Различные электрические устройства для защиты от скачков напряжения в сети

Что такое перепад напряжения и какова его природа?

Под этим термином понимается кратковременное изменение амплитуды сетевого напряжения с последующим восстановлением, близким к исходному уровню. Длительность такого импульса обычно исчисляется миллисекундами. Существует несколько причин его возникновения:

Атмосферные явления в виде грозовых разрядов, которые могут вызвать перенапряжение в несколько киловольт, что не только гарантирует отключение электроприборов, но и может стать причиной пожара.

В этом случае жителям многоэтажных домов лучше, поскольку поставщик электроэнергии несет ответственность за их защиту от таких предсказуемых явлений. В случае с частными домами (особенно с приточной вентиляцией) жильцам следует либо самостоятельно разобраться с проблемой, либо обратиться к специалистам.

Скачки во время коммутационных процессов, когда происходит подключение-отключение мощных потребителей.

Электростатическая индукция.

Подключение определенного оборудования (сварочного, коллекторного двигателя и т.д.).

Для полноты картины следует упомянуть о длительных повышениях и понижениях напряжения. Первое вызвано аварией на линии, в результате которой происходит обрыв нулевого провода, что приводит к повышению напряжения до 380 вольт (точнее, то). Никакие приборы не смогут нормализовать ситуацию, придется ждать, пока авария будет устранена.

В сельской местности или на дачах часто можно наблюдать длительное падение напряжения. Это происходит из-за недостаточной мощности трансформатора на подстанции.

Чем опасны колебания?

Согласно допустимым нормам, допустимое отклонение от номинального значения находится в диапазоне от -10% до + 10%. При наличии перенапряжений напряжение может значительно превышать указанные пределы. В результате источники питания для бытовой техники перегружаются и могут выйти из строя или значительно сократить свой ресурс. В случае больших или длительных перепадов велика вероятность воспламенения проводов и, как следствие, пожара.

Недостаточное напряжение также чревато неприятностями, особенно это касается холодильных компрессоров, а также питания многих импульсных устройств.

Защитные устройства

Существует несколько типов защитных устройств, среди который главным считается Устройство защитного отключения УЗО (https://electro-energia.ru/shield/ustrojstvo-zashhitnogo-otklyucheniya-uzo.html) которые различаются по функциональности и цене, некоторые защищают только один прибор, а другие - все приборы в доме.

Ниже приведены хорошо проверенные и наиболее часто используемые защитные устройства.

Сетевой фильтр

Самый простой и доступный вариант защиты маломощных бытовых приборов. Он хорошо зарекомендовал себя при скачках напряжения до 400-450 вольт. На более высокие импульсы устройство не рассчитано (в лучшем случае оно ударит само себя, спасая дорогостоящую технику).

Основным защитным элементом такого устройства является варистор (полупроводниковый элемент, изменяющий сопротивление в зависимости от приложенного напряжения). Именно резистор выходит из строя при импульсе более 450 В.

Вторая важная функция фильтра - защита от высокочастотных помех (вызванных работой электродвигателя, сваркой и т.д.), которые негативно влияют на электронику. Третий элемент защиты - предохранитель от короткого замыкания.

Фильтры не следует путать с обычными удлинителями, которые не имеют защитной функции, но похожи внешне... Чтобы их отличить, достаточно заглянуть в паспорт изделия, где указаны все характеристики. Невыполнение этого требования само по себе должно вызвать подозрение.

Стабилизатор

В отличие от предыдущего типа, этот класс устройств позволяет нормализовать напряжение до номинального значения. Например, если порог установлен в диапазоне от 110 до 250 В, на выходе прибора будет стабильно 220 В. Если напряжение выйдет за пределы диапазона, прибор отключит питание и возобновит его после нормальной работы от сети. .

В некоторых случаях (например, в сельской местности) установка стабилизатора является единственным способом поднять напряжение до необходимого уровня. Бытовые стабилизаторы выпускаются в двух модификациях:

Линейные. Они предназначены для подключения одного или нескольких бытовых приборов.

Магистральные, устанавливаемые на входе в электросеть дома или квартиры.

Как первый, так и второй вариант следует выбирать в зависимости от мощности нагрузки.

Источники бесперебойного питания

Основным отличием от предыдущего типа является способность продолжать подавать питание на подключенный прибор в случае срабатывания защитного устройства или полного отключения электроэнергии. Время работы в этом режиме напрямую зависит от емкости аккумулятора и мощности нагрузки.

