Защита от перенапряжения в сети 380 вольт

Защита от перенапряжения в сети 220 и 380

Излишнему напряжению, появляющемуся в электрической сети, обычно сопутствует поломка бытовой электротехники. Помимо прочего слишком большое напряжение способно вызвать такие отрицательные последствия как возгорание, поражение потребителей электрическим током, вплоть до летального исхода. В этой статье будет дана характеристика приспособлениям, использующимся для защиты от перенапряжения в электросети 220 и 380 вольт.

Достаточно часто в жилищах частного сектора и многоэтажных домов есть возможность увидеть, что напряжение в электрических розетках немного не совпадает с нормальной величиной в 220 Вольт. На это оказывают влияние разнообразные причины и степень подобных несовпадений в величине напряжения способна изменяться от 170 – 380 Вольт до нескольких тысяч Вольт.

Очень легко понять, что подобные скачки напряжения нередко являются причиной поломки домашних электрических приборов. Очевидно, что чересчур низкое напряжение способно вызвать нестабильное функционирование электрической техники, а чрезмерно высокое напряжение – к ее поломке. В первую очередь здесь речь идет о таком оборудовании как ноутбуки и стационарные компьютеры, холодильники, стиральные машины, пылесосы и проч.

Иными словами, нормальным принято считать напряжение:

• для электросети с одной фазой – в промежутке от 198 до 242 Вольт;
• для электросети с 3 фазами – от 342 до 418 Вольт.

Причины появления перенапряжения в сети

1. Наиболее часто встречающейся причиной возникновения излишнего напряжения для домашних приборов становится повреждение нулевого провода (обозначается буквой «N»).
Нулевое соединение при неравномерных нагрузках уравновешивает напряжения фаз у пользователя электрической энергией. При разрыве или перегорании нулевого соединения электричество станет перемещаться между фазами. В результате кому-то из пользователей, подключенных к электросети, достанется очень большое напряжение (до 380 Вольт включительно), а у кого-то, наоборот, напряжения будет не хватать.

2. Неверное либо ошибочное присоединение в электрической щитовой. Речь идет о ситуации, когда взамен нулевого соединения, было присоединено фазное, причем в жилище поступает не 220 Вольт, а 380 Вольт.
3. В период сильного природного ненастья, при грозе, разряд молнии, попавший в линию электропередач способен вызвать скачкообразные изменения в напряжении, которые по размеру способны составлять величину до нескольких тысяч Вольт.

4. Перераспределение напряжения на подстанциях энергетических систем.

Защита от перенапряжения в сети

Использование приспособлений по выравниванию напряжения защищает электросеть потребителя от скачков напряжения, исключая опасность поражения электрическим током при использовании электрических бытовых приборов. Львиная доля стабилизаторов обладают экраном, где визуально отражается напряжение электросети, изменения в перепадах напряжения и проч. Устройства включают опцию управления напряжением, в случае, если величина напряжения нарушает границы диапазона управления приспособления. В частности, если показатель величины окажется меньше 150 Вольт или больше 260 Вольт, то устройство прекращает работу и отключает пользователя от электросети. После того как напряжение электросети вернется в установленный диапазон, приспособление опять запускается.

Переключатель напряжения ограждает и выключает домашние электроприборы при появлении ненормальных скачков напряжения и самостоятельно подключает пользователей после возвращения к нормальным показателям. Переключатель активно применяется для обеспечения сохранности бытовой техники от негативных последствий излишнего напряжения. Вполне разумно применять устройство в жилых помещениях многоэтажных домов, поскольку в подобных сетях зачастую появляются серьезные скачки напряжения по причине повреждения нулевого соединения. Переключатель по своей технической конструкции пригоден для осуществления защиты как одного определенного пользователя, так и для защиты всего многоэтажного строения или частного дома. При ограждении 1 или нескольких пользователей, переключатель присоединяется в порядке прибор – переключатель – розетка. Иными словами, техника присоединяется к переключателю, а потом уже сам переключатель вставляется в электрическую розетку. Для сохранения от чрезмерного напряжения всего коттеджа, избы или жилого помещения в многоэтажном доме, переключатель монтируется на DIN-рейку в щитке распределения электрической энергии.

