Защита от перенапряжения в сети 380 вольт

Как правильно защитить бытовую технику

Не стоит недооценивать важность защиты от скачков напряжения. Регулярные перепады в сети приводят в неисправное состояние электронику точного оборудования, выводят из строя реле и двигатели холодильников, морозильных камер. Часто даже способствуют сгоранию техники

Чтобы этого не случалось, нужно оборудовать дом надежными защитными приборами

Часто даже способствуют сгоранию техники. Чтобы этого не случалось, нужно оборудовать дом надежными защитными приборами.

Реле контроля напряжения

Реле контроля напряжения трехфазное ZUBR 3F, 5А

Такая защита от повышенного напряжения позволяет мгновенно отключать все приборы от сети. Устройство контролирует параметры Вольт и при их резком повышении блокирует подачу питания к бытовой технике. После того как сеть стабилизирует свою работу, аппарат снова включается в работу и запускает технику.

Различают точечные реле (вилки и переходники), а также устройства по типу автомата для установки на DIN-рейку к распределительному щитку. В первом случае аппараты контролируют и защищают отдельные бытовые приборы. Так сказать, являются индивидуальными. Второй вариант — это надежный автомат защиты от перепадов напряжения в сети для всего дома.

Стабилизатор напряжения

Релейный стабилизатор напряжения

Такая защита по напряжению предполагает изменение параметров по Вольтам до тех пор, пока они не будут приведены к нормальному состоянию. К примеру, стиральная машина или телевизор, подключенные через стабилизатор, работают всегда на одном напряжении. Если аппарат улавливает резкий скачок, то пропускает к бытовой технике лишь нормальный показатель 220-230 В.

Главные технические параметры стабилизаторов — время реакции на скачок, точность стабилизации, диапазоны входного напряжения и уровень издаваемого шума.

Все устройства такого типа делят на несколько видов:

• Релейные. Самые дешевые виды стабилизаторов. Имеют низкий уровень мощности. Если и используются до сих пор, то на отдельные бытовые устройства.
• Электромеханические (их еще называют сервоприводными). Рабочие характеристики подобных аппаратов мало отличаются от стабилизаторов релейных. Единственная разница между первыми и вторыми – чуть более высокая цена.
• Электронные. Подобные устройства собирают на базе симистора или тиристора. Такие стабилизаторы отличаются хорошей мощностью, долговечностью, точностью реакции на скачки напряжения. При максимально быстром своем действии электронные устройства обеспечивают надёжную защиту от перепадов напряжения.
• Электронные двойного преобразования. Подобные стабилизаторы — самые дорогие из всех. При этом они хорошо защищают как отдельные бытовые приборы, так и всю электросеть в доме. Выделяют одно- и трехфазные устройства. Первые применяют в быту. Вторые — на крупных промышленных, коммерческих объектах. Стабилизаторы двойного преобразования способны сглаживать резкие перепады в диапазонах от 90 до 380 Вольт с отменной точностью.

ИБП (источник бесперебойного питания)

Источник бесперебойного питания (ИБП) APC Back-UPS CS 650VA/400W

Главная задача ИБП — не защита от высокого напряжения, а обеспечение автономного резервного электроснабжения при резких и непродолжительных отключениях энергии. Подобные аппараты особенно нужны в частных домах, если в поселке остро стоит проблема частого отключения света.

Есть также разновидность источника бесперебойного питания с функцией стабилизатора. Если случится резкий высокий скачок напряжения, такой ИБП способен мгновенно переключиться на резервное питание и выровнять параметры Вольт в сети до оптимальных.

Датчик перепадов напряжения

Сетевой фильтр MOST EHV 2м (белый)

Это небольшое устройство, так же как и реле, контролирует скачки напряжения в сети. Но его монтируют сразу с УЗО (устройством защитного отключения). Если датчик выявляет нарушение сетевых параметров, он провоцирует утечку тока. В этом случае УЗО обнаруживает её и отключает питание на дом в аварийном режиме.

