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 . 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 , 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 , 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 . 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 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.

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.

Бытовая техника не любит повышенного напряжения сети. Не менее опасно для нее и понижение напряжения в сети. Если оно опустится ниже 190 В, может выйти из строя блок питания компьютера. С ним вместе иногда ломаются и некоторые другие комплектующие. Низкое напряжение – частая причина поломки стиральных машин, компрессоров холодильников, спутниковых тюнеров и другой техники.

Причины пониженного напряжения с сети

1. Аварии в сетях электроснабжения. Не всегда аварийные ситуации приводят к полному отключению потребителей, случаются и такие, когда напряжение на участках сети понижается ниже допустимых пределов.
2. Перегрузки сети . Происходят в районах по соседству с промышленными объектами. В спальных районах перегрузки возникают в жаркие дни из-за массового использования устройств кондиционирования и вентиляции и в холодные – из-за подключения обогревателей.
3. Нарушение контактов в электрощитах. Увеличение сопротивления в месте контакта приводит к нагреву, что еще больше увеличивает его сопротивление. И так – до полного обрыва.
4. Использование мощных электроприемников в сетях, не рассчитанных для их работы. Сварочный аппарат, работающий у соседей, вызывает понижение напряжения, так как сечение проводов сети не рассчитано на потребляемый им ток.
5. Не соответствие электропроводки существующей нагрузке. В старом жилом фонде проводка не рассчитана на подключение такого количества современных бытовых проборов, используемых теперь повсеместно.
6. Проектные ошибки. Например, при подключении коллективных автостоянок в целях экономии сечение кабелей занижают. При подключении мощных потребителей увеличенное сопротивление кабельной линии гасит часть напряжения и до абонента доходит его пониженное значение.

Внешние признаки понижения напряжения

• Резкое или плавное изменение яркости ламп накаливания.
• Внезапные отключения бытовой техники: телевизоров, компьютеров, стиральных машин.
• Гудение компрессора холодильника и его нагрев.
• Переход UPS на работу от аккумулятора, о чем он сообщает прерывистым звуковым сигналом.
• Не нормальное поведение бытовой техники.

Наименьшее напряжение в сети соответствует вечернему времени, когда начинается активное использование бытовой техники. В сельской местности — это время приезда дачников, то есть выходные и праздничные дни.

Если Вам показалось, что напряжение в сети понижено – отключите от сети всю бытовую технику и проверьте величину напряжения в ней. Если нет под рукой вольтметра или мультиметра, а ситуация регулярно повторяется – обратитесь в энергоснабжающую организацию с жалобой.

Защита от пониженного напряжения в квартире

• 1. Установка устройств защиты от перепадов напряжения. Современные устройства многофункциональны. Они устанавливаются стационарно в распределительном щите и защищают всю квартиру или втыкаются в розетку у потребителя и защищают его персонально. При понижении напряжения эти устройства выжидают некоторое время, а потом отключают нагрузку. При восстановлении номинальной величины напряжения устройство автоматически подключает нагрузку снова.

• 2. Установка ИБП (источников бесперебойного питания) или стабилизатора напряжения. Применение ИБП обязательно для компьютерной техники. Стабилизатор имеет смысл устанавливать в случаях, когда колебания величины напряжения происходят постоянно и применение устройств защиты приводит к постоянному отключению ими электропитания.

UPS

Защита от пониженного напряжения в доме

Понижения напряжения в сельской местности – частое явление. Особенно в местах, где строительство только начинается, а питание берется от существующей подстанции, и без того перегруженной. Чтобы уберечь технику от поломки используются три варианта:

• 1. Установка реле напряжения. Недостаток – при длительных перепадах напряжения придется сидеть без электричества до тех пор, пока перепады не закончатся. При наличии компьютера этот метод не защищает от потери информации.

• 2. Установка стабилизатора напряжения для электрооборудования всего дома. Это эффективно и экономически оправдано в случае, когда напряжение ниже нормы или колебания величины происходят постоянно. При выборе модели стабилизатора учитывается количество фаз питающей сети и максимальная нагрузка потребителей в доме.

