигнализатор уровня напряжения в сети"