Различные электротехнические устройства для защиты от перенапряжении в сети. Защита от перенапряжений

Защита сети 220 вольт от перенапряжения

Хотя подача электричества в квартиры и дома регулируется законодательством, жильцам не стоит полностью рассчитывать на то, что соответствующие службы обеспечат подачу электроэнергии нужного качества. Если из-за бросков сетевого напряжения дорогостоящие электроприборы выйдут из строя, получить компенсацию будет практически невозможно. А поскольку неполадки на электролиниях – не редкость, то стоит самостоятельно принять меры, которые помогут уберечь бытовую технику от поломки. Для этого нужна защита от перенапряжения, обеспечить которую можно, установив в сети соответствующий прибор – защитное реле, датчик с УЗО или стабилизатор напряжения.

Допустимые параметры электроэнергии

Номинал напряжения, обозначенный на всей бытовой электротехнике, составляет 220В, однако в реальной жизни это значение стабильно далеко не всегда. Это учитывается при изготовлении современных приборов, и они могут устойчиво работать при колебании напряжения от 209 до 231В, а также переносить разброс от 198 до 242В. Если бы небольшие перепады разности потенциалов не были предусмотрены конструкцией бытовой техники, она ломалась бы постоянно. Более значительные отклонения приводят к перегрузке сети, и это снижает эксплуатационный ресурс аппаратуры.

Чтобы сгладить колебания напряжения и обеспечить безопасность приборов, достаточно установить стабилизатор. Гораздо опаснее для электротехники перенапряжение (так называется резкий скачок разности потенциалов).

Разновидности перенапряжений

Перенапряжение может длиться как короткое, так и достаточно продолжительное время. Оно может быть вызвано ударом молнии во время грозы или коммутацией, возникшей из-за неполадок подстанции. Для защиты от них в сеть 220 или 380 Вольт (бытовую или промышленную) включается УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений). Его автоматическое срабатывание помогает обезопасить линию при воздействии, например, мощного грозового разряда, от которого не сможет спасти стабилизатор напряжения.

Наглядно про УЗИП на видео:

Удар молнии приводит к появлению мощного электромагнитного импульса, под влиянием которого в расположенных рядом с местом разряда проводниках возникают электрические потенциалы, и происходит резкий скачок напряжения. Длится он всего около 0,1 с, но величина разности потенциалов при этом составляет тысячи вольт.

Понятно, что при поступлении такого напряжения в домашние и производственные сети последствия могут быть очень тяжелыми.

Перенапряжение в результате коммутации

Такое явление может произойти при включении в линию или выключении приборов, дающих высокую индуктивную нагрузку. К ним относятся блоки питания, электромоторы, а также мощные инструменты, запитывающиеся от сети.

Этот эффект обусловлен законами коммутации. Моментальное изменение величины тока в соленоиде, а также разности потенциалов на конденсаторе произойти не может. Когда цепь с такой нагрузкой соединяется или размыкается, то в месте контакта отмечается появление вызванного самоиндукцией и коммутационными процессами электрического потенциала.

Течение переходного процесса всегда сопровождается выбросом напряжения, которое обладает полярностью, обратной входному. Небольшая емкость проводников в сети вызывает резонанс, длящийся короткое время и вызывающий высокочастотные колебания. По завершении переходного процесса они затухают.

Сколько продлится перенапряжение и какова будет его величина, зависит от следующих показателей:

• Индуктивность нагрузки.
• Моментальное значение разности потенциалов при коммутации.

• Емкость подключающих электрических кабелей.
• Реактивная мощность.

Опасность перенапряжения

Поскольку изоляция проводов рассчитана на величину напряжения, значительно превышающую номинал, пробоя чаще всего не случается. Если электроимпульс действует в течение незначительного времени, то напряжение на выходе блоков питания со стабилизатором не успевает возрасти до критического показателя. Это же касается и обычных лампочек – если резко возросшее напряжение быстро нормализуется, то спираль не успевает не только перегореть, но даже перегреться.

Если же изоляционный слой не выдерживает увеличившегося напряжения и происходит его пробой, то появляется электрическая дуга. В этом случае поток электронов проникает сквозь микротрещины, возникшие в изоляции, и идет через газы, которыми наполнены образовавшиеся мельчайшие пустоты. А большое количество тепла, выделяемое дугой, способствует расширению токопроводящего канала. В итоге нарастание тока происходит постепенно, и автомат защиты срабатывает с некоторым опозданием. И хотя оно занимает всего несколько мгновений, их оказывается вполне достаточно для выхода электропроводки из строя.

Какими устройствами обеспечивается защита сети от перенапряжения?

Схема защиты электрической линии от скачков напряжения может включать в себя:

• Систему молниезащиты.
• Стабилизатор напряжения.
• Датчик повышенного напряжения (устанавливается вместе с УЗО).
• Реле перенапряжения.

Отдельно нужно сказать о блоках бесперебойного питания, через которые в домашних сетях чаще всего подключают компьютеры. Этот прибор не предназначен для защиты от перенапряжения в сети. Его функция заключается в другом: при внезапном отключении света он работает как аккумулятор, позволяя пользователю сохранить информацию и спокойно выключить ПК. Поэтому путать его со стабилизатором напряжения не следует.

Принцип работы защитных устройств

Для защиты от электроимпульсов, возникающих под действием молнии, устанавливается грозозащитный разрядник вместе с УЗИП. А обезопасить линию от потока электронов, параметры которого не соответствуют рабочим характеристикам сети, можно с помощью специальных датчиков, а также реле перенапряжения.

