Реле защиты от перепада напряжения в сети. Защита от понижения напряжения в сети
Rating 0.00 (0 Votes)
Обычно в любых электрических сетях напряжение находится в пределах, определяемых техническими нормативами, но иногда оно отклоняется от допустимых значений. Предельно допустимое напряжение находится в пределах ±10 % от номинального значения напряжения, т. е. для однофазной сети в диапазоне 198-242 В, а для трехфазной - 342-418 В. Отклонения от указанных значений называются перенапряжениями. Перенапряжения имеют различную природу и в зависимости от этого отличаются длительностью и величиной. Длительные перенапряжения (свыше 0,01 с) обычно возникают из-за неисправности понижающего трансформатора на подстанции или обрыва нулевого провода в питающей сети.
Такие перенапряжения имеют сравнительно небольшие значения (от 230 В до величины междуфазного напряжения - 380 В), но действуют длительное время и представляют вполне реальную угрозу и для человека, и для оборудования. Длительное повышение напряжения может произойти и в случае неравномерного распределения нагрузок по фазам во внешней сети. Тогда возникает перекос фаз, при котором на самой загруженной фазе напряжение становится ниже, а на незагруженной - выше номинального. Кратковременные всплески напряжения могут произойти и в результате переключений в энергосети или во время включения мощных реактивных нагрузок.
Для надежной защиты домашней электропроводки от перенапряжений рекомендуется создание многоуровневой (по крайней мере, трехступенчатой) системы защиты из УЗИП разных классов. УЗИП класса В (тип 1) рассчитано на номинальный разрядный ток 30- 60 кА, УЗИП класса С (тип 2) - на ток 20-40 кА. УЗИП класса D (тип 3) на ток 5-10 кА. При создании многоступенчатой системы защиты от перенапряжений следует обеспечить соответствие мощности каждой ступени, т. е. максимальный ток, протекающий через них, не должен превышать их номинальных характеристик. Но в первую очередь необходимо создать эффективную систему заземления.
Мощные импульсные перенапряжения (с токами до 100 кА) могут возникать при воздействии грозовых разрядов. При этом напряжение может достигать десятков киловольт. Такие импульсы длятся в течение максимум сотни микросекунд, и защитные автоматы не успевают на них среагировать, так как самые современные типы автоматов имеют время срабатывания единицы миллисекунд, что может стать причиной пробоя и повреждения изоляции между фазой и нейтралью или между фазой и землей. Как правило, это не приводит к короткому замыканию и не нарушает работу сети, но в месте повреждения изоляции возникает небольшой ток утечки. И если он проходит между фазой и нейтралью, то не фиксируется УЗО и автоматами защиты, но зато приводит к повышенному нагреву изоляции и ускорению процесса ее старения. С течением времени сопротивление изоляции на этом участке уменьшается, а ток утечки возрастает.
Последствия воздействия этих негативных факторов на электронное оборудование и электропроводку могут быть фатальными, поэтому домашняя сеть требует комплексной защиты от перенапряжений с использованием различных типов устройств (УЗИП, ОП, PH и т. д.).
Возможность использования различных УЗИП для выполнения конкретных защитных функций определяется по техническим характеристикам, отраженным в маркировке прибора.
Уровень напряжения защиты U является важнейшим параметром, характеризующим УЗИП. Он определяет значение остаточного напряжения, появляющегося на выводах УЗИП вследствие прохождения разрядного тока. Для УЗИП 1-го класса U p не должен превышать 4 кВ, для устройств 2-го класса - 2,5 кВ, для 3-го класса УЗИП устанавливается U p не более 1,5 кВ - тот уровень микросекундных импульсных перенапряжений, который должна выдерживать бытовая техника.
Максимальный разрядный ток I max - величина импульса тока, которую должно выдержать УЗИП однократно, сохранив при этом работоспособность.
Номинальный разрядный ток 1 n - величина импульса тока, которую УЗИП должно выдержать многократно при условии его остывания до комнатной температуры в промежутке между импульсами.
Максимальное длительное рабочее напряжение U c - действующее значение напряжения переменного или постоянного тока, которое длительно подается на выводы УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения при различных нештатных режимах работы сети. Номинальный ток нагрузки I i (- максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке, защищаемой УЗИП. Данный параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. Так как большинство УЗИП подключаются параллельно цепи, то данный параметр у них не указывается.
При необходимости дополнительной защиты конкретных приборов используются устройства, выполненные в виде вставок и удлинителей, - сетевые фильтры. В их конструкцию включены варисторы, подавляющие импульсные скачки напряжения.
Это полупроводниковые резисторы, в работе которых используется эффект уменьшения сопротивления полупроводникового материала при увеличении приложенного напряжения, за счет чего они являются наиболее эффективным (и дешевым) средством защиты от импульсных напряжений любого вида. Варистор включается параллельно защищаемому оборудованию и при нормальной эксплуатации находится под действием рабочего напряжения защищаемого устройства. В рабочем режиме ток через варистор пренебрежимо мал, и он в этих условиях представляет собой изолятор. При возникновении импульса напряжения сопротивление варистора резко уменьшается до долей ома. В этом случае через него кратковременно может протекать ток, достигающий нескольких тысяч ампер. После гашения импульса напряжения он вновь приобретает очень большое сопротивление.