Совместное применение сенсора очень большого напряжения и устройства защитного отключения. Подобный метод противодействия чересчур высокому напряжению стал весьма популярен за счет доступной стоимости. Суть функционирования достаточно легка: датчик повышенного напряжения управляет существованием напряжения электросети, устройство защитного отключения обесточивает сеть при появлении излишнего напряжения.

На видео: Как защить свой дом от обрыва нуля и перенапряжения в сети

Обзор устройств для защиты от перенапряжения в сети

В современных бытовых приборах используется чувствительная электроника, что делает эти устройства уязвимыми перед перепадами напряжения. Поскольку устранить их не представляется возможным, необходима надежная защита. К сожалению, ее организация не входит в сферу обязанностей службы ЖКХ, поэтому заниматься этим вопросом приходится самостоятельно. Благо защитные устройства приобрести сегодня не проблема. Прежде чем перейти к описанию и принципу действия таких приборов, кратко расскажем о причинах, вызывающих скачки напряжения, и их последствиях.

Что такое перепад напряжения и его природа?

Под этим термином подразумевается краткосрочное изменение амплитуды напряжения электросети, с последующим восстановлением, близким к первоначальному уровню. Как правило, длительность такого импульса исчисляется я миллисекундами. Существует несколько причин для его возникновения:

1. Атмосферные явления в виде грозовых разрядов, они способны вызвать перенапряжение в несколько киловольт, что не только гарантированно выведет электроприборы из строя, а и может стать причиной пожара. В данном случае жителям многоэтажек проще, поскольку организация защиты от таких предсказуемых явлений входит в обязанности поставщиков электричества. Что касается частных домов (особенно с воздушным вводом), то их жильцы должны самостоятельно заниматься этим вопросом или обращаться к специалистам.
2. Скачки при коммутационных процессах, когда происходит подключение-отключение мощных потребителей.
3. Электростатическая индукция.
4. Подключение определенного оборудования (сварка, коллекторный электродвигатель и т.д.).

На рисунке ниже наглядно продемонстрирована величина грозового (U_гр) и коммутационного импульса (U_к) по отношению к номинальному напряжению сети (U_н).

Грозовой и коммутационный импульсы перенапряжения

Для полноты картины следует упомянуть и о долгосрочном повышении и понижении напряжения. Причиной первого является авария на линии, в результате которой происходит обрыв нулевого провода, что вызывает повышение до 380 вольт. Нормализовать ситуации никакими приборами не получится, потребуется ждать устранения аварии.

Длительное снижение напряжения можно часто наблюдать в сельской местности или дачных поселках. Это связано с недостаточной мощностью трансформатора на подстанции.

В чем заключается опасность перепадов?

В соответствии с допустимыми нормами, допускается отклонение от номинала в диапазоне от -10% до +10%. При скачках напряжение может существенно выйти за установленные границы. В результате блоки питания бытовой техники подвергаются перегрузке и могут выйти из строя или существенно сократить свой ресурс. При высоких или длительных перепадах велика вероятность возгорания проводки, и, как следствие, пожара.

Пониженное напряжение также грозит неприятностями, особенно к этому критичны компрессоры холодильных установок, а также многие импульсные блоки питания.

Защитные устройства

Существует несколько видов защитных устройств различающихся как по функциональности, так и по стоимости, одни из них обеспечивают защиту только одному бытовому прибору, другие – всем имеющимся в доме. Перечислим хорошо зарекомендовавшие себя и наиболее распространенные защитные устройства.

Сетевой фильтр

Наиболее простой и доступный по деньгам вариант защиты маломощного бытового оборудования. Отлично зарекомендовал себя при бросках до 400-450 вольт. На более высокие импульсы устройство не рассчитано (в лучшем случае оно примет удар на себя, спасая дорогостоящую аппаратуру).