Следует сказать, что как ДПН, так и реле по принципу действия и назначению отличаются от стабилизатора.

Задача этих элементов состоит в том, чтобы прекратить подачу электроэнергии в случае превышения величиной перепада максимального порога, указанного в техническом паспорте средства защиты или выставленного регулятором.

После нормализации параметров электрической линии происходит самостоятельное включение реле. ДПН для защиты линии следует устанавливать только в паре с устройством защитного отключения. Его задача заключается в том, чтобы при обнаружении неполадок вызвать утечку тока, под воздействием которой сработает УЗО.

Наглядно про реле напряжения на видео:

Недостаток такой схемы заключается в необходимости ее ручного включения после того, как напряжение придет в норму. В этом плане выгодно отличается стабилизатор напряжения. Это устройство предусматривает регулируемую временную задержку токоподачи, если происходит его срабатывание под воздействием чрезмерного напряжения. Стабилизатор часто используют для подключения кондиционеров и холодильных аппаратов.

Длительные перенапряжения

Продолжительные перенапряжения очень часто происходят из-за обрыва нулевого проводника. Неравномерность нагрузки на фазных жилах становится причиной перекоса фаз – смещения разности потенциалов к проводнику с самой большой нагрузкой.

Иначе говоря, под воздействием неравномерного трехфазного электротока на нулевом кабеле, не имеющем заземления, начинает скапливаться напряжение. Ситуация не нормализуется до тех пор, пока повторная авария окончательно не выведет линию из строя или специалист не устранит неисправность.

При обрыве нулевого провода в электророзетке будет происходить изменение напряжения в соответствии с нагрузкой, которую пользователи, не знающие о неполадках, будут подключать на различные фазы. Пользоваться неисправной цепью практически невозможно, даже если в линию питания включен хороший стабилизатор. Дело в том, что сетевые параметры, регулярно выходящие за пределы стабилизации, приведут к тому, что прибор будет постоянно выключаться.

Наглядно про обрыв ноля и что нужно при этом делать – на видео:

Недостаток напряжения (провал)

Это явление особенно хорошо знакомо людям, проживающим в деревнях и селах. Провалом (проседанием) называется падение величины напряжения ниже допустимого предела.

Опасность проседаний заключается в том, что в конструкцию многих бытовых приборов входит несколько блоков электропитания, и недостаток напряжения приведет к тому, что один из них кратковременно выключится. Аппарат среагирует на это выдачей ошибки на дисплее и остановкой работы.

Если речь идет об отопительном котле, а неисправность произошла в зимнее время, то дом останется без отопления. Избежать такой ситуации поможет подключение стабилизатора. Этот прибор, зафиксировав проседание, повысит величину напряжения до номинала. Стабилизатор может спасти ситуацию, даже если напряжение в сети упало по вине трансформаторной подстанции.

Заключение

В этой статье мы рассказали, для чего нужна защита от перенапряжения в сети, какими устройствами она обеспечивается и как правильно ими пользоваться. Приведенные рекомендации помогут читателям разобраться в причинах сбоя сетевого напряжения, а также выбрать и установить устройство для защиты электросети.

yaelectrik.ru

Защита от перенапряжения в частных домах

Скачки напряжения распространены в бытовых электросетях. Регулярные сбои параметров сети приводят к быстрому выходу из строя домашней техники. А это уже является прямой угрозой для организма человека.

Современные защиты

Перенапряжение – состояние электросети, при котором напряжение выходит за лимиты рабочего. Допустимый диапазон для электросетей 0, 38 кВ: 0,198..0,242 для однофазных, 0,342..0,418 для трехфазных. Т.е. отклонение колеблется в пределах 5-10% на вводах к потребителям.

Причины возникновения

Причины возникновения перенапряжений в сети:

1. Удары молнии. При этом по проводам течек ток, с импульсными напряжениями в несколько десятков тысяч вольт.
2. Ошибки операторов при обслуживании оборудования на питающих подстанциях. Случается из-за несогласованности регулирования напряжения на ПС.
3. Неправильное соединение проводов в щитовой. Происходит, когда на ноль, подключают фазу.
4. Нарушение в нейтрали. Возникает при обрывах или обгорании проводника. Является самой распространённой причиной возникновения перенапряжений в бытовых сетях. При разрыве, не происходит перекос фаз, чем и вызываются скачки напряжений.

Опасность для электроприборов

Бытовая техника рассчитывается на присутствие скачков электроэнергии, превышающих рабочие значения в три раза (до 1000 В). Если происходит аварийная ситуация, то значение скачков может превышать предельно допустимые нормы. При этом происходит перегрев кабелей, пробой изоляционной оболочки, и как следствие искрение и возникновение пожаров. КЗ могут возникать даже на участках электросети без нагрузки.

Защита от импульсных перенапряжений

Мерами безопасности являются УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений).

Различают два вида:

1. Полная. Предусматривает устройство приборов на вводе в квартиры, а также перед каждым бытовым электроприбором.
2. Частичная. В этом случае аппараты устанавливаются только в электрощитовой.

Современные меры безопасности УЗИП

Виды защит от перенапряжения:

• Реле. Производит аварийное отключение бытовых приборов при достижении электросетью критических параметров и автоматическое включение после нормализации напряжения.

Используются для защиты всей сети, так и для каждого электроаппарата в отдельности.