Выбор УЗИП производится в соответствии с принятой системой защиты. При этом обязательно учитываются технические характеристики устройств, которые должны быть приведены в каталоге и нанесены на лицевой части корпуса прибора.
При установке УЗИП необходимо, чтобы расстояние между соседними ступенями защиты было не менее 10 м по кабелю электропитания. Выполнение этого требования очень важно для правильной последовательности срабатывания защитных устройств. Первая ступень защиты класса В монтируется за пределами дома во входном щите.
УЗ-6/220, УЗ-18/380 предназначены для защиты сети от кратковременных (до 12 кВ) и длительных перенапряжений, вызванных коммутационными, индуктивными и грозовыми процессами. Устройства относятся к УЗИП 2-го и 3-го классов и выполнены на варисторах. Для надежной защиты от длительных перенапряжений, вызванных авариями в сети, прибор нужно подключать после УЗО и заземлять. Только при таком подключении создается ток утечки и обеспечивается срабатывание УЗО.
Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) предназначено для предотвращения возможных повреждений бытовой техники от мощных импульсных перенапряжений, вызванных авариями в питающей сети или грозовыми разрядами. Устройства такого типа могут называться ограничителями перенапряжений (ОП). Они, как правило, изготовлены на базе разрядников или варисторов и часто имеют индикаторные устройства, сигнализирующие о выходе их из строя. Обычно УЗИП на базе варисторов изготавливаются с креплением на DIN-рейку. Сгоревший варистор можно заменить простым извлечением модуля из корпуса УЗИП и установкой нового.
В зависимости от защищаемой зоны ограничители перенапряжений подразделяются на классы или типы. Приборы класса В (тип 1) защищают объекты от атмосферных и коммутационных перенапряжений, прошедших через разрядники класса А внешних сетей. Они устанавливаются на вводном устройстве дома и ограничивают величину перенапряжений до 4,0 кВ, защищая вводные счетчики и электрическое оборудование распределительного щита.
Ограничители класса С (тип 2) защищают электрооборудование от перенапряжений, прошедших через ограничители класса В, и ограничивают величину перенапряжения до 2,5 кВ. Они устанавливаются в распределительных щитках внутри дома или квартиры и осуществляют защиту автоматических и дифференциальных выключателей, внутренней проводки, контакторов, выключателей, розеток и др. Ограничители класса D (тип 3) являются защитой от перенапряжений, прошедших через приборы класса С, и ограничивают их величину до 13 кВ. Такие ограничители устанавливаются в распределительные коробки, розетки и могут встраиваться в само оборудование. Ограничители этого класса осуществляют защиту электрического оборудования с электронными приборами, а также переносных электрических устройств.
Ограничитель перенапряжений серии 0П-101 на основе варистора предназначен для защиты электрооборудования от импульсных перенапряжений, вызванных ударами молнии или коммутационными перенапряжениями. При возникновении скачка перенапряжения варисторы прибора переходят в проводящее состояние, ток возрастает на несколько порядков, достигая сотен и тысяч ампер и ограничивая при этом дальнейшее нарастание напряжения на выводах. После прохождения волны перенапряжения ограничитель возвращается в непроводящее состояние. Время срабатывания прибора составляет около 25 нс.
Ограничители перенапряжений серии 0П-101 бывают однофазными или трехфазными. Трехфазные устройства класса В устанавливаются на трехфазном вводе. Однофазные (класса D) используются для защиты отдельных потребителей или групп.
В распределительном щите внутри дома устанавливаются варисторные УЗИП класса С или D (тип 2 и 3). Недостатком УЗИП на базе варисторов является то, что после срабатывания оно нуждается в охлаждении, чтобы снова прийти в рабочее состояние. Это ухудшает защиту при многократных разрядах. Безусловно, использование УЗИП снижает вероятность выхода из строя оборудования или поражения людей, но лучше всего во время грозы отключать наиболее важные приборы.
Предназначено для защиты оборудования (в доме, квартире или офисе и пр.) от разрушающего воздействия мощных импульсных скачков напряжения, а также для отключения оборудования при выходе сетевого напряжения за допустимые пределы (170-270 В) в однофазных сетях. Включение напряжения происходит автоматически при восстановлении его до нормального по истечении задержки повторного включения. Устройство представляет собой реле контроля напряжения с мощным электромагнитным реле на выходе, дополненное защитой на варисторах.
Это прибор, сочетающий в себе электронное устройство контроля напряжения и электромагнитный расцепитель, собранные в одном корпусе. Реле напряжения серии PH - весьма эффективное устройство для защиты оборудования при возникновении длительных перенапряжений. Оно предназначено для отключения бытовой и промышленной однофазной нагрузки 220 В, 50 ГЦ при недопустимых колебаниях напряжения в сети с последующим автоматическим включением после восстановления ее параметров. Реле может быть изготовлено на базе микропроцессора или простого компаратора и оснащено устройством регулировки верхнего и нижнего порога срабатывания.
Реле напряжения могут быть как однофазными, так и трехфазными. Трехфазные реле напряжения используются на трехфазном вводе для защиты трехфазного оборудования. Они, как правит, отключают сеть не напрямую, а через электромагнитный контактор. При отсутствии трехфазных потребителей лучше всего будет поставить на каждую фазу по однофазному реле напряжения.