Способы защиты от перенапряжений в электрических сетях

Перенапряжение – это ненормальный режим работы в электрических сетях, который заключается в чрезмерном увеличении значения напряжения выше допустимых значений для участка электрической сети, который является опасным для элементов оборудования данного участка электрической сети. Изоляция оборудования электроустановок рассчитана на нормальную работу при определенных значениях напряжения, в случае наличия перенапряжения, изоляция приходит в негодность, что приводит к повреждению оборудования и представляет опасность для обслуживающего персонала или людей, которые находятся в непосредственной близости к элементам электрических сетей.

Перенапряжения могут быть двух видов – природными (внешними) и коммутационными (внутренними). Природные перенапряжения – это явление атмосферного электричества. Коммутационные перенапряжения возникают непосредственно в электрических сетях, причинами их проявления могут быть большие перепады нагрузки на линиях электропередач, феррорезонансные явления, послеаварийные режимы работы электрических сетей.

Способы защиты от перенапряжений

В электроустановках для защиты оборудования от возможных перенапряжений применяют такое защитное оборудование, как разрядники и ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) .

Основным конструктивным элементом данного защитного оборудования является элемент с нелинейными характеристиками. Характерная особенность данных элементов заключается в том, что они изменяют свое сопротивление в зависимости от приложенного к ним значения напряжения. Рассмотрим вкратце принцип работы данных защитных элементов.

Разрядник или ограничитель перенапряжения присоединяется к шине рабочего напряжения и к контуру заземления электроустановки. В нормальном режиме, то есть, когда сетевое напряжение находится в пределах допустимых значений, разрядник (ОПН) имеет очень большое сопротивление, и он не проводит напряжение.

В случае возникновения перенапряжения на участке электрической сети сопротивление разрядника (ОПН) резко падает, и данный защитный элемент проводит напряжение, способствуя утечке возникшего скачка напряжения в заземляющий контур. То есть на момент перенапряжения разрядник (ОПН) осуществляет электрическое соединение провода с землей.

Разрядники и ОПН устанавливаются для защиты элементов оборудования на территории распределительных устройств электроустановок, а также в начале и в конце линий электропередач напряжением 6 и 10 кВ, которые не оборудованы грозозащитным тросом.

Для защиты от природных (внешних) перенапряжений на металлических и железобетонных конструкциях открытых распределительных устройств устанавливают стержневые молниеотводы . На высоковольтных линиях напряжением 35 кВ и выше применяют грозозащитный трос (тросовый молниеотвод), который располагается в верхней части опор линий электропередач на всей их протяженности, соединяясь с металлическими элементами линейных порталов открытых распределительных устройств подстанций. Молниеотводы притягивают атмосферные заряды на себя, тем самым предупреждая их попадания на токоведущие части электрооборудования электроустановок.

Для обеспечения надежной защиты оборудования электроустановок от возможных перенапряжений, разрядники и ограничители перенапряжений, как и все элементы оборудования, должны проходить периодические ремонты и испытания. Также необходимо в соответствии с установленной периодичностью проверять сопротивление и техническое состояние заземляющих контуров распределительных устройств.

Перенапряжения в низковольтных сетях

Явление перенапряжений также характерно и для низковольтных сетей напряжением 220/380 В. Перенапряжения в низковольтных сетях приводят к выходу из строя не только оборудования данных электрических сетей, но и электроприборов, которые включены в сеть.

Для защиты от перенапряжений в домашней электропроводке используют реле напряжения или стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, в которых предусмотрена соответствующая функция. Также существуют модульные устройства защиты от импульсных перенапряжений, предназначенные для установки в домашний распределительный щиток.

В низковольтных распределительных устройствах предприятий, электроустановок, ЛЭП для защиты от перенапряжений применяют специальные ограничители перенапряжений по принципу работы схожие с высоковольтными ОПН.