• Стабилизаторы напряжения – защищают бытовую технику от скачков напряжения в сети.
• Современные модели устроены на микропроцессорной базе, имеют дисплей и многофункциональный интерфейс. Совместное использование УЗО и ДПН (датчика повышенного напряжения). Последний прибор осуществляет мониторинг параметров сети, а УЗО производит аварийное отключение.

Реле контроля фаз

Устройства, предназначенные для:

• мониторинга симметрии напряжения в бытовых электросетях;
• предотвращения асимметрии нагрузки;
• правильность последовательности фаз в трехфазных сетях.

Применяются в системах с автоматическим управлением.

Импортное оборудование очень требовательно к качеству электросетей. Отсутствие надлежащих мер контроля электричества приводит к быстрому износу и полному выходу из строя электроаппаратов. Реле контроля фаз также предназначено для стабилизации параметров питающей сети.

Реле контроля фаз

Преимущества:

1. работа на микропроцессорной базе;
2. высокая точность показаний и надёжность;
3. простота конструкции.

Принцип работы основан на явлении самовозврата параметров. При подаче напряжения устройство осуществляет контроль. Происходит аварийное отключение, когда возникают сбои.

Места установки:

• для защиты отдельно стоящего оборудования или группы электроустановок непосредственно перед розеткой;
• для общедомовой защиты на DIN-рейку вводно-распределительного устройства.

При одновременном пропадании нескольких фаз, устройство срабатывает без задержки во времени.

Устройство автоматического ввода резервного питания

Причины срабатывания реле:

1. перекос фаз;
2. несоответствие подключение фазных проводов;
3. обрыв фазного кабеля.

Типы стабилизаторов

Различают феррорезонансные, симисторные, релейные стабилизаторные электроприборы и сервоприводные стабилизаторы.

Феррорезонансные

В системе трансформатор-конденсатор использует эффект феррорезонанса. Выполняют стабилизацию параметров в выбранном диапазоне нагрузок. Малораспространенный тип из-за сложностей внедрения в бытовые системы электоснабжения и высокой стоимости.

Преимущества:

• точность срабатывания;
• длительный срок эксплуатации;
• быстродействие;
• надёжность работы.

Недостатки:

• громоздкость;
• искажение синусоидальности;
• малый диапазон нагрузок;
• невозможность работы в режиме ХХ и перегрузе.

Симисторные

Принцип действия – срабатывание сигнала по релейному типу. Разъединение цепи осуществляется симисторами.

Преимущества:

• при получении сигнала стабилизаторы способны к быстрому коммутированию;
• отсутствие шума;
• плавность регулировки.

Недостатки:

• завышенная стоимость;
• ступенчатая регулировка.

Релейные

Используются для предохранения электроаппаратов малой мощности. Прибор включает в себя силовое реле и автотрансформатор. При изменении параметров внешней сети происходит срабатывание релейного элемента и переключение обмоток автотрансформатора.

Преимущества:

• быстродействие.

Недостатки:

• ступенчатость регулировки;
• невысокая точность срабатывания;
• искажение синусоидальности.

Сервоприводные

Устроены по схеме реостата. Электропривод при изменениях параметров электросети перемещает подвижные контакты на обмотке автотрансформатора до необходимого положения.

Преимущества:

• высокая чувствительность электроприбора к нарушению параметров сети;
• отсутствие синусоидальных искажений;
• плавность управления.

Недостатки:

• низкая надёжность;
• медленное срабатывание электроники.

Автоматический стабилизатор напряжения

Работа в сетях 220 В

Монтаж выполняется в соответствии с требованиями электробезопасности – без нагрузки. Присоединение в цепь выполняют непосредственно после счётчика. Соединение фазного провода – с разрывом.

В устройстве имеется три контакта:

• Ноль. Нейтраль подключается без разрыва.
• «Вход». На этот контакт присоединяется провод, идущий от вводного автомата.
• «Выход». Присоединяется к отходящему на потребителей проводнику.

В случае четырёхконтактного подключения схема аналогична. Фазные жилы и нейтраль, идущие от главного автомата, присоединяются путём разрыва на стабилизатор.

Рекомендации:

• Не реже 1 раза в год необходимо проводить осмотр.
• При работе приборы не производят звуков. Посторонние шумы говорят о нестабильности работы.

После установки производится пробное включение – без нагрузки. Если происходит отключение сети, то монтаж выполнен с ошибками.

Существуют переносные стабилизирующие устройства. Представляют собой короб с вилкой и несколькими розетками для подключения электроприборов. Являются переходниками между питающей сетью и нагрузкой.

Работа в сетях 380 В

Эксплуатация стабилизаторов в сетях 380 В:

• Стабилизаторы должны следить за равномерностью распределения тока по фазам.
• Применение трехфазных устройств необходимо в тех случаях, когда в сети 380 Вольт будут использоваться электродвигатели.
• Как правило, все потребители 220В, поэтому целесообразно применять комплект из 3 однофазных стабилизаторов. При выходе из строя одного из трёх устройств, подача электричества не прекратится, в отличие от случая с трехфазным. Замена вышедшей из строя фазы обойдётся в 3 раза дешевле.

При выборе стабилизирующего аппарата необходимо учитывать: стоимость оборудования, срок эксплуатации, быстродействие, удобство интерфейса, устройство регулировки, характеристику нагрузки бытовой сети.

Место установки защитных устройств

Приборы устанавливают в специально оборудованных помещениях – электрощитовых. Если такого нет, то местом установки могут стать тамбуры, кладовые, подсобки. Главное условие для комнаты – обеспечение качественной вентиляции.