В зависимости от способа подключения реле напряжения могут быть выполнены в виде переносного устройства типа «вилка-розетка» или для установки в распределительном шкафу на DIN-рейку. Обычно такие реле имеют широкий диапазон регулировок и могут работать в нескольких независимых режимах: как реле напряжения, как реле минимального напряжения, как реле максимального напряжения или как реле времени с задержкой на включение.
Реле напряжения работают в диапазоне 100-400 В и делятся на устройства, имеющие свою контактную группу и управляющие нагрузкой самостоятельно, а также реле, которые управляют нагрузкой через более мощные контакторы.
Некоторые типы реле напряжения могут использоваться для самостоятельного отключения электрической сети при возникновении аварийного напряжения. Они обладают большей коммутационной способностью и управляют сетью с нагрузкой до 13 кВт, что вполне достаточно для квартиры или частного дома. Приборы устанавливаются на вводе после электросчетчика и УЗО на DIN-рейку.
Реле напряжения не имеет встроенной защиты от высоких токов, поэтому его нужно устанавливать после автоматического выключателя. При этом номинальный ток реле должен быть на 20-30 % выше номинального тока автомата. Реле напряжения также не защищают от высокого напряжения остаточных токов грозовых разрядов.
Датчик превышения напряжения ДПН 260 предназначен для ограничения максимально допустимого напряжения на нагрузке. Он работает совместно с УЗО или дифференциальным автоматом с током утечки 30-300 мА Напряжение срабатывания ДПН 260 устанавливается в пределах 255-260 В, время срабатывания - 0,01 с. Он выполнен в стандартном модуле на базе обычного варистора и предназначен для установки на DlN-рейку 35 мм. Следует отметить, что датчик создает ток утечки и вызывает срабатывание УЗО, которое не может включиться самостоятельно, что является его основным недостатком.
Это коммутационный аппарат дистанционного действия, коммутирующий нагрузки переменного или постоянного тока, который предназначен для частых включений и отключений. Они могут управлять осветительными, обогревательными и другими устройствами в силовых цепях постоянного и переменного тока с напряжением до 380 В и частотой 50 Гц.
Контакторы не обладают защитными функциями, но эффективно работают совместно с реле напряжения, обеспечивая своевременное отключение сети. Достоинством этих устройств является надежная контактная группа, способная выдержать большое число включений и отключений при значительной мощности управляемой нагрузки.
Контакторы могут использоваться, например, для управления режимом работы системы обогрева полов, когда мощность нагревательных кабелей превышает допустимую мощность терморегулятора.
Контактор, управляемый выключателем, импульсным реле, таймером или другим датчиком, позволяет включить (выключить) необходимую нагрузку, с которой электронные реле, рассчитанные на сравнительно небольшие токи, самостоятельно справиться не могут. Контакторы являются незаменимым элементом многофункциональной системы типа «Умный дам».
Контакторы могут быть как однофазными, так и трехфазными. Основными параметрами, по которым осуществляют выбор контакторов, являются следующие:
- Номинальное рабочее напряжение сети
- Номинальный рабочий ток
- Напряжение катушки управления
- Каличество/вид дополнительных контактов
В современных бытовых приборах используется чувствительная электроника, что делает эти устройства уязвимыми перед перепадами напряжения. Поскольку устранить их не представляется возможным, необходима надежная защита. К сожалению, ее организация не входит в сферу обязанностей службы ЖКХ, поэтому заниматься этим вопросом приходится самостоятельно. Благо защитные устройства приобрести сегодня не проблема. Прежде чем перейти к описанию и принципу действия таких приборов, кратко расскажем о причинах, вызывающих скачки напряжения, и их последствиях.
Что такое перепад напряжения и его природа?
Под этим термином подразумевается краткосрочное изменение амплитуды напряжения электросети, с последующим восстановлением, близким к первоначальному уровню. Как правило, длительность такого импульса исчисляется я миллисекундами. Существует несколько причин для его возникновения:
- Атмосферные явления в виде грозовых разрядов, они способны вызвать перенапряжение в несколько киловольт, что не только гарантированно выведет электроприборы из строя, а и может стать причиной пожара. В данном случае жителям многоэтажек проще, поскольку организация защиты от таких предсказуемых явлений входит в обязанности поставщиков электричества. Что касается частных домов (особенно с воздушным вводом), то их жильцы должны самостоятельно заниматься этим вопросом или обращаться к специалистам.
- Скачки при коммутационных процессах, когда происходит подключение-отключение мощных потребителей.
- Электростатическая индукция.
- Подключение определенного оборудования (сварка, коллекторный электродвигатель и т.д.).
На рисунке ниже наглядно продемонстрирована величина грозового (U гр) и коммутационного импульса (U к) по отношению к номинальному напряжению сети (U н).
Для полноты картины следует упомянуть и о долгосрочном повышении и понижении напряжения. Причиной первого является авария на линии, в результате которой происходит обрыв нулевого провода, что вызывает повышение до 380 вольт. Нормализовать ситуации никакими приборами не получится, потребуется ждать устранения аварии.
Длительное снижение напряжения можно часто наблюдать в сельской местности или дачных поселках. Это связано с недостаточной мощностью трансформатора на подстанции.
В чем заключается опасность перепадов?
В соответствии с допустимыми нормами, допускается отклонение от номинала в диапазоне от -10% до +10%. При скачках напряжение может существенно выйти за установленные границы. В результате блоки питания бытовой техники подвергаются перегрузке и могут выйти из строя или существенно сократить свой ресурс. При высоких или длительных перепадах велика вероятность возгорания проводки, и, как следствие, пожара.