Причины скачков напряжения

Существует немало объективных и субъективных причин природного и аварийного характера, которые провоцируют скачки напряжения в электросетях. Перечислим основные из них:

1. Одновременное отключение мощных бытовых приборов. Современные дома и квартиры оснащены мощными электроприборами. Если проводка старая, то одновременное включение нескольких устройств приводит к снижению параметров тока в сети. При одновременном отключении нескольких мощных приборов происходит резкий скачок напряжения.
2. Нестабильность в работе трансформаторной подстанции. Не секрет, что большинство трансформаторных подстанций, распределяющих электроснабжение, построено ещё в советское время. Устаревшее оборудование, установленное на этих подстанциях, большие перегрузки ввиду повышения потребления электроэнергии и приводят к нестабильной работе.
3. Аварии в передающих электросетях. Линии электропередач построены десятки лет назад, обновляются редко. А это значит, что существует вероятность обрывов и замыканий. Такие аварии провоцируют большие скачки напряжения.
4. Обрыв «нулевой фазы». Это наиболее опасный вид аварии, вызывающий сильнейшее перенапряжение. «Обрыв нуля» приводит к тому, что все электроприборы, включённые в розетку на момент аварии, сгорают. Удивительно, но сгорают даже приборы, «выключенные» с помощью дистанционного пульта. Причина — ослабление «нулевого» контакта в общем коммутационном щитке дома. Если контакт нестабильный, то возникают очень сильные скачки и вся техника, включённая в розетку, может выйти из строя.
5. Ослабление заземления. Заземление электроприборов обеспечивает безопасность использования устройств, так как отводит от устройств электрический ток. В случае ослабления заземления вероятность появления скачков напряжения возрастает.
6. Перегрузка электросети. Электрооборудование, установленное на подстанциях, рассчитано на определённый предел мощности подключаемой нагрузки. Сегодня потребления электроэнергии в наших домах значительно возросло. На месте маленьких МКД строятся большие здания, в которых вместо 10-12 квартир получается сразу 90-100. Суммарная мощность дома возрастает в 9-10 раз. В этих условиях подстанции испытывают значительные перегрузки, что ведёт к сильнейшим скачкам напряжения в сети.
7. Низкокачественная и плохо смонтированная разводка. Слабый контакт в розетке или в электрическом патроне вызывает искрение. Каждое включение или выключение мощного электроприбора — это новый скачок напряжения в сети.
8. Близкое расположение рядом с домом крупных промышленных объектов. Для порождения скачка напряжения в смежных линиях электропередач достаточно соседства с автомастерской, насосной станцией или с большим супермаркетом.
9. Попадание молнии в линии электропередач. Такое природное явление, как молния, порождает гигантские перенапряжения и скачки. Современные системы электропередач оснащены защитными механизмами от молнии, однако полностью избежать возникновения сильнейших импульсов в сети не удаётся.
10. Проведение сварочных работ. В посёлках и деревнях сварочные аппараты подключают прямо на входящие в дом провода, т.е. минуя все защиты. Каждая дуга сварки порождает большой скачок показателей напряжения.

Как видите, причин для возникновения скачков напряжения довольно много. Какой ущерб могут нанести резкие отклонения напряжения от нормального показателя в 220 В?

Классы УЗИП

На сегодняшний день все устройства от импульсных перенапряжений делятся на три класса. И каждый из них выполняет свою роль.

Модуль первого класса гасит основной импульс, он устанавливается на главном вводном щите.

После погашения самого большого перенапряжения, остаточный импульс принимает на себя УЗИП 2 класса. Он монтируется в распределительном щитке дома.

Если у вас не будет устройства I класса, высока вероятность что весь удар воспримет на себя модуль II. А это может для него весьма печально закончится.

Поэтому некоторые электрики даже отговаривают заказчиков ставить импульсную защиту. Мотивируя это тем, что раз вы не можете обеспечить первый уровень, то не стоит вообще на это тратить денег. Толку не будет.

Однако давайте посмотрим, что говорит об этом не знакомый электрик, а ведущая фирма по системам грозозащиты Citel:

То есть в тексте прямо сказано, класс II монтируется либо после класса 1, либо КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО.

Третий модуль защищает уже непосредственно конкретного потребителя.

Если у вас нет желания выстраивать всю эту трехступенчатую защиту, приобретайте УЗИП, которые изначально идут с расчетом работы в трех зонах 1+2+3 или 2+3.

Такие модели тоже выпускаются. И будут наиболее универсальным решением для применения в частных домах. Однако стоимость их конечно отпугнет многих.