При установке стабилизаторов в утопленные полки и ниши, необходимо отступить от стен на 10 см для исключения перегрева соседних поверхностей. Также рядом не должно быть легковоспламеняющихся материалов – пластиковых панелей, синтетических штор и т. д.

Выбор стабилизирующих устройств

Подбор стабилизаторов:

• По типу сети. На жилые дома с трехфазной электросетью устанавливается минимум один комплект для трехфазной нагрузки.

Однофазный устанавливают для потребителей, запитанных от сети

220 В.

• По мощности. Характеристика прибора должна быть на ступень выше, отпущенной потребителю нагрузки. Для таких случаев следует учесть нагрузку всех защищаемых электроустановок.

В расчётах используют полную мощность, учитывающую (актив и реактив).

• Значение пускового тока. Учитывается при выборе защитных устройств как холодильники, насосы и другие, т. е. те, схема которых содержит асинхронные двигатели. Для этих аппаратов стабилизаторы выбирают с запасом до 25%.

Для защиты устройств электроосвещения используются стабилизаторы с точностью не менее 3%. Именно с этого значения можно зафиксировать мерцание ламп.

Стоит ответить на вопрос, что лучше один стабилизатор на дом или несколько для каждого электроприбора?

Для маломощных систем подходит схема установки одного комплекта на вводе. Такой способ защиты экономически оправдан.

Если предполагается использование большого количества электроустановок, то целесообразно ставить защиту на каждый прибор или на группу с учётом важности и экономической целесообразности.

ИБП используют для подключения дорогостояще техники: телевизоры, холодильники, компьютеры и т. д.

Установка реле напряжения. Видео

Каким образом осуществляется установка реле от защиты от перенапряжения, рассказывает это видео.

При проектировании электроснабжения жилого дома следует особое внимание уделить защите сети от перенапряжений. Применение комплексных мероприятий позволяет снизить риск аварийной ситуации до минимума. Также следует не забывать об элементарных правилах использования и содержания электроприборов. Это не только защищает жизнь людей, но и экономит средства на последующие ремонт и замену испорченного электрооборудования.

Оцените статью:

elquanta.ru

Защита от перенапряжения - Всё о электрике в доме

Защита от перенапряжения в сети

Перенапряжения, которые возникают в электросети, сопровождаются, как правило, выходом из строя электрических приборов. Кроме того, перенапряжения, могут привести к таким негативным последствиям как пожар или даже гибель людей. В данной статье рассмотрены устройства, которые применяются для защиты от перенапряжения в сети.

Довольно часто в наших домах и квартирах можно наблюдать то, что напряжение в розетках несколько отличается от положенных 220 В. Зависит это от разных причин и диапазон таких отклонений напряжения может колебаться от 170 – 380 В до нескольких тысяч В.

Не трудно догадаться, что такие перепады напряжения часто становятся причиной выхода из строя бытовой техники. Понятно, что пониженное напряжение может привести к не корректной работе электрооборудования, а повышенное к выходу его из строя, особенно это касается таких устройств как компьютеры, телевизоры, плазменные панели, холодильники и т.п.

Перенапряжением называется такое значение установившегося напряжения, которое превышает значение предельно допустимого напряжения.

Государственным стандартом качества электрической энергии установлены нормы отклонения напряжения в точке подключения потребителей электрической энергии. Существует понятие допустимое и предельно допустимое значение напряжения. Эти значения равны соответственно ±5 и ±10 % от номинального значения напряжения и в точках общего присоединения потребителей.

То есть нормальным считается напряжение:

• — для однофазной сети в диапазоне 198 – 242 В;
• — для трехфазной сети 342 – 418 В.

Причины возникновения перенапряжения

1) Самой распространенной причиной перенапряжения для бытовых потребителей является обрыв нулевого провода (N).

Нулевой провод при несимметричных нагрузках выравнивает фазные напряжения у потребителя электроэнергии. При обрыве или отгорании нулевого провода ток будет циркулировать между фазами. Часть потребителей получит повышенное напряжение, вплоть до 380 В, а часть заниженное.

2) Неправильное или ошибочное подключение в электрощитовой, когда вместо нулевого провода вы подключаете фазный, при этом в дом приходит не 220 В, а 380 В.

3) Во время грозовых разрядов, удар молнии в линию электропередачи, возникают импульсные перенапряжения которые по величине могут достигать нескольких тыс. В.

4) Регулирования напряжения на подстанциях энергосистем.

Защита от перенапряжения

— применение стабилизаторов напряжения предохраняет вашу сеть от перепадов напряжения, делая эксплуатацию электротехники безопасной. Большинство таких приборов имеют дисплей, на котором отображается напряжение сети, график скачков напряжения и т.п.

Стабилизаторы оснащены функцией контроля напряжения, если значение напряжения сети выходит за диапазон контроля стабилизатора, например ниже 150 В или выше 260 В, то стабилизатор блокируется и отключает от сети потребителя. Как только напряжение сети возобновляется до допустимых значений, стабилизатор снова включается .

— реле напряжения защищает и отключает бытовую технику при возникновении недопустимых перепадов напряжения и автоматически включает потребителей после восстановления его допустимых значений.

Реле напряжения широко используется для защиты от перенапряжения бытовых электроприборов. Целесообразно использовать реле напряжения в квартирах так как в таких сетях не редко возникают опасные перенапряжения из за обрыва нулевого провода.