Пониженное напряжение также грозит неприятностями, особенно к этому критичны компрессоры холодильных установок, а также многие импульсные блоки питания.
Защитные устройства
Существует несколько видов защитных устройств различающихся как по функциональности, так и по стоимости, одни из них обеспечивают защиту только одному бытовому прибору, другие – всем имеющимся в доме. Перечислим хорошо зарекомендовавшие себя и наиболее распространенные защитные устройства.
Сетевой фильтр
Наиболее простой и доступный по деньгам вариант защиты маломощного бытового оборудования. Отлично зарекомендовал себя при бросках до 400-450 вольт. На более высокие импульсы устройство не рассчитано (в лучшем случае оно примет удар на себя, спасая дорогостоящую аппаратуру).
Основной элемент защиты у такого устройства – варистор (полупроводниковый элемент изменяющий сопротивление в зависимости от приложенного напряжения). Именно он выходит из строя при импульсе более 450 В. Вторая важная функция фильтра – защита от высокочастотных помех (возникают при работе электродвигателя, сварки и т.д.) отрицательно влияющих на электронику. Третьим элементом защиты является плавкий предохранитель, срабатывающий при КЗ.
Не следует путать фильтры с обычными удлинителями, которые не обладают защитными функциями, но похожи по внешнему виду. Чтобы различить их достаточно посмотреть паспорт изделия, где приведены полные характеристики. Отсутствие такового должно само по себе вызывать подозрение.
Стабилизатор
В отличие от предыдущего типа приборы этого класса позволяют нормализовать напряжение в соответствии с номинальным. Например, установив границу в пределах 110-250 В, на выходе устройства будет стабильные 220 В. Если напряжение выйдет за пределы допустимого, прибор отключит питание и возобновит его подачу после нормализации работы электросети.
В некоторых случаях (например, в сельской местности) установка стабилизатора является единственным способом повысить напряжение до необходимой нормы. Бытовые стабилизаторы выпускают двух модификаций:
- Линейные. Они предназначены для подключения одного или нескольких бытовых приборов.
- Магистральные, устанавливаются на входе электросети здания или квартиры.
И первые, и вторые следует подбирать исходя из мощности нагрузки.
Источники бесперебойного питания
Основное отличие от предыдущего типа является возможность продолжения подачи питания подключенного устройства после срабатывания защиты или полного отключения электричества. Время работы в таком режиме напрямую зависит от емкости аккумуляторной батареи и мощности нагрузки.
В быту эти устройства в основном используются для подключения стационарных компьютеров, чтобы при проблемах с электросетью не потерять данные. При срабатывании защиты ИБП будет продолжать подачу питания в течение определенного времени, как правило, не более получаса (зависит характеристик устройства). Этого времени вполне достаточно, чтобы сохранить необходимые данные и корректно отключить компьютер.
Современные модели ИБП могут самостоятельно управлять работой компьютера через USB интерфейс, например, закрыть текстовый редактор (предварительно сохранив открытые документы), после чего произвести отключение. Это довольно полезная функция, если пользователь при срабатывании защиты не находился рядом.
Устройства защиты от импульсных перенапряжений
Все перечисленные выше приборы обладают общим недостатком, у них не реализована действенная защита от импульса высокого напряжения. Если таковой произойдет, он, практически гарантированно выведет такие устройства из строя. Следовательно, защита должна быть организована таким образом, чтобы после срабатывания можно было оперативно привести ее в рабочее состояние. Этому требованию, как нельзя лучше отвечают УЗИП. На их основе организуется многоуровневая система защиты внутренних линий частного дома.
Одна из принятых классификаций таких устройств показана в таблице.
Таблица 1. Классификация УЗИП
| Категория | Применение |
| В (I) | Обеспечивают защиту при прямом попадании грозового разряда по системе молниезащиты. Место установки – вводно-распределительное устройство или главный распределительный щит. Основная нормирующая характеристика – величина импульсного тока. |
| С (II) | Защищают токораспределительную сеть от коммутационных импульсов, а также играют роль второго защитного уровня при грозовом разряде. Место установки – распределительный щит. |
| D (III) | Обеспечивают последний уровень защиты, при которой к потребителям не допускаются остаточные броски напряжения и дифференциальные перенапряжения. Помимо этого обеспечивается фильтрация высокочастотных помех. Установка производится перед потребителем. Могут быть выполнены в виде модуля под розетку, удлинителя и т.д. |
Пример организации трехуровневой защиты продемонстрирован ниже.
Конструктивные особенности УЗИП.
Устройство представляет собой платформу (С на рис. 6) со сменным модулем (В), внутри которого находятся варисторы. При их выходе из строя индикатор (А) изменит цвет (в приведенной на рисунке модели на красный).
УЗИП Finder (категория II)
Внешне устройство напоминает автоматический выключатель, крепление – такое же (под DIN рейку).
Особенностью УЗИП является необходимость замены модулей при выходе варисторов из строя (что довольно просто). Конструкция модулей выполнена таким образом, что установить их на платформу с другим номиналом невозможно. Единственный серьезный недостаток связан с характерными особенностями варисторов. Им необходимо время, чтобы остыть, многократное попадание грозового разряда существенно усложняет этот процесс.