Как выбрать оптимальную защиту для дома

Выбор в пользу того или иного устройства для защиты от сетевых перепадов стоит делать, основываясь на главной проблеме и условиях эксплуатации аппарата:

• Если в доме нормальное электроснабжение со стабильным напряжением, но при этом часто отключают свет, лучше отдать предпочтение источнику бесперебойного питания.
• Если электричество есть постоянно, но отмечаются скачки напряжения, желательно на всю сеть поставить стабилизатор. Или хотя бы подключить самые дорогие виды техники через сетевые фильтры.

Оптимальным решением будет установка обоих видов устройств. Они способны взаимно дополнять друг друга.

Для чего нужно подключение УЗИП?

Для того чтобы защитить электрическую сеть и подключаемые к ней приборы от мощных импульсов тока и резких перепадов напряжения, устанавливается устройство для защиты линии и оборудования от импульсных напряжений (сокращенное обозначение – УЗИП). Оно включает в себя один или несколько нелинейных элементов. Подключение внутренних компонентов защитного устройства может производиться как в определенной комбинации, так и различными способами (фаза-фаза, фаза-земля, фаза-ноль, ноль-земля). В соответствии с требованиями ПУЭ установка УЗИП для защиты сети частного дома или другого отдельного здания производится только после вводного автомата.

Наглядно про УЗИП на видео:

https://youtube.com/watch?v=Xp-bwkpuQBA

Последствия скачков напряжения

Проблема защиты бытовой техники от скачков напряжения в сети очень важна из-за высокой стоимости большинства электроприборов. В электрических сетях низкого качества напряжение может увеличиваться до 250 В и падать меньше 180 В, что является нарушением нормативов. Если бытовая техника продолжительное время работает при перенапряжении, то это уменьшает срок эксплуатации приборов, приводит к пробою изоляции и различным неисправностям.

Практически все производители бытовой техники стремятся защитить электроприборы от неожиданных сюрпризов перенапряжения и колебаний в сети, внося защитные элементы в саму конструкцию. Например, некоторые холодильники просто перестают работать, когда напряжение понижается до 180 В.

В холодильниках в результате нестабильного напряжения в электросети, прежде всего, из строя выходит электродвигатель. Причем одновременно о проблеме одновременно могут заявить все жильцы подъезда, бытовая техника которых пострадала от резкого изменения напряжения. Холодильник Ардо например, рассчитан на работу с напряжением в 220В, а возможные отклонения могут составлять 187В -242В. Если напряжение будет больше 242В в течение долгого времени, то может возникнуть чрезмерное нагревание пусковой обмотки, которое приведет к оплавлению изоляции и короткому замыканию. Результатом всего этого будет ремонт, при котором придется менять все основные детали агрегата.

В России напряжение электрического тока в сети часто имеет низкие показатели, ниже 187В, а также сохраняется на этом уровне слишком долго. В таком случае пускозащитное реле не срабатывает, а пусковая обмотка не включается. Это приводит к нагреванию рабочей обмотки электродвигателя, которое вызывает необходимость в дорогом ремонте холодильника.

Стабилизатор напряжения

Если напряжение «скачет» постоянно и необходима защита от этого, устанавливают стабилизатор напряжения. Это уникальное устройство, которое при любом напряжении, повышенном или пониженном, выравнивают его – подают на выходе нормализованные параметры. Аппарат незаменим в случае, если скачки в вашей сети – обычное и постоянное явление: без него в таком случае все приборы быстро выйдут из строя.

Есть несколько видов стабилизаторов напряжения:

• Релейные.
• Электромеханические.
• Электронные.
• Электронные двойного преобразования.

Релейные – с небольшой мощностью, предназначены для защиты бытовой аппаратуры.

Электромеханические имеют примерно такое же устройство, но эти приборы мощнее и дороже. Электронные имеют высокую мощность и точность, характеризуются быстродействием и служат долго и надежно. Наибольшую защиту линии могут гарантировать электронные стабилизаторы двойного преобразования. Стабилизаторы могут быть:

• Переносными и стационарными.
• Однофазными (для своего дома) и трехфазными (для крупных объектов).