В повседневной жизни такие устройства в основном используются для подключения стационарных компьютеров, чтобы предотвратить потерю данных в случае проблем с сетью.

После включения защиты ИБП будет продолжать подавать питание в течение определенного времени, обычно до получаса (в зависимости от характеристик устройства). Этого времени вполне достаточно, чтобы сохранить необходимые данные и правильно выключить компьютер.

Современные модели ИБП могут самостоятельно контролировать работу компьютера через интерфейс USB, например, закрыть текстовый процессор (после сохранения открытых документов), а затем отключиться. Это очень полезная функция, если пользователя не было рядом в момент срабатывания защиты.

Устройства защиты от перенапряжений

Все вышеперечисленные устройства имеют общий недостаток - они не имеют эффективной защиты от перенапряжения. высокое напряжение.

Если это произойдет, то почти гарантировано, что такие устройства будут отключены.

Поэтому защита должна быть организована таким образом, чтобы ее можно было быстро восстановить в рабочее состояние после отключения. БПД наилучшим образом отвечают этому требованию.

Они являются основой многоуровневой системы защиты внутренних линий частного дома.

Одна из принятых классификаций таких устройств приведена в таблице.

Таблица 1. Классификация БПД

B (I) Обеспечивает защиту от прямого разряда молнии через систему молниезащиты. Место установки - вводно-распределительное устройство или главный распределительный щит. Основной нормирующей характеристикой является величина импульсного тока.

C (II) Они защищают распределительную сеть от коммутационных импульсов, а также действуют как второй уровень защиты в случае разряда молнии. Место установки - распределительный щит.

D (III) Они обеспечивают последний уровень защиты, при котором остаточные скачки напряжения и дифференциальные перенапряжения не допускаются к потребителям. Кроме того, обеспечивается фильтрация высокочастотных помех. Установка производится на глазах у потребителя. Они могут быть выполнены из розеточного модуля, удлинителя и т.д.

Пример организации трехслойной защиты приведен ниже.

Элементы конструкции для БПД

Устройство представляет собой платформу (С на рис. 6) со сменным модулем (В), внутри которого находятся варисторы. Если они выходят из строя, индикатор (А) меняет цвет (на красный в модели, показанной на рисунке).

Устройство поиска (категория II)

Внешне устройство напоминает автоматический выключатель, держатель такой же (DIN-рейка).

Особенностью СПД является необходимость замены модулей при выходе из строя варисторов (что довольно просто). Конструкция модулей такова, что они не могут быть установлены ни на какую другую оценочную платформу. Единственный существенный недостаток связан с характеристиками варисторов. Им необходимо время для охлаждения, а многочисленные удары молнии сильно затрудняют этот процесс.

Защитное реле

Подводя итог, мы рассмотрим реле контроля напряжения (VCR), эти устройства могут защитить бытовые приборы от импульсов переключения, перекоса фаз, а также низкого напряжения. Они не справятся с импульсами молнии, поскольку не предназначены для этой цели. Их назначение - защита внутренней сети квартиры, то есть там, где за молниезащиту отвечают электротехнические компании, и устанавливаются обычно в электрощиты типа ГЗШ и ЩР. (подробнее на сайте https://shchitovoye-oborudovaniye.ru/gzsh.html)

Устройства могут быть установлены во вводном щитке, сразу после счетчика электроэнергии, для этого предусмотрен кронштейн на DIN-рейку.

Эти устройства могут выполнять только безопасное отключение сети, когда напряжение выходит за установленные пределы (устанавливаются кнопками управления), после нормализации сети оно подключается. Стабилизация или фильтрация не выполняется.

Предупреждения

Не следует полагаться на самодельные конструкции для защиты своего дома; может быть сложно настроить собранную схему в бытовых условиях и проверить ее работу в критических режимах.

Если у вас нет практического опыта организации молниезащиты, не стоит пытаться реализовать ее самостоятельно, а лучше доверить это профессионалам. Мы рекомендуем рассматривать эту часть статьи как информационную.

Все манипуляции с электрическим щитом, оборудованием и проводкой должны проводиться только после отключения электропитания.

Для тех, кто не знает, зачем включать в сеть сетевой фильтр? Практичные электрики наверняка не раз своими руками устраняли последствия подобных явлений. Чтобы избежать глупостей непрофессионалов, объясним природу таких скачков напряжения.