• 3. Установка ИБП для компьютерной техники и части устройств, для которых не желательны резкие перебои в электропитании. К ним относятся телевизионная техника и спутниковый тюнер. При понижении величины напряжения ниже допустимого ИБП переключится на аккумуляторы и звуковым сигналом предупредит об этом. Услышав сигнал, можно принять меры по отключению оставшихся потребителей от сети. Это – дешевый метод защиты, так как применение ИБП для компьютера желательно при использовании любого метода защиты от пониженного напряжения.

Источник бесперебойного питания

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!

Работа электрических устройств, подключаемых к сети 220 вольт, рассчитана на это напряжение с допуском не более десяти процентов. Для электроприборов опасность представляет как пониженное, так и повышенное напряжение.

В первом случае происходит пробой полупроводниковых элементов, а во втором перегрев двигателей. Поэтому применение защиты от скачков напряжения для дома просто необходимо. Существует несколько решений организации защиты.

Виды защиты от перепадов в электросети

Перепады напряжения в электрической сети возникают из-за влияния различных факторов. Например, внешних: молния, нештатные ситуации на линиях или оборудовании энергопотребляющих компаний. А также внутренних: подключение неисправных или особо мощных приборов, нарушение целостности проводки.

Перепады напряжения бывают разными. Для скачков, вызванных коммутационными нагрузками и перекосом фаз, применяется один тип устройств, а для импульсного сигнала, измеряющегося в миллисекундах, другой тип. Существуют три прибора защиты:

• реле контроля;
• устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП);
• стабилизатор.

Следует понимать, что если скачки напряжения присутствуют постоянно, то следует обратиться в энергопоставляющую компанию с целью измерения параметров линии и устранения причин, вызывающих перепады.

Реле контроля напряжения

Реле контроля используется как устройство защиты от скачков напряжения. Принцип работы устройства заключается в мониторинге величины напряжения на линии. В случае возникновения отклонений прибор отключает нагрузку от сети питания. Чаще всего подобные приспособления позволяют вручную задавать верхний и нижний порог срабатывания. Применение устройства оправданно в следующих случаях:

• существует вероятность возникновения короткого замыкания на линии;
• дом получает электроэнергию по длинным линиям, из-за чего напряжение может снизиться до низких показателей;
• в линию включаются мощные источники потребления энергии, из-за чего происходит перекос фаз.

Принцип действия и параметры

В качестве основного радиоэлемента используется специализированная микросхема, управляющая переключением контактов электромагнитного реле. Микросхема при включении прибора постоянно сравнивает входное напряжение со значением опорного. При выходе, за пределы которого подаётся сигнал на управляющие контакты реле, и оно размыкает линию. При вхождении величины входного напряжения в рабочий диапазон, контроллер заставляет реле переключиться в замкнутое положение, электроприборы начинают работать. Диапазон работы прибора контроля напряжения составляет от 100 до 400 вольт.

Основными характеристиками реле являются верхний и нижний порог срабатывания. Кроме этого, их различают по следующим параметрам:

1. Мощность. Зависит от суммарного пикового значения мощности потребителей, подключённых к прибору. Выбирается обычно на 15-20 процентов больше расчётного значения. Единицы измерения вольт-ампер (ВА).
2. Способ монтажа. По виду монтажа могут располагаться в щитке на din-рейке, включаться в розетку перед защищаемым прибором, выполняться в виде сетевых удлинителей.
3. Напряжение питания. Обозначает верхний и нижний предел, при котором устройство сохраняет свою работоспособность. Единица измерения вольт, в среднем составляет значение от 50 до 400 вольт.
4. Количество фаз. В зависимости от линии бывают однофазными и трёхфазными.
5. Индикация и дополнительные функции. В качестве индикации используются различного качества экраны или светодиоды. Дополнительно могут оснащаться беспроводным способом управления, функцией запоминания аварийных ситуаций, звуковой сигнализацией, сетевым фильтром.

Корпус устройства выполняется из негорючего материала и должен советовать классу защиты IP40. Из наиболее популярных компаний, производящих реле напряжения, выделяются: Zubr, V-protector, Novatek-Electro, DigiTOP, ADECS.