Больше о стабилизаторах напряжения – в видео:

Подбор аппарата зависит от суммарной мощности всей электросети объекта, должен учитывать предельное сетевое напряжение и крайне желательно при подборе советоваться с электриками.

Защита компрессора холодильника

Чем же так опасны для компрессорной техники скачки и перепады напряжения в питающей сети?

Для всей техники с электродвигателями опасно пониженное напряжение. При пониженном напряжении при попытке запуститься и выйти на номинальные обороты вращения, электродвигатель будет работать с большими пусковыми токами, что может привести к его поломке.

Но в этой статье я хочу рассмотреть другую проблему.

Качество наших электросетей оставляет желать лучшего. Для защиты от возможных скачков и перепадов напряжения в питающей сети очень желательно применять реле контроля напряжения. При выходе напряжения за допустимый диапазон такое реле отключает потребителей от внешней сети, пока напряжение не вернется в допустимые пределы.

Так вот, во многих инструкциях к холодильникам написано, что после отключения холодильника от питающей электросети повторное его подключение выполнить не ранее чем через 5, а лучше через 10 минут. Т.е. сразу после отключения холодильника без выдержки времени минимум 5 минут подключать его снова в электросеть нельзя! Давайте разберем, почему.

Это требование обусловлено инерционностью системы. В момент отключения компрессора от электросети в тракте нагнетания сохраняется высокое давление, ведь компрессор всасывает хладагент, сжимает его и нагнетает к конденсатору. Это высокое давление сохраняется и внутри камеры компрессора и продолжает давить на его поршень.

В бытовых холодильных установках применяются компрессоры поршневого типа, их конструкция схожа с двигателем внутреннего сгорания автомобиля. Электродвигатель компрессора вращает кривошип, который в свою очередь приводит в поступательное движение поршень.

Так вот, избыточное давление от хладагента на поршне компрессора создает большое сопротивление, большое усилие для запуска вала электродвигателя. Если в этот момент попытаться снова подключить холодильную установку к электросети, то в этом случае возможны несколько вариантов.

— Электродвигатель запуститься, но с большим сопротивлением на валу и с увеличенным пусковым током.

— Будет постоянно срабатывать защита и постоянно пытаться запустить компрессор.

— Электродвигатель выйдет из строя.

Как видим, все эти факторы существенно снижают долговечность работы узла, либо приводят к выходу его из строя.

Задержка повторного пуска компрессора нужна для того, чтобы давление хладагента во всех узлах гидравлической системы холодильной машины выровнялось. Это облегчит повторный запуск компрессора. Для этого необходимо время минимум 5 минут.

Для того, чтобы реализовать задержку повторного пуска компрессора холодильной установки, можно использовать три схематических решения.

Устройство защитного отключения

Немного по-другому работают устройства другого типа, УЗО (устройство защитного отключения) и ДИФ (дифференциальный автомат), которые срабатывают при утечке тока. Задача ДИФ – защитить человека от поражения током при соприкосновении с неисправной проводкой или электроприборами при утечке тока и перенапряжения, вызванного другими причинами.

Устройство защищает сеть от перегрузок и коротких замыканий, при этом имея функцию УЗО – автоматическое отключение при утечке. Применяются дифустройства в однофазных и трехфазных сетях переменного тока. Они значительно повышают уровень безопасности в процессе постоянной эксплуатации электроприборов.

Визуально УЗО и дифавтомат похожи, функции их схожи. Чем же они отличаются и что лучше выбрать? Оба защищают и утечек электричества. Но только ДИФ еще и от замыканий и перегрузок в сети. УЗО – это только индикатор утечек, связанных с повреждение изоляции, например. При утечке УЗО отключит подачу электричества, но не защитит от перегрузки в сети.

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).

Пониженное напряжение

Такие скачки менее опасны для техники, но есть нюансы, особенно при напряжении ниже 170 В. Хуже всего это переносят холодильники и кондиционеры. При очень низком напряжении им не хватает мощности для старта компрессора – он просто гудит и перегревается. При исправном и качественном тепловом реле ничего страшного может и не произойти, но в противном случае компрессор сгорит за пару минут.

Большинство других приборов при напряжении ниже 170 В просто не включится или потеряет мощность (например, микроволновка).