Защитное реле
В завершении рассмотрим реле контроля напряжения (РКН), эти устройства способны обеспечить защиту бытовых приборов от коммутационных импульсов, перекоса фаз, а также пониженного напряжения. С грозовыми импульсами они не справятся, поскольку на это не рассчитаны. Их сфера применения – защита внутренней сети квартиры, то есть там, где обеспечение грозозащиты входит в обязанности электрокомпаний.
Приборы могут устанавливаться во входном щитке, непосредственно, после электросчетчика, для этого предусмотрено крепление под DIN рейку.
Помимо этого выпускаются модификации приборов в виде удлинителей питания и модулей под розетку.
Данные устройства могут произвести только защитное отключение сети, при выходе напряжения за указанные пределы (устанавливается кнопками управления), после нормализации электросети производится ее подключение. Стабилизация и фильтрация не производятся.
Предостережения
Не следует доверять защиту своего дома самодельным конструкциям, в бытовых условиях бывает проблематично настроить собранную схему и протестировать ее работу в критических режимах.
Не имея практического опыта в организации грозозащиты, не стоит пытаться реализовать ее самостоятельно, эту работу лучше доверить профессионалам. Рекомендуем рассматривать эту часть статьи как информационную.
Все манипуляции с электрощитом, приборами и проводкой необходимо проводить только при отключенном электропитании.
Ни для кого не секрет, что случающиеся время от времени перепады напряжения в нашей энергетической сети способны в считанные секунды вывести из строя практически всю бытовую технику. Тонкая электроника не рассчитана на работу с высоким или низким напряжением, и если с последним она еще хоть как-то готова мириться, то скачки напряжения в большую сторону убивают ее в прямом смысле слова. Как же бороться с перепадами напряжения и как уберечь дорогостоящую домашнюю технику от их пагубного влияния?.
Приборов, способных обеспечить качественную защиту домашних потребителей от перепадов напряжения, не так уж и много – по сути, их всего два. Это реле-прерыватель и . Так или иначе, а с возложенными на них обязанностями они однозначно справляются. Но обо всем по порядку, и для начала рассмотрим вопрос, что представляет собой реле защиты от скачков напряжения.
Защита от скачков напряжения фото
Защита от скачков напряжения: реле-прерыватель
Принцип работы данного устройства достаточно простой – при повышении или снижении напряжения в бытовой сети электроэнергии срабатывает реле и полностью обесточивает проводку. После вынужденного отключения электроника реле-прерывателя каждые несколько секунд проверят сеть на стабильность напряжения и, если оно в допуске, прибор автоматически возобновляет подачу электричества.
Такой принцип работы характеризует и основной недостаток этого прибора. Как правило, перепады напряжения в нашей сети могут происходить довольно длительное время – как результат, потребитель либо долгое время остается без источника энергии, либо работает с частыми перерывами, что тоже не очень хорошо отражается на его работоспособности. Такое устройство защиты от перепадов напряжения можно назвать грубым решением данной проблемы – хотя вы и спасаете, к примеру, тот же котел отопления от сиюминутной «смерти», вы значительно сокращаете его срок эксплуатации.
Реле защиты от скачков напряжения фото
В использовании реле-прерыватель довольно прост – на лицевой панели он имеет всего две кнопки управления, с помощью которых регулируется верхний и нижний предел допустимого напряжения, а также небольшой экран для вывода информации о состоянии электрической сети. Процесс настройки данного прибора тоже не является сложным – длительное нажатие кнопок позволяет прибору переключиться в режим настройки, а последующее короткое нажатие на них обеспечивает установку пределов напряжения.
Современная промышленность производит два таких типа устройств для защиты от скачков напряжения – одно предназначено для местного использования и включается в розетку, а второе применяется для глобальной защиты всех домашних потребителей электроэнергии и устанавливается непосредственно в . Преимущества последнего переоценить сложно, ровно, как и его недостатки. В случае нестабильной работы энергетической сети без источника питания остается сразу вся квартира или дом. В этом отношении намного привлекательнее выглядит работа стабилизатора напряжения.
Устройство защиты от перепадов напряжения
Устройство защиты от перепадов напряжения: стабилизатор
Если говорить о принципе работы этого устройства, то такой сложный и напичканный электроникой прибор, как автоматический стабилизатор напряжения, выгодно отличается от вышеописанной защиты. Он не отключает подачу энергии, а так сказать, выравнивает напряжение, превращая его из очень высокого или низкого напряжения в пригодный для работы домашних электроприборов ток.
Настенный стабилизатор напряжения фото
Современная промышленность производит несколько типов стабилизаторов напряжения – основное их различие заключается в мощности. Одни (простые стабилизаторы напряжения) позволяют использовать их для одного или нескольких потребителей, а другие (более сложные) предназначены для защиты всех квартирных или домашних потребителей электроэнергии.
Автоматический стабилизатор напряжения
При выборе стабилизатора для дома или квартиры следует обратить внимание на следующие параметры работы:
- Количество фаз – применяется при больших нагрузках в домах с огромным количеством потребителей. С его помощью производится подключение электроприборов к двум разным фазам (к примеру, освещение на одну фазу, а розетки на другую).
- Выходная мощность – здесь все зависит от нагрузки на электрическую цепь.
- Диапазон входного напряжения – чем больше перепады, тем соответственно должен быть шире входной диапазон рабочего напряжения.