Фильтр удлинитель Swen Fort Pro

Основной элемент защиты у такого устройства – варистор (полупроводниковый элемент изменяющий сопротивление в зависимости от приложенного напряжения). Именно он выходит из строя при импульсе более 450 В. Вторая важная функция фильтра – защита от высокочастотных помех (возникают при работе электродвигателя, сварки и т.д.) отрицательно влияющих на электронику. Третьим элементом защиты является плавкий предохранитель, срабатывающий при КЗ.

Не следует путать фильтры с обычными удлинителями, которые не обладают защитными функциями, но похожи по внешнему виду. Чтобы различить их достаточно посмотреть паспорт изделия, где приведены полные характеристики. Отсутствие такового должно само по себе вызывать подозрение.

Стабилизатор

В отличие от предыдущего типа приборы этого класса позволяют нормализовать напряжение в соответствии с номинальным. Например, установив границу в пределах 110-250 В, на выходе устройства будет стабильные 220 В. Если напряжение выйдет за пределы допустимого, прибор отключит питание и возобновит его подачу после нормализации работы электросети.

Стабилизатор EDR-1000 от производителя Luxeon

В некоторых случаях (например, в сельской местности) установка стабилизатора является единственным способом повысить напряжение до необходимой нормы. Бытовые стабилизаторы выпускают двух модификаций:

• Линейные. Они предназначены для подключения одного или нескольких бытовых приборов.
• Магистральные, устанавливаются на входе электросети здания или квартиры.

И первые, и вторые следует подбирать исходя из мощности нагрузки.

Источники бесперебойного питания

Основное отличие от предыдущего типа является возможность продолжения подачи питания подключенного устройства после срабатывания защиты или полного отключения электричества. Время работы в таком режиме напрямую зависит от емкости аккумуляторной батареи и мощности нагрузки.

Бесперебойный блок питания APC, модель SC-420

В быту эти устройства в основном используются для подключения стационарных компьютеров, чтобы при проблемах с электросетью не потерять данные. При срабатывании защиты ИБП будет продолжать подачу питания в течение определенного времени, как правило, не более получаса (зависит характеристик устройства). Этого времени вполне достаточно, чтобы сохранить необходимые данные и корректно отключить компьютер.

Современные модели ИБП могут самостоятельно управлять работой компьютера через USB интерфейс, например, закрыть текстовый редактор (предварительно сохранив открытые документы), после чего произвести отключение. Это довольно полезная функция, если пользователь при срабатывании защиты не находился рядом.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Все перечисленные выше приборы обладают общим недостатком, у них не реализована действенная защита от импульса высокого напряжения. Если таковой произойдет, он, практически гарантированно выведет такие устройства из строя. Следовательно, защита должна быть организована таким образом, чтобы после срабатывания можно было оперативно привести ее в рабочее состояние. Этому требованию, как нельзя лучше отвечают УЗИП. На их основе организуется многоуровневая система защиты внутренних линий частного дома.

Одна из принятых классификаций таких устройств показана в таблице.

Таблица 1. Классификация УЗИП

Пример организации трехуровневой защиты продемонстрирован ниже.

Организация трехуровневой защиты от перенапряжения

Конструктивные особенности УЗИП.

Устройство представляет собой платформу (С на рис. 6) со сменным модулем (В), внутри которого находятся варисторы. При их выходе из строя индикатор (А) изменит цвет (в приведенной на рисунке модели на красный).

УЗИП Finder (категория II)

Внешне устройство напоминает автоматический выключатель, крепление – такое же (под DIN рейку).

Особенностью УЗИП является необходимость замены модулей при выходе варисторов из строя (что довольно просто). Конструкция модулей выполнена таким образом, что установить их на платформу с другим номиналом невозможно. Единственный серьезный недостаток связан с характерными особенностями варисторов. Им необходимо время, чтобы остыть, многократное попадание грозового разряда существенно усложняет этот процесс.