Приборы защиты от импульсных перенапряжений

Используются для защиты приборов. Состоят из сменного индикатора и тепловой защиты. Применяются для предотвращения всплесков, вызванных: грозой, работой трансформатора, коротким замыканием. Импульсы, вызванные молнией, достигают десятки киловольт с длительностью сотой части микросекунд. Именно для предотвращения такого рода всплесков и нужны быстродействующие приборы, такие как УЗИП.

Принцип работы и характеристики

Действие устройства основано на использовании варистора, обладающего нелинейной вольт-амперной характеристикой, то есть на изменении его проводимости. Изделия комплектуются сменными варисторными модулями с индикаторами состояния, отображающими износ элемента.

Недостатком УЗИП является то, что после того, как они срабатывают один раз, им понадобится некоторое время, чтобы вернуться в рабочее состояние. Это не позволяет защищать устройства при многократном повторении всплесков сигнала в течение короткого времени. При защите используют три класса устройств:

1. Класс 1. Защищает от прямых попаданий ударов молний. Монтируются на входе в дом. Характеризуются импульсным сигналом с амплитудой волны 25-100 кА и длительностью фронта 350 мкс.
2. Класс 2. Защищает от перенапряжений из-за переходных процессов в электросетях. Характеристики импульсного сигнала соответствуют амплитуде 15-20 кА и длительности 20 мкс. Именно они имеют в своём составе сменные индикаторы. Общепринято, что зелёный соответствует рабочему состоянию, а при его смене на оранжевый цвет требуется замена.
3. Класс 3. Применяется для домов уже с имеющейся системой молниезащиты, а также с воздушным подводом электролинии. Устанавливаются вблизи защищаемого оборудования и характеризуются параметрами волны 1,2/50 мкс.

При использовании защите всех трех ступеней одновременно к расположению УЗИП, предъявляются требования в удалении друг от друга. Устройство первого класса располагается от второго на расстоянии не менее 15 метров, между приборами второго и третьего классов промежуток должен составлять пять метров. Если требуемую длину выдержать невозможно, дополнительно в линию включается согласующее устройство. Оно представляет собой активно-индуктивную нагрузку, равную сопротивлению провода. Соблюдение этих требований позволит правильно реагировать устройствам защиты на изменения в сети. УЗИП характеризуются такими параметрами:

Наиболее популярными производителями являются: Schneider Electric, ABB, Saltek, Legrand, IEK.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор (нормализатор) напряжения применяется для поддержания стабильного и качественного напряжения в сети. Его назначение - поддерживать выходной сигнал на уровне 220 вольт, независимо от его уровня на входе. Стабилизатор не улучшает форму сигнала, не исправляет синусоиду, а только корректирует величину напряжения. При этом стоит заметить, что к стабилизаторам, вносящим изменение в синусоиду входного сигнала из-за своей конструкции, подключать приборы содержащие электродвигатели нельзя, так как это приводит к их перегреву.

Виды и их параметры

Стабилизаторы выпускаются с точной регулировкой, но с медленным реагированием на изменение входного сигнала (электромеханические) или с высокой скоростью реакции, но с погрешностью при подстройке уровня сигнала. Перед тем как подобрать себе вид оптимального нормализатора, необходимо померить уровень сигнала в сети. Измерения проводятся в разное время суток на протяжении недели.

Таким образом, определяется требуемый диапазон работы, а при возможности нужно исследовать, насколько быстро изменяется величина напряжения, и вид стабилизатора. Если величина изменяется медленно, оптимальным будет электромеханический тип. Если существуют резкие провалы, то ступенчатый. По принципу работы различают:

1. Релейные. Основными радиоэлементами, входящими в состав такого типа устройств, являются многообмоточный трансформатор и мощные реле. При отклонениях сети от номинального напряжения происходит автоматическое переключение обмотки с использованием силового реле. Такой нормализатор характеризуется низкой ценой, но главный его недостаток в ступенчатой подстройке величины напряжения. При этом на выходе получается уже не чистая синусоида.
2. Сервомоторные. Другое название - электромеханические. В работе используется автотрансформатор и двигатель, последним управляет система контроля. Обладает: низкой ценой, плавной регулировкой, компактными размерами и чистой синусоидой на выходе. К недостаткам относят шум и низкую скорость срабатывания.
3. Инверторные. Действуют на основе двойного преобразования, сначала переменный ток в постоянный, а затем снова в переменный. Всё управление происходит с применением микроконтроллера. Работают в большом диапазоне входного сигнала с высокой скоростью реагирования. Обеспечивают защиту и от импульсных помех, но при этом являются самыми дорогими устройствами.
4. Симисторные. Принцип работы такой же, как у релейного типа, но вместо механических узлов используются полупроводники, работающие в режиме ключа. Отличаются быстротой срабатывания и высоким коэффициентом полезного действия. При этом они совершенно бесшумные, но сложны в своих схемотехнических решениях.
5. Феррорезонансные. Для бытового применения не используются, так как имеют большой вес и высокий уровень шума. Работают на эффекте феррорезонанса.

При изготовлении стабилизаторов используются различные методы достижения стабильного сигнала на выходе устройства. Любой нормализатор обязан поддерживать напряжение в допустимом диапазоне при его отклонении. Если отклонение составит большее значение, стабилизатор отключится и прервёт подачу электричества к подключённой нему нагрузке. Нормализаторы характеризуются такими параметрами:

1. Максимальное входное напряжение. Это максимальный уровень сигнала, понижающийся стабилизатором до 220 вольт.
2. Минимальное входное напряжение. Это минимальный уровень сигнала, повышающийся стабилизатором до 220 вольт.
3. Выходное напряжение. Величина максимального выходного напряжения, подающегося со стабилизатора на нагрузку.
4. Полная мощность. Пиковая мощность, которую может выдержать устройство, измеряется в ВА.
5. Вид индикации. Может использоваться цифровой экран или аналоговые приборы.
6. Тип. Принцип работы.
7. Количество фаз. В зависимости от типа электропроводки бывают двух видов: однофазные и трёхфазные.

Наиболее известны компании, выпускающие стабилизаторы, следующие: Mustek, Powercom, Defender, APC, Ресанта.

Выбор оптимальной защиты

При выборе лучшей защиты для дома в первую очередь необходимо исходить из того, какая природа перепадов напряжения может возникнуть на электролинии. Чаще всего применяются одновременно два устройства. На входе в щиток устанавливается реле контроля, а к дорогостоящим устройствам подключается стабилизатор. Важно отметить, что отсекатель не может полностью заменить стабилизатор напряжения, а лишь дополняет его функции.

Главное отличие от стабилизатора в том, что реле не выравнивает напряжение, а только моментально отключает нагрузку, находящуюся под его защитой. При проживании в высотных домах УЗИП практически не используют, так как для защиты от воздействия грозы применяются молниеотводы, и попадание молнии в линию электропередачи практически сводится к нулю. А вот в частном секторе такой прибор необходим.

Существует ещё один тип прибора - источник бесперебойного питания (ИБП). Нередко его назначение путают со стабилизатором. Но на самом деле он не является полноценным прибором защиты от перепадов напряжения, а лишь при его пропадании переходит в режим работы от собственных аккумуляторов. Единственно, он может защитить устройства при низком значении напряжения в сети, но при этом его форма сигнала далека от синусоидальной.

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;

Мощный потребитель по соседству. Случается, если рядом находятся промышленные объекты, торговые центры, офисные здания с мощной вентиляционной системой и так далее.

Обрыв нулевого провода. Нулевой провод выравнивает напряжение у потребителей электроэнергии. При его обрыве (сгорании, окислении) часть потребителей получат повышенное напряжение (а другие заниженное), что с высокой вероятностью приведет к выходу из строя незащищенной электротехники.

Ошибки при подключении. Например, если были перепутаны нулевой и фазный провода;

Плохая проводка. Сбои возникают из-за изношенности проводки, использования некачественных материалов и неправильно выполненных монтажных работ.

Удар молнии. Попадание молнии в линии электропередачи может вызывать стремительный скачек напряжения в тысячи вольт. Представляет особую опасность, так как средства защиты не всегда успевают сработать.

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.