- Точность стабилизации – стабильное напряжение всегда благоприятно сказывается на работе большинства электрических приборов.
- Быстродействие – как правило, практически у всех современных стабилизаторов напряжения эта характеристика на высоте.
- Масса и габариты – тут уж нужно исходить из места установки стабилизатора. Если смотреть на этот показатель с технической стороны, то, как правило, большие и массивные стабилизаторы оказываются намного лучше.
Устройство защиты от скачков напряжения фото
Как подключить устройства от скачков напряжения
И реле-прерыватель, и стабилизатор любой мощности подключается к электрической сети практически одинаково. Для подсоединения кабелей они оборудованы специальными клеммами. В зависимости от модели, они могут иметь либо четыре, либо шесть клемм – две или три из них предназначены для входного напряжения и столько же для выходного стабилизированного электрического тока.
Подключение устройств от скачков напряжения
При подключении этих устройств защиты от перепадов напряжения следует понимать, что они должны быть включены в домашнюю или квартирную цепь сразу же после входного автоматического выключателя и защищены дифференцированным реле ().
Как и все электрические приборы, большинство мощных стабилизаторов напряжения предусматривают свое подключение к системе защитного , посредством которого эти приборы сбрасывают излишки напряжения без всевозможных серьезных последствий. Вообще роль защитного заземления в борьбе с перепадами напряжения переоценить сложно – так уж получилось, что эти два устройства связаны с друг с другом и выполняют практически идентичную функцию.
Как подключить стабилизатор напряжения фото
В общем, защита от скачков напряжения на сегодняшний день является проблемой, причем, очень актуальной, и решать ее необходимо. Установить защиту лучше на стадии ремонта – в этом случае без особых повреждений и всяких переделок электрической проводки можно качественно противостоять практически всем перепадам электрической сети.
Перепады напряжения и прочие неполадки в электросетях отнюдь не редкость. Они могут привести к выходу из строя дорогостоящей техники и даже угрожать жизни и здоровью людей. Для предотвращения подобных последствий на рынке имеются различные устройства защиты электрической сети, применяемые в зависимости от характера неполадок.
В этой статье вы узнаете: что собой представляют перепады напряжения и каковы их причины; Какие существуют устройства защиты сети и в каких случаях используются.
Допустимые параметры электроэнергии
В России и на пост-советском пространстве стандартным напряжением является 220 вольт (для рядовых потребителей электроэнергии). При этом в реальности напряжение колеблется в определенных рамках от данного номинала. Допустимая амплитуда отклонения от нормы устанавливается нормами и актами, регулирующими предоставление данной услуги потребителю. При 220В минимальное допустимое значение составляет 198В, а максимальное - 242В.
Спасут ли пробки или автоматы?
Долгое время в домах использовались «пробки»: плавкие предохранители, защищающие от скачков напряжения. На смену им пришли современные и более удобные автоматы (автоматические выключатели). На сегодняшний день в большинстве квартир это единственные средства защиты от неполадок в сети.
Пробки и автоматические выключатели позволяют защититься от короткого замыкания, перегрева проводки и возгорания при перегрузке. Однако мощный электрический импульс может успеть пройти через автомат и вывести технику из строя. Такое случается, например, в следствие удара молнии. То есть обычные пробки не могут обеспечить полноценную защиту от перепадов напряжения.
Основные причины возникновения скачков напряжения в сети
Скачки напряжения могут отличаться по величине отклонения от нормы, по своей продолжительности и динамике возрастания/убывания в зависимости от причин их возникновения:
Одновременное подключение большого числа электроприборов при недостаточной мощности сети приводит к нестабильности напряжения. Это может быть заметно, например, как мерцание лампочек или внезапное выключение электроприборов. Данное явление встречается часто, особенно по вечерам;
Возможные последствия скачков напряжения
Производители электрической техники учитывают нестабильный характер напряжения и возможность его скачков и падений. Например, прибор с номинальным напряжением 220 вольт может работать при 200В и выдерживать скачки до 240В. При этом регулярная работа аппаратуры при больших отклонения от нормы сокращает срок ее эксплуатации. Сильные скачки напряжения могут вывести технику из строя, и даже нанести ущерб имуществу и здоровью, например, вызвав пожар.
Справка. Поломки электрических приборов в результате скачков напряжения не покрываются договорами о гарантийном обслуживании, то есть бремя расходов на ремонт и замену ложится на владельца, что может стать серьезным ударом по семейному бюджету. В некоторых случаях существует возможность предъявления иска к поставщику электроэнергии, однако это долго, сложно и дорого, а также не гарантирует успеха. Проще заранее предусмотреть защиту своего дома от подобных неприятностей.
Способы защиты от скачков напряжения
В зависимости от характеристик скачка напряжения и природы его возникновения используются различные устройства защиты. Рассмотрим основные из них:
Сетевой фильтр
Простое и доступное решение для защиты маломощного оборудования. Обычно представляет собой удлинитель или моноблок с вилкой, розеткой (или розетками) и выключателем с индикацией подачи питания. Следует отличать сетевые фильтры от обычных удлинителей, которые не имеют защиты, но очень похожи по виду. Защищает от скачков до 400 - 500 вольт, а ток нагрузки не может превышает 5 - 15 А.