Защитное реле

В завершении рассмотрим реле контроля напряжения (РКН), эти устройства способны обеспечить защиту бытовых приборов от коммутационных импульсов, перекоса фаз, а также пониженного напряжения. С грозовыми импульсами они не справятся, поскольку на это не рассчитаны. Их сфера применения – защита внутренней сети квартиры, то есть там, где обеспечение грозозащиты входит в обязанности электрокомпаний.

Приборы могут устанавливаться во входном щитке, непосредственно, после электросчетчика, для этого предусмотрено крепление под DIN рейку.

РКН можно подключать после счетчика

Помимо этого выпускаются модификации приборов в виде удлинителей питания и модулей под розетку.

РКН в виде удлинителя и розеточного модуля

Данные устройства могут произвести только защитное отключение сети, при выходе напряжения за указанные пределы (устанавливается кнопками управления), после нормализации электросети производится ее подключение. Стабилизация и фильтрация не производятся.
https://www.youtube.com/watch?v=AyTLz6G9Ul8

Предостережения

Не следует доверять защиту своего дома самодельным конструкциям, в бытовых условиях бывает проблематично настроить собранную схему и протестировать ее работу в критических режимах.

Не имея практического опыта в организации грозозащиты, не стоит пытаться реализовать ее самостоятельно, эту работу лучше доверить профессионалам. Рекомендуем рассматривать эту часть статьи как информационную.

Все манипуляции с электрощитом, приборами и проводкой необходимо проводить только при отключенном электропитании.

Защита от перенапряжения в сети 380 вольт

Как упомянуто выше, в сети 220 В может оказаться этих вольт не 220, а существенно больше. Если это короткие (до нескольких миллисекунд) импульсы, то с ними справятся варисторы на входе (большие силовые варисторы, а не детальки несколько миллиметров диаметром).

Но что делать если напряжение повысилось на секунды, а то и минуты? Например, при классической неисправности на трехфазном щите: обрыве или отгорании нуля, в в розетках вместо 220 В окажется 380 В. Отчего сгорит большинство подключенной постоянно в розетку техники (компьютер, холодильник, стиральная машина, ТВ, роутер, посудомойка и т.д.) с весьма вероятным вариантом в виде пожара (наберите в поисковике что-то вроде «380 В вместо 220 В» и почитайте). Замыкания между проводами ЛЭП от ветра, старт больших электродвигателей, работа электросварки могут дать всплески перенапряжения в десятки миллисекунд, что тоже не пойдет на пользу технике, включенной в ваши розетки.

Конечно, виновные в этом ущерб вам должны возместить. По идее. Но потом. Месяцев через несколько. Может быть. Если вы их найдете. И через суд сможете доказать что они виноваты. И документально докажете в суде величину ущерба (если вы, конечно, чеки от покупок техники сохранили).

Чтобы избегать таких приключений, намного разумнее иметь автомат, который отключит ваше жилище при аварийном повышении напряжения в сети. Лучше час посидеть без электричества, чем неделями бегать с бумагами и ремонтом.

Такие автоматы выпускаются промышленно называются «устройство защиты от перенапряжений». Они вполне решают свою задачу, но имеют пару минусов:

1. Размер. Они монтируются на DIN рейку, и если в щитке не хватает места, то ставить такой автомат некуда.
2. Немалая цена. 30 . 50 EUR.

Ниже описан простой автомат из 11-ти деталей общей стоимостью ниже 5 EUR, монтируемый на небольшую печатную плату, помещающуюся под стандартное УЗО (устройство защитного отключения) или дифавтомат (в принципе, то же самое УЗО, только с дополнительной функцией отключения при перегрузке по току).

У вас же, надеюсь, в щитке на входе в дом или квартиру есть УЗО или дифавтомат? Если вдруг нет, бросьте читать и немедленно поставьте — это необходимо для безопасности по многим причинам.

Идея защиты от перенапряжения очень проста: если напряжение стало выше допустимой границы, то надо искусственно сделать небольшой перекос токов после УЗО или дифавтомата. А они, увидев такое безобразие, отключат вашу сеть.