Реле напряжения по своей структуре могут использоваться для защиты как одного конкретного потребителя, так и для защиты всего дома или квартиры.

При защите одного или группы потребителей, реле напряжения подключается по схеме приемник – реле — розетка, то есть прибор подключается к реле, затем само реле включается в розетку.

Для защиты от перенапряжения всего дома или квартиры, реле напряжения устанавливается на DIN-рейку в распределительном щитке.

— комбинированное использование датчика повышенного напряжения (ДПН) и УЗО такой способ борьбы с перенапряжением получил широкое распространение благодаря незначительной цене.

Принцип работы весьма прост: ДПН контролирует наличие напряжения сети, УЗО отключает сеть при возникновении перенапряжения.

Устройства защиты от перенапряжения в сети

Защита от перенапряжения в сети – очень важное мероприятие, которое позволит не только продлить срок службы электропроводки, но и повысит безопасность при скачках напряжения. Если не защитить линию от перенапряжения. то можно не только вывести из строя всю бытовую технику, но и подвергнуть свое жилье пожару, не говоря уже о собственном здоровье. Далее мы рассмотрим основные причины возникновения перенапряжения, а также устройства, которые позволят уберечь электропроводку от губительных последствий данного явления.

Основные причины возникновения

Чаще всего перенапряжение в сети 220 и 380 Вольт возникает по следующим причинам:

1. Обрыв нулевого провода (на схеме обозначается как N, синего цвета). Предназначение нуля – выровнять ток в фазах и, соответственно, при его обрыве происходит резкий сбой, при котором одни потребители получают меньше необходимых 220 В, а часть больше, вплоть до 380 В. Если в первой случае техника будет просто некорректно работать, то во втором она попросту выйдет из строя, если не установлены устройства защиты.
2. Невнимательность при подсоединении контактов в щите, в результате чего по жилам пойдет перенапряжение — не 220, а 380 В.
3. Возникло импульсное напряжение вследствие попадания грозы в ЛЭП (именно поэтому рекомендуют отключать всю бытовую технику во время грозы, а также делать молниезащиту на участке ).
4. Питание от одной линии с мощным заводом, который в определенный момент может запустить все свое оборудование, создав огромный скачок тока в сети. Происходит редко, но все же отдельные случаи наблюдались.

Наглядный видео пример действия перенапряжения

Как Вы видите, на перегрузку в однофазной и трехфазной сети влияет множество факторов, в том числе и природные. Поэтому домашнюю проводку нужно обязательно защитить, чтобы не стать жертвой несчастного случая.

Устройства для решения проблемы

В современном мире существует множество различных устройств для защиты от перенапряжения в сети, которые несложно подключить своими руками. Изделия могут эффективно справляться не только с перепадами напряжения, но и со сверхтоками, которые также губительно влияют на домашнюю проводку.

Среди наиболее полезных для применения в доме и квартире выделяют:

1. Стабилизатор. Является своего рода предохранителем, который контролирует напряжение в сети и в случае его предельно допустимого отклонения, отключает электричество в доме. К примеру, на своем опыте могут сказать, что стабилизатор не раз спасал нашу бытовую технику от перепадов, вызванных сварочными работами, проходящими вблизи. Устройства имеют диапазон от 150 В и до 240 В (как пример). Как только значение выйдет из данного диапазона, аппарат выключится. В то же время, когда все стабилизируется, устройство защиты снова включится. О том, как подключить стабилизатор напряжения. мы рассказывали в соответствующей статье!
2. Реле. Вы наверняка не раз сталкивались с данными устройствами, которые являются миниатюрной версией стабилизатора. Чаще всего реле напряжения используется для защиты от перенапряжения одного определенного агрегата, к примеру, компьютера. Работает по такой же схеме, как и предыдущий вариант. Может быть представлен в виде электрической вилки (к примеру, ЗУБР), удлинителя и отдельного аппарата (всем известный Барьер), которое крепится на DIN-рейку щита. О том, как выбрать реле напряжения мы рассказывали в отдельной статье.
3. Устройство защитного отключения. Широко применяется для защиты сети в домашних условиях, что вызвано высоким качеством работы и небольшой стоимостью. УЗО должно работать в паре со специальным датчиком ДПН, который будет подавать сигнал на отключение, если обнаружит перенапряжение в сети. Вместо этого можно использовать альтернативный вариант для защиты дома — устройство защиты многофункциональное. О том, как работает УЗМ-51М и как его подключить, мы рассказали в отдельной статье.
4. Источник бесперебойного питания. Опять-таки, на своем опыте подтвержу его эффективность. Более десяти раз ИБП спасал мой компьютер от резкого выключения при срабатывании стабилизатора. «Бесперебойник» имеет небольшую стоимость, поэтому купить такой вариант защиты от перенапряжения при наличии ПК крайне необходимо.
5. УЗИП. От импульсных напряжений (возникают во время грозы и могут вывести технику из строя) можно защититься, установив в доме УЗИП. Данный аппарат является достаточно популярным на сегодняшний день и широко применяется как в быту, так и на производстве. Более подробно о том, что такое УЗИП и как он работает, мы рассказали в отдельной статье, с которой настоятельно рекомендуем ознакомиться. Следует отметить, что УЗИП могут также называть модульными ограничителями перенапряжения (ОПН).

Купив все эти устройства для защиты от перенапряжения в сети 220 и 380 Вольт можно не беспокоиться о том, что пострадает бытовая техника, электропроводка и главное – Ваша жизнь в опасной ситуации.