Справка . С технической стороны сетевой фильтр представляет собой нехитрую систему из нескольких конденсаторов и катушек индуктивности. При этом блоки питания большинства современных электроприборов уже имеют в своем составе схемы, выполняющие аналогичную функцию. То есть на практике сетевые фильтры часто выполняют роль простого удлинителя с дополнительной защитой от скачков в сети.
Реле защиты РКН и УЗМ
Устройство прерывает подачу электроэнергии, если напряжение выходит за пределы допустимых значений. После возвращения напряжения в установленные рамки подача восстанавливается (автоматически или в ручную в зависимости от модели). Устройство подключается после входного автомата.
Основные достоинства РКН и УЗМ:
- Скорость срабатывания в несколько миллисекунд;
- Выдерживает нагрузку от 25 до 60 А;
- Небольшие размеры и удобный монтаж;
- Достаточные диапазоны максимального и минимального напряжения;
- Отображение показателей электрического тока в реальном времени;
Прибор эффективен для защиты от разрыва нулевого провода и умеренных скачков напряжения. Однако реле не могут обеспечить стабильное напряжение и защитить от импульсного скачка, вызванного ударом молнии.
Расцепитель минимального-максимального напряжения (РММ)
Устройство защищает от высокого и низкого напряжения. Эффективен в случае разрыва нулевого провода и перекоса фаз в трехфазной сети, но не защищает от высоковольтных импульсов.
Прибор отличается небольшими размерами, простотой установки и доступной ценой.
Обратите внимание. РММ не оснащен функцией автоматического включения, что может привести к порче продуктов в холодильнике, остановке отопления помещений в зимний период и подобным проблемам.
Стабилизаторы
Приборы используются для «сглаживания» подачи электроэнергии в сетях, склонных к нестабильной работе. Эффективны в случае падения мощности, но могут не справиться с высоким напряжением.
К достоинствам прибора относятся: длительный срок эксплуатации; быстрое срабатывание; поддержание напряжения на стабильном уровне. Главным недостатком стабилизаторов является высокая цена.
Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)
Используются для защиты от быстрых мощных скачков напряжения, как правило вызываемых ударом молнии в линию электропередач. Выделяют два вида подобных устройств:
- Вентильные и искровые разрядники. Устанавливаются в сетях высокого напряжения. В случае импульсного перенапряжения в устройстве происходит пробой воздушного зазора, фаза замыкается на заземление, разряд уходит в землю;
- Ограничители перенапряжения (ОПН). В отличие от разрядников имеют небольшой размер и используются в частных домах. Внутри установлен варистор. При обычном напряжении ток через него не течет, но в случае скачка происходит возрастание тока, что позволяет снизить напряжение до нормальной величины.
Датчик повышенного напряжения (ДПН)
Используется вместе с УЗО (устройство защитного отключения) или дифференциальным автоматом. ДПН определяет превышение установленной нормы напряжения, после чего УЗО размыкает цепь.
Заключение
Наиболее распространенные средства защиты от скачков напряжения: автоматы и пробки, - эффективны не во всех случаях. В частности они не справляются с мощными скачками напряжения, что ставит под угрозу сохранность электротехники и всего дома в целом. Рынок предлагает разнообразными устройствами защиты электросети, применяемые в зависимости от характера перепадов напряжения и причин их возникновения. Потребителям электроэнергии остается выбрать необходимые приборы и правильно их установить.
Так ли опасны скачки и перепады сетевого напряжения?
Скачки и перепады напряжения в электросети - проблема, хорошо знакомая жителям больших и маленьких городов, посёлков и деревень. Система электроснабжения в стране имеет большой износ, требует ремонта и модернизации. Основные линии электропередач и распределительные станции, городские и поселковые внутренние сети были построены пол века назад. Скачки и перепады сетевого напряжения часто приводят к выходу оборудования из строя. Всего один скачок напряжения за доли секунды может сжечь дорогой телевизор, холодильник, музыкальный центр или стиральную машинку. Бывают случаи, когда скачки могут достигать 300, 400 и даже 500 вольт. Такие перепады напряжения опасны не только для электроприборов, они могут привести к замыканиям всей проводки и даже возгораниям. Вот почему так важно создать надёжную защиту.
Почему в графике напряжения появляются скачки и перепады?
Причин, по которым скачки и перепады напряжения появляются в электрических сетях, много.
К основным можно отнести следующие: нестабильная работа автотрансформаторов, аварии в передающих сетях, ненадёжное заземление, обрыв нуля, перегрузка сети, слипание проводов, обрыв линий электропередач, короткие замыкания в сети нагрузки, некачественный монтаж сетей и оборудования, включение мощных потребителей, сварочные работы. Причиной повышенных параметров тока может быть неравномерность загрузки линии электропередачи. В этом случае часть абонентов может получать низкое напряжение. Чтобы исправить ситуацию электрики часто повышают его значение на выходе распределительного трансформатора, перепады и скачки напряжения могут появится у потребителей, находящихся в начале линии.
Кратковременные скачки могут возникать по причине включения мощных электрических нагрузок (трансформаторов, электродвигателей, промышленного оборудования). Такие явления часто наблюдаются у потребителей, находящихся вблизи промышленных предприятий, фабрик, заводов.
Возникшее короткое замыкание в линии передач может вызвать явление сверхтока, большой всплеск, провал или перепад напряжения. Причём замыкание может случится не в вашем дома, а у соседей, однако всплески пойдут по всей линии электропередач.