На первый взгляд кажется, что для этого достаточно мощного стабилитрона вольт на 350. 360, включенного в диагональ УЗО.

Но гладко было на бумаге. На практике же такое решение (с мощным стабилитроном, например, серии 1,5КЕ), оказалось плохим. УЗО отключалось при относительно коротких импульсах перенапряжения (варисторы на входе были), которые не причиняли вреда. В результате несколько раз в неделю УЗО обесточивало дом зря, что весьма неудобно в эксплуатации.

Изучение вопроса показало, что отключающая всё защита от перенапряжения должна не реагировать на всплески короче 20. 40 мС, иначе ложных срабатываний не избежать. Для этого стабилитрон, включаемый в диагональ УЗО должен быть «медленным».

Именно такое решение показано на следующем рисунке. УЗО и варисторы R8, R9 предполагаются у вас уже имеющимися (и то, и другое необходимо в любом случае — поставьте).

Диодный мост VD1 (должен быть на входное напряжение выше

600 В — запас тут не вреден, неизвестно какие импульсы перенапряжения могут придти снаружи) выпрямляет входное напряжение, делитель R1 . R4 понижает его до требуемого порога (около 10 В). Конденсатор С1 обеспечивает требуемые «тормоза», т.е. делает наш стабилитрон не реагирующим на импульсы короче нескольких миллисекунд.

Ключ на высоковольтном VT1 срабатывает, когда напряжение на С1 достигнет суммы напряжений стабилизации VD2 (около 6 В) + отсечки VT1 (около 4 В для данного транзистора), т.е. в сумме около 10 В.

При открывании VT1 по диагонали УЗО оказываются включенными резисторы R7, R8 (через VD1). При этом через УЗО протекает ток перекоса около 30 mA и оно отключается, обесточивая нагрузки. Если ваше УЗО рассчитано на другой ток, соответственно измените резисторы R7, R8. Мощность этих резисторов не требуется слишком большой. Резисторов по 1 Вт вполне хватит: они они находятся под током не более 0,1 с (время задержки нашего стабилитрона + время срабатывания УЗО). За столь короткое время резисторы вполне выдерживают перегрузку в несколько раз по мощности.

Порог срабатывания защиты по напряжению устанавливается резистором R3, длительность игнорируемых коротких импульсов — емкостью C1.

Настраивается устройство так:

1. До включения R3 ставится в нижнее (минимального сопротивления) положение.
2. Включив, убедитесь в отсутствии срабатывания УЗО. Если оно есть, то или неисправен транзистор (заменить), или напряжения стабилитрона и отсечки транзистора сильно отличаются от приведенных на схеме данных (соответственно уменьшить R1).
3. Медленно увеличивая сопротивление R3 получить срабатывание УЗО. Если не получается, то или неисправен VT1 (заменить), или напряжения стабилитрона и отсечки транзистора сильно отличаются от приведенных на схеме данных (соответственно увеличить R1).
4. Открутить немного R3 назад и включить УЗО. Всё, устройство в работе: постоянно измеряет входное напряжение и отключит нагрузку при перенапряжении, длящемся более 20 . 40 мС.

Если в процессе эксплуатации будут ложные срабатывания (это зависит от того какого вида импульсы и выбросы бегают по именно вашей сети), то или немного повысьте порог срабатывания (уменьшением R3), или время задержки (увеличив номинал C1).

В дежурном состоянии устройство потребляет ток

Защита от перенапряжения в сети

Стандарт напряжения сети

Не всегда в нашей сети наблюдается напряжение равное 220 В, зачастую оно ниже нормы или значительно выше ее. Многие замечали тот момент, когда лампочки ярко вспыхивали или тускнели. По разным причинам электросеть может колебаться от 150 до 380 В и более.