Видео пример срабатывания ДПН и УЗО

Защита электрических сетей от перенапряжения

Перенапряжение – это превышение предельно допустимого уровня напряжения в сети на 10 и более процентов.

В зависимости от типа сети допустимые по нормативам значения варьируются в диапазоне:

• однофазная электросеть – от 198 до 242 вольт;
• трехфазная электросеть – от 342 до 418 вольт.

Если напряжения превышает данные показатели, то речь уже идет о перенапряжении сети и нужно принимать защитные меры.

Опасность перенапряжения

Опасность перенапряжение состоит в том, что оно может вызвать в сбои в работе электрического оборудования и привести к частичной или полной его поломке. Оно может стать причиной сгорания холодильников, стиральных машин, телевизоров, компьютеров и других бытовых приборов.

Стоит отметить, что поломка бытовой техники – это не самое страшное последствие перенапряжения. Оно может стать причиной возгорания помещения и человеческих смертей, поэтому важно использовать средства защиты и обезопасить домашнюю электросеть.

Причины возникновения перенапряжения

Наиболее распространенная причина перенапряжения – это отгорание или обрыв нулевого провода, что приводит к тому, что ток циркулирует между фазами и часть потребителей получает пониженное напряжение, а часть – повышенное.

Также часто причиной перенапряжения становится ошибка при подключении кабеля в распределительном щитке – нулевой провод включается на место фазного и в квартиру вместо положенных 220 вольт поступает 380.

Значительную опасность для сети представляет разряд молнии в линии электропередач. В результате ударе возникает импульсное перенапряжение, достигающее нескольких тысяч вольт. Бывают случаи перенапряжения из-за сбоев на электрических подстанциях.

Способы защиты от перенапряжения

Для защиты от повышенного напряжения используются следующие устройства:

Остановимся на каждом устройстве подробнее.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы обеспечивают надежную защиту сети от перенапряжения. Если напряжение выходит за предельно допустимый диапазон, то стабилизатор отключает подключенную группу от сети. Когда напряжения нормализируется, то регулятор включает питание снова. Современные стабилизаторы комплектуются дисплеями, отображающими текущее напряжение и показывающими график его скачков.

В продаже можно встретить различные типы этих устройств:

Существуют различные схемы монтажа регуляторов. Оптимальный вариант – это установка устройства на каждый электроприбор, который необходимо защитить. Эта схема хороша тем, что для каждого потребителя можно подобрать подходящий по точности и мощности стабилизатор. Конечно, этот вариант и самый дорогой, поэтому чаще всего один стабилизатор устанавливается на группу или на всю квартиру. Его мощность рассчитывается путем суммирования мощности всех приборов.

Реле напряжения

Установка реле – это тоже довольно эффективный способ обезопасить домашнюю сеть. При больших перепадах напряжения, реле автоматически отключает потребителя, а при стабилизации – включает. Современные защитные реле выпускаются с микропроцессорами, которые позволяют проводить более тонкую настройку устройства.

Реле, как и стабилизаторы, можно устанавливать на отдельные приборы, на группы и на всю домашнюю сеть. При защите отдельного прибора, он подключается к реле, а оно уже к сети питания. При защите всего дома или группы приборов, реле устанавливается на распределительном щитке.

Датчик повышенного напряжения (ДПН) + устройство защитного отключения (УЗО)

ДНП – это датчик повышенного напряжения, а УЗО – устройство защитного отключения. ДНП проводит мониторинг работы сети и если значения напряжения превышают норму, то УЗО размыкает сеть.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

УЗИП – это устройство защиты от импульсных напряжений. УЗИП применяется для защиты сети от импульсного перенапряжения, в особенности, от попадания молнии в ЛЭП. Устройство можно устанавливать, как на часть, так и на всю сеть.

В последнем случае УЗИП устанавливается возле каждого электрического потребителя и на вводе в электрический щит.

Источники: http://electricvdome.ru/zachita-ot-perenaprjazhenija/zachita-ot-perenaprjazhenija-v-seti.html, http://samelectrik.ru/ustrojstva-zashhity-ot-perenapryazheniya-v-seti.html, http://electrikagid.ru/electrobezopastnost/zashhita-ot-perenapryazhenie-v-seti.html

electricremont.ru

Устройство защиты от перенапряжения

Содержание:

1. Причины возникновения и опасность скачков напряжения
2. Длительные перенапряжения и провалы из-за недостатка напряжения
3. Разновидности и принцип действия защитных устройств
4. Молниезащита от перенапряжений
5. Ограничители перенапряжений
6. Другие виды защитных устройств
7. Видео

В конструкцию всех современных бытовых приборов входят чувствительные электронные компоненты. В результате, несмотря на все положительные качества и высокие технические характеристики, данное оборудование крайне отрицательно реагирует на перепады напряжения. Подобные скачки присутствуют во всех электрических сетях и полностью устранить их практически невозможно. Поэтому, чтобы сберечь дорогостоящую технику, требуется устройство защиты от перенапряжения.

Причины возникновения и опасность скачков напряжения

В момент перепада напряжения в электрических сетях его амплитуда изменяется на короткий промежуток времени. После этого она быстро восстанавливается с параметрами, приближенными к начальному уровню.