"Мерцающие скачки" в графике электрического тока могут быть результатом работы некачественных регуляторов в оборудовании или электроприборах. Регуляторы могут периодически включать и выключать нагрузку, что может вызывать перепады и скачки напряжения. Регуляторы тока, тепловые еле часто устанавливаются в тепловых приборах: электрических радиаторах отопления, электрических чайниках, бойлерах.
Импульсные перенапряжения высокой мощности могут возникать при попадании молнии в линии электропередач, эти импульсы как правило имеют очень маленькую продолжительность - тысячные доли секунды. Однако даже этого времени достаточно чтобы скачок напряжения вывел электрические приборы из строя. В этом случае будет уничтожено электрооборудование даже в выключенном состоянии, достаточно только включения вилки в сеть. Следует также подумать об эффективной молниезащите вашего дома.
Высокие скачки и перепады напряжения могут возникать и при обрыве линий контактной сети трамваев и троллейбусов. При попадании проводов контактной сети на городские линии электропередач скачок электрического напряжения может достигнуть 500 Вольт. Такое явление, конечно, случается редко, но если оно произошло, то могут сгореть все электроприборы (включенные в сеть) в нескольких домах вблизи места аварии.
Существует и множество других причин, которые могут вызвать резкий перепад или скачок сетевого напряжения.
Защита от перепадов и скачков напряжения
Для начала следует отметить, что традиционные защитные устройства, установленные в электрических щитовых наших домов (автоматы тока, УЗО, пакетные выключатели) не срабатывают при скачке. Эти приборы начинают действовать при повышении силы тока или попадании тока на нулевую фазу. Фактически это оборудование охраняет общие домовые сети от аварий в вашей квартире. Они не охраняют электрические приборы и проводку вашего дома от аварий и перегрузок внешних сетей.
Для решения задачи защиты электрооборудования и сетей от пагубных действий, которые могут произвести скачки, разработаны специальные приборы. К ним можно отнести устройства ограничения перенапряжения, стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания с функцией стабилизации напряжения. Часть приборов могут объединять несколько перечисленных функций.
Это оборудование позволяет отфильтровать скачки напряжения, возникшие по причине аварии во внешних сетях, не пропустить импульсные перенапряжения высокой мощности, защитить дом от возможного пожара. Оборудование сетевой защиты позволяет срезать перепады и скачки напряжения, при этом форма основного электрического сигнала остаётся правильной синусоидальной. Эффективную работу защитных устройств обеспечивает электронное управление на основе микросхем. Электроника позволяет мгновенно (в тысячные доли секунды) принять правильное решение по защите сети.
Для выбора способа защиты сети необходимо определить какие именно проблемы возникают в вашей сети, как часто бывают скачки и перепады напряжения, и насколько важно обеспечить бесперебойное питание электроприборов.
Если перепады и скачки возникают в сети редко, имеют кратковременный характер, и остальные параметры тока находятся в норме, то вам фактически нужно только защитить сеть от аварийных ситуаций. Для решения этой проблемы будет достаточно установить защитные сетевые устройства. Подробнее смотрите в разделе . При этом можно установить УЗИП для срезания перепадов как на весь дом, так и на отдельные группы потребителей. УЗИП позволяет не пропустить перепады и скачки напряжения в вашу сеть.
Компания «Бастион» предлагает следующие устройства сетевой защиты: Альбатрос-220/500 AC , Альбатрос-1500 DIN , Альбатрос-500 DIN , Альбатрос-1500 исп.5 .
Если скачки и перепады напряжения проявляют себя часто, и наблюдается колебание значения параметров тока, повышенное или пониженное напряжение, то необходимо использовать стабилизаторы. Подробнее смотрите в разделе . Стабилизаторы могут быть установлены как на весь дом, так и на отдельные группы приборов или на необходимые приборы. При этом, следует внимательно отнестись к выбору стабилизатора. Многие электрические приборы требуют определенного качества питания, соблюдения необходимых параметров, в том числе сохранения формы сигнала «Чистый синус».
Компания «Бастион» предлагает сетевые стабилизаторы: TEPLOCOM ST-555 , TEPLOCOM ST-8 .
Если перепады и скачки напряжения случаются часто, и наблюдаются провалы питания или периодические отключения тока, то необходимо использовать источники бесперебойного питания. Подробнее смотрите в разделе . Бесперебойники могут быть установлены как на весь дом, так и на отдельные электрические приборы. При этом, следует внимательно отнестись к выбору ИБП. Необходимо правильно подобрать мощность ИБП и рассчитать ёмкость аккумуляторных батарей для обеспечения необходимого времени резервирования питания. Для обеспечения защиты от перепадов и скачков напряжения выбирайте ИБП с встроенной функцией защиты или установите отдельно УЗИП, отфильтровывающий скачки напряжения
Компания «Бастион» предлагает источники бесперебойного питания: ИБП TEPLOCOM-300 , ИБП TEPLOCOM-1000 .
Если электропитание в доме очень плохое, наблюдаются и резкие высокие скачки напряжения, и колебания тока, и провалы питания, то решением будет установка устройств защиты на входе объекта и использование стабилизаторов и ИБП для питания конкретных приборов. Завершить статью хотелось бы фразой из её начала: «Скачки и перепады напряжения в электросети - проблема, хорошо знакомая жителям больших и маленьких городов, посёлков и деревень». Но решить её можно!