Как результат такое изменение в сети приводит к поломке дорогостоящих электроприборов и техники. Куда дешевле поставить схему защиты от перенапряжения. Стандартное напряжение однофазной сети должно быть 220 В ±10% или 198 – 242 В. Стандарт трехфазной сети будет 380 В ±10% или 342 – 418 В, при которых гарантируется нормальная работа оборудования.

Причины перенапряжение в сети

1.Возможен вариант, когда «грамотный» электрик в домовом или подъездном электрощите вместо нуля N подключит другую фазу. Результат тот же – отказ техники и ламп освещения.

2.Гроза так же может вывести из строя всю вашу электротехнику. Перенапряжение в сети может достичь несколько тысяч вольт, при ударе молнии в линию электропередач. Поэтому во время грозы лучше отключать электроприборы от сети и желательно установить молниезащиту в доме.

3.Кроме того большие перепады в сети могут возникнуть во время работы электросварки, регулировки напряжения на подстанции, при нахождении рядом крупного завода с большим потреблением электроэнергии. Причин возникновения перенапряжения в сети достаточно много, которые могут еще привести к пожару, создать опасность для здоровья. Поэтому важно иметь защиту от перенапряжения в сети. Похожих устройств не мало, и установить их не трудно.

Устройство защиты от перенапряжения

Таких устройств защиты может быть много. Рассмотрим самые популярные из них – это стабилизаторы напряжения, реле напряжения с УЗО, для защиты от импульсных помех УЗИП.

Стабилизатор напряжения инверторный

1.Стабилизаторы напряжения устраняют перепады напряжения и стабилизируют его на выходе до 220 В ± 10%. На входе стабилизатора напряжение может меняться от 150 до 260 В. Однако релейные и симисторные стабилизаторы имеют шаг переключения обмоток трансформатора 8 В, поэтому каждый такой переход напряжения может отразиться как моргание ламп освещения.

Лучшим вариантом будет выбор инверторного стабилизатора, который плавно регулирует выходное напряжение, бесшумный и имеет порог стабилизации напряжения от 100 В до 300 В. Точность выходного стабилизированного напряжения 220 ± 5%. Установив такой стабилизатор можно не беспокоиться за превышение сети и за импульсное перенапряжение. При появлении сети все стабилизаторы автоматически включаются.

Реле контроля напряжения

2.Реле напряжения также хорошо отслеживает возникшие перенапряжения сети, и подает команду на УЗО, которое отключит сеть. Реле напряжения нужно ставить вместе с УЗО. Схема защиты от перенапряжения в сети на реле напряжения и УЗО можно легко поставить в квартирный или домовой электрощит.

3.Устройства защиты от импульсных помех или УЗИП хорошо справляется с импульсным перенапряжением возникших при грозе. Такая защита устанавливается на вводе сети в дом.

Как видите из этих устройств можно выбрать защиту от перенапряжения в сети и обезопасить свою электротехнику от поломок.

Защита от перенапряжения в сети 380 вольт

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП для силовых сетей 1 полюс (класс II), 385 В (V20-1-385)

• Код товара 1874057
• Артикул 5095191
• Производитель OBO Bettermann

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП для силовых сетей 3 полюса (класс I+II), 280 В

• Код товара 832528
• Артикул 5093627
• Производитель OBO Bettermann

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП для силовых сетей 4 полюса (класс II), 550 В (V20-4-550)

• Код товара 5276116
• Артикул 5095214
• Производитель OBO Bettermann

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП для силовых сетей 1 полюс (класс I+II), 150В (V50-1+FS-150)

• Код товара 2217947
• Артикул 5093446
• Производитель OBO Bettermann

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП для цепей управления 2 полюса, 110 В (FLD 2-110)

• Код товара 2588073
• Артикул 5098859
• Производитель OBO Bettermann

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП для цепей управления 2 полюса, 24 В (FLD 2-24)

• Код товара 2595367
• Артикул 5098816
• Производитель OBO Bettermann

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП для цепей управления 2 полюса, 12 В (FLD 2-12)