Обычные лампы накаливания будут тусклее гореть или моргать, а вот энергосберегающие могут не включиться или вообще выйти из строя.

Пример видео, где показана работа реле напряжения

Решать проблему скачков напряжения в сетях помогают специальные устройства – реле контроля напряжения. Принцип действия таких реле достаточно прост, есть “электронный блок”, который следит, чтобы напряжение находилось в заданных уставками пределах и при отклонениях сигнализирует расцепителю (силовой части), который отключает сеть. Все бытовые реле контроля напряжения включаются автоматически через определенное время. Для обычных потребителей достаточно задержки в несколько секунд, но для холодильников и кондиционеров с компрессорами нужна задержка в несколько минут.

Реле контроля напряжения бывают однофазные и трехфазные. Однофазные реле напряжения отключают одну фазу, а трехфазные – одновременно все три фазы. При трехфазном подключении в быту, следует применять однофазные реле напряжение, чтобы колебания напряжения на одной фазе, не привели к отключению других фаз. Трехфазные используют для защиты двигателей и других трехфазных потребителей.

Я разделяю приборы защиты от перенапряжений на три типа: УЗМ-51М от “Меандра”, Zubr от “Электроникс” и все остальные. Никому ничего не навязываю – это мое личное мнение.

Реле напряжения Zubr (Rbuz)

Данное устройство предназначено для защиты от перепадов напряжения (отгорания нуля). Производят ЗУБР в Донецке.

Отмечу особенности этого реле напряжения.

Индикация напряжения на устройстве – показывает значение напряжения в реальном времени. Это достаточно удобно и необходимо для оценки ситуации с напряжением в сети. Погрешность показаний низкая, разница относительно высокоточного мультиметра Fluke 87 всего 1-2 Вольта.

Реле напряжения Zubr выпускают на различные номинальные токи: 25, 32, 40, 50 и 63А. Устройство при номинальном токе на 63А выдерживает в течение 10 минут ток 80А.

Верхнее значение по напряжению выставляется от 220 до 280 В с шагом 1 Вольт, нижнее – от 120 до 210 В. Время повторного включения от 3 до 600 сек., с шагом 3 секунды.

Я выставляю на реле Zubr, максимальное (верхнее) значение по напряжению 250 Вольт, а нижнее значение – 190 Вольт.

У приборов с индексом t в названии, например Zubr D63t, есть термозащита от внутреннего перегрева.  Т.е. при увеличении температуры самого прибора до 80 градусов (например из-за нагрева контактов) – он отключается.

Реле Zubr занимает 3 модуля или 53 мм  на дин-рейке и бывают только однофазными.

В паспорте и приведенных схемах подключения Зубр, не сказано про ограничения по току, но в старой документации, ранее указывалось, что не более 0,75 от номинального.

Из-за чего случаются скачки напряжения

Скачок – это внезапное и большое отклонение от нормы значение напряжения в сети. Скачки мгновенно «сжигают» домашнюю аппаратуру так, что ремонт становится нерентабельным, и легче купить новый бытовой прибор.

В быту страшны увеличенные параметры напряжения

Внезапное увеличение напряжения в сети происходит по множеству причин:

• если в доме одновременно включены несколько мощных приборов, то возможно падение тока в сети. При резком отключении бытовой техники, имеющей большую мощность, произойдет скачек;
• перегрузка на трансформаторной подстанции;
• замыкание линий передач или авария в сети;
• обрыв «нуля» или ослабление заземления;
• попадание молнии в линию передач;
• происходящие рядом с домом сварочные работы.

Если подытожить сказанное, то в основном виновато старое оборудование, которое монтировали и прокладывали много лет назад. Немало порчи наносит природа, и не следует забывать про людской фактор.

Защититься от перепадов напряжения можно тремя способами.

Похожие записи:

Почему выбивает автомат в электрическом щитке Потолочный профиль для натяжного потолка: какие бывают и как клеить Как закрепить полимерный канализационный люк Отделка откосов окон деревянного дома Природный газ — состав и основные свойства Как согнуть влагостойкий гипсокартон в домашних условиях