Подобный импульс электрическим током продолжается буквально в течение нескольких миллисекунд, а его возникновение обусловлено следующими причинами:

• Грозовые разряды. Вызывают скачки напряжения до нескольких киловольт, которые не сможет выдержать ни один прибор. Подобные перепады нередко становятся причиной отключения сети и пожара.
• Перенапряжение, вызываемое процессами коммутации, когда подключаются или отключаются потребители с высокой мощностью.
• Явление электростатической индукции при подключении электросварки, коллекторного электродвигателя и другого аналогичного оборудования.

Опасность последствий от перенапряжений наглядно отражается на рисунке, где грозовой и коммутационный импульсы существенно отличаются от номинального сетевого напряжения. Изоляционный слой в большинстве проводов рассчитан на значительные перепады и пробоев обычно не случается. Часто импульс действует очень недолго и напряжение, проходя через блок питания и стабилизатор, просто не успевает подняться до критического уровня.

Иногда слой изоляции сети 220 В может не выдержать возрастающего напряжения. В результате случается пробой, сопровождающийся появлением электрической дуги. Для потока электронов образуется свободный путь в виде микротрещин, а проводником служат газы, наполняющие микроскопические пустоты. Этот процесс сопровождается выделением большого количества тепла, под действием которого токопроводящий канал расширяется еще больше. Из-за постепенного нарастания тока, срабатывание защитной автоматики немного запаздывает, и этих нескольких мгновений вполне хватает, чтобы вывести из строя в частном доме всю электропроводку.

Особую опасность представляют повышенное и пониженное напряжение, находящееся в таком состоянии долгое время. В основном это происходит по причине аварийных ситуаций, которые требуется устранить, чтобы ток пришел в норму. Других способов нормализации и каких-либо специальных приборов, защищающих от этого явления, не существует.

Длительные перенапряжения и провалы из-за недостатка напряжения

Как правило, причиной длительных перенапряжений в сетях становится обрыв нулевого провода. В этом случае нагрузка на фазные жилы распределяется неравномерно, что приводит к перекосу фаз, когда разность потенциалов смещается к проводнику с максимальной нагрузкой.

Таким образом, неравномерный трехфазный ток, воздействуя на нулевой кабель, находящийся без заземления, способствует концентрации на нем избыточного напряжения. Этот процесс будет продолжаться до полного устранения неисправности или до тех пор, пока линия окончательно не выйдет из строя.

Другим опасным состоянием сети является провал или недостаток напряжения. Подобные ситуации очень часто возникают в сельской местности. Суть явления заключается в падении напряжения ниже допустимой величины. Такие проседания представляют серьезную опасность и реальную угрозу для оборудования. Многие современные приборы оборудованы несколькими блоками питания и недостаточное напряжение приводит к кратковременному выключению одного из них.

В результате, последует незамедлительная реакция электронной аппаратуры в виде ошибки, выведенной на дисплей, и полной остановки рабочего процесса. Если подобная ситуация сложилась с отопительным котлом в зимнее время года, тогда отопление дома будет прекращено. Устранить проблему возможно с помощью стабилизатора, фиксирующего такие проседания и поднимающего напряжение до номинальной величины.

Виды и принцип действия защитных устройств

Защита электрической сети от скачков напряжения может осуществляться разными способами. Наиболее распространенными и эффективными считаются следующие:

• Молниезащитные системы.
• Стабилизаторы напряжения.
• Датчики повышенного напряжения, используемые совместно с УЗО. В случае неполадок они вызывают токовую утечку, под влиянием которой произойдет срабатывание защитного устройства.
• Реле перенапряжения.

Похожие функции выполняют блоки бесперебойного питания, с помощью которых компьютеры подключаются к домашней сети. Данные приборы не защищают от перенапряжений, они действуют как аккумуляторы, позволяя выполнить нормальное выключение компьютера и сохранить нужную информацию в случае внезапного отключения света. Стабилизировать напряжение это устройство не может.

Под действием молнии возникают электрические импульсы. Защита от их негативного воздействия осуществляется путем установки грозозащитного разрядника, используемого совместно с УЗИП – устройством защиты от импульсных перенапряжений. Он также известен, как автомат для защиты от перенапряжения. Кроме того, необходимо обеспечить дополнительную безопасность от электронного потока с параметрами, отличающимися от рабочих характеристик данной сети. Для этих целей используются специальные датчики, используемые с УЗО, и реле защиты от перенапряжения. Назначение и принцип работы данных устройств не такие, как у стабилизатора.

Основной функцией обоих компонентов является прекращение подачи электрического тока, когда перепад напряжения превысит максимальное значение, определенное паспортными техническими показателями этих устройств. После того как параметры сети нормализуются, реле включается самостоятельно и возобновляет подачу тока.

Молниезащита от перенапряжений

Защитные системы против грозовых разрядов могут быть устроены разными способами, в зависимости от технических условий.

1.

Первый вариант предполагает внешнюю молниезащиту, устанавливаемую дома (рис. 1). В этом случае допускается максимальная сила удара молнии непосредственно в элементы самой системы. Расчетная величина такого тока составит примерно 100 кА. Защититься от мощного импульса при перегрузке возможно с помощью комбинированного УЗИП, который устанавливается внутрь вводного электрического щита и действует как выключатель. Одно такое устройство защитит все оборудование, находящееся в доме.

В другом случае внешняя молниезащита отсутствует, а напряжение подается к дому по воздушной линии (рис. 2). Молния ударяет в опору ЛЭП с расчетным током, проходящим через УЗИП, величиной тоже 100 кА. Защитить электрооборудование от мощного импульса помогут специальные устройства с защитой, размещаемые во вводном щите, на стене здания или на самом столбе, в месте ответвления линии. При использовании распределительного щита, защита организуется по такой же схеме, как и в предыдущем варианте.

2.

Если же УЗИП устанавливается на столбе, то нецелесообразно применять дифференциальные устройства 3 в 1, поскольку на участке от столба до здания возможно появление наведенных, то есть, повторных перенапряжений. Поэтому будет вполне достаточно прибора класса 1+2, а при расстоянии до дома свыше 60 метров, внутри дома в главный щит дополнительно устанавливается УЗИП 2-го класса.

И, наконец, третья ситуация, когда питание дома подается через подземный кабель, в том числе и в сети 380 В, а внешняя молниезащита тоже отсутствует (рис. 3). Максимум, что может случиться – появление наведенных импульсных перенапряжений. Ток молнии не попадет в сеть даже частично. Величина расчетного импульсного тока составляет около 40 кА. Чтобы защитить электрооборудование достаточно УЗИП 2-го класса, установленного во вводный электрический щит.

3.

Ограничители перенапряжений

Рассматривая вопросы защиты от перенапряжения сети, следует отметить, что данную функцию в первую очередь должны выполнять организации, отвечающие за электроснабжение. Именно они устанавливают на ЛЭП необходимые защитные устройства. Однако, как показывает практика, это выполняется далеко не всегда, и проблемы защиты дома от перенапряжений вынуждены решать сами потребители.

Защита от перенапряжения в сети на подстанциях и воздушных ЛЭП осуществляется с помощью ОПН – нелинейных ограничителей перенапряжения. Основной этих устройств является варистор, имеющий нелинейные характеристики. Его нелинейность состоит в изменяющемся сопротивлении элемента в соответствии с величиной приложенного напряжения.

Когда электрическая сеть работает в нормальном режиме, а напряжение имеет свое номинальное значение, ограничитель напряжения в это время обладает большим сопротивлением, препятствующим прохождению тока. Если же при ударе молнии возникает импульс перенапряжения, наступает резкое снижение сопротивления варистора до минимального значения и вся энергия импульса уходит в контур заземления, соединенный с ОПН. Таким образом, обеспечивается безопасный уровень напряжения, и все оборудование оказывается надежно защищенным.

Для электрических сетей дома или квартиры существуют компактный блок модульных ограничителей перенапряжений, не занимающих много места в распределительном щитке. Они работают точно так же, как и в линиях электропередачи. Эти приборы подключены к заземляющему контуру или к рабочему заземлению, по которому уходят опасные импульсы.

Другие виды защитных устройств

Существуют и другие варианты защиты от перенапряжения в сети. Они широко применяются в быту и считаются одними из наиболее эффективных средств.

Сетевые фильтры

Отличаются простой конструкцией и доступной стоимостью. Несмотря на свою малую мощность, это устройство вполне способно защитить оборудование при скачках, достигающих 380 вольт и даже 450 вольт. Более высокие импульсы фильтр не выдерживает. Он просто сгорает, сохраняя в целости дорогостоящую электронику.

Данное устройство защиты от перенапряжения оборудуется варистором, играющим ключевую роль в обеспечении защиты. Именно он сгорает при импульсах свыше 450 В. Кроме того, фильтр надежно защищает от помех высокой частоты, возникающих при работе сварки или электродвигателей. Еще одним компонентом служит плавкий предохранитель, срабатывающий при коротких замыканиях.

Стабилизаторы

В отличие от сетевых фильтров, эти устройства позволяют выполнить нормализацию напряжения дома и привести его в соответствие с номиналом. Путем регулировок устанавливаются граничные пределы от 110 до 250 вольт, и на выходе устройства получаются требуемые 220 В. В случае скачков напряжения и выходе его за допустимые пределы, стабилизатор автоматически отключает питание. Подача напряжения возобновляется лишь после приведения сети к нормальному рабочему режиму.

Что лучше сетевой фильтр или стабилизатор напряжения. В определенных условиях, например, за городом или в сельской местности, стабилизаторы являются наиболее эффективной защитой от перенапряжения, выступают в качестве единственного варианта, способного выровнять напряжение до установленных норм.

Все стабилизирующие устройства, используемые в быту, разделяются на два основных типа. Они могут быть линейными, когда к ним подключается один или несколько бытовых приборов, или магистральными, устанавливаемыми на вводе сети в квартире или во всем здании.

electric-220.ru

Защита от перенапряжения в сети

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.

Откуда ноги растут

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.

• УЗИП. 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

• Реле 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

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

sarstroyka.ru

Защита от перенапряжении в сети

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.

График скачкообразного перенапряжения в сети

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:

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.

Подключение датчика перенапряжения параллельно с УЗО в однофазную и в трехфазную сеть

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.

Специальный регулятор напряжения на трансформаторе называется ПБВ

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.

Похожие статьи

infoelectrik.ru

Как организовать защиту от перенапряжения сети в частном доме: схемы, приборы, оборудование

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 защите от перенапряжения, 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

Защита от перенапряжения

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.

www.diy.ru

---

• 
  Отзывы тепловой насос
• 
  Евтушенко ростех
• 
  Установка внутренних выключателей
• 
  Что такое вольт ампер
• 
  Кара лето 2018
• 
  Что такое последняя миля
• 
  Nord stream 2 ag официальный сайт
• 
  Какое электронное устройство будет очень популярно через 100 лет
• 
  Системный оператор единой энергетической системы оао
• 
  Способы хищения электроэнергии и методы их обнаружения
• 
  Тфзм 35