• Код товара 1230151
• Артикул 5098808
• Производитель OBO Bettermann

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП для силовых сетей 1 полюс (класс II), 385 В (V20-C 1-385)

• Код товара 3209245
• Артикул 5094703
• Производитель OBO Bettermann

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП для многожильных систем 4 полюса, 5 В (MDP-4 D-5-T-10)

• Код товара 3415484
• Артикул 5098413
• Производитель OBO Bettermann

• Покупателям
  • Способ оплаты
  • Доставка
  • Акции
  • Скидки и баллы
  • Адреса магазинов
  • Договор оферты

• Компания ЭТМ
  • О компании
  • Сервис iPRO
  • Электрофорум
  • ЭТМ Вакансии

Центр поддержки и продаж

• Электрика
• Свет
• Крепеж
• Безопасность

Мы в социальных сетях

• Повышение квалификации
• Часто задаваемые вопросы
• Нашли ошибку?
• Центр обращений

© 2021 Компания ЭТМ — Копирование и использование в коммерческих целях информации на сайте www.etm.ru допускается только с письменного одобрения Компании ЭТМ. Информация о товарах, их характеристиках и комплектации может содержать неточности

Ваш город: Выберите город

Я подтверждаю свое согласие на обработку персональных данных согласно Политике обработки персональных данных

Защита от перенапряжения в частном доме

Довольно часто происходят поломки электрической бытовой техники, ведь любой электротехнический агрегат при создании рассчитывается на работу с определенным уровнем электроэнергии, т.е. на конкретные показатели силы и напряжения тока в сетях подключения. Поэтому при превышении этих норм может случиться аварийная ситуация.

Использование дорогостоящей домашней техники, агрессивные природно- атмосферные явления, не слишком высокий уровень прокладки линий электропередач делает жизненно необходимым для собственников квартир и домов принятие мер по защите от перенапряжения электросетей в частном доме и минимизации возможных последствий.

Откуда возникает перенапряжение

Планировка и строительство многих многоэтажек еще пару десятков лет назад производилась без прицела на сегодняшнее многообразие бытового электрооборудования: микроволновки, многокамерные холодильники, утюги высокой мощности и другие приборы, имеющие электрическое питание. Поэтому максимумы потребления электричества по утрам и вечерам пагубно влияют на работу всей электросети в любом жилище.

Электричество, текущее по кабелю или проводу, неспособному выдерживать такую нагрузку, способствует их ненормальному нагреву в дневные часы и охлаждению в вечерние. В силу законов физики, проводник ослабевает, поскольку он делается то шире, то уже. Контакты в щитке на первых этажах или в едином вводно-распределяющем устройстве в доме заметно ослабевают. Также нулевые контакты могут отгореть, что приводит к перепаду напряжения от 110 до 360 вольт на всех этажах, выше этажа с перегоревшими контактами.

Перенапряжение в электросети может произойти в результате попадания молниевого разряда в линию электропередач, подстанцию или элементы дома, при этом сила тока просто огромная, порядка 200 килоампер. При попадании в молниеприемник и дальнейшем прохождении молнии по контуру заземления в проводниковых материалах возникает электродвижущая сила, измеряемая в киловольтах.

Также вызвать резкий скачок напряжения могут сварочные работы или одновременное включение многими соседями электроприборов или подключение/отключение мощного потребителя. Для защиты дорогостоящей электротехники и всего частного дома необходима защита от перенапряжения в сети.

Особенности защиты домашней электропроводки

Организация защиты от возникающего высокого напряжения – один из ключевых вопросов при прокладке электросети в жилом доме. Осуществляется она с помощью особых трансформаторов и фильтров сети. Во многих домах на этажных щитках устанавливаются автоматические выключатели, которые защищают от электротоков при коротком замыкании и временных перегрузок.

Когда возможна высокая нагрузка, все устройства, защищающие сети от повышенного напряжения, должны иметь приспособления для автоотключения и выключатели, реагирующие на изменения показателей тока. Как правило, самая надежная защита от подобных скачков ставится на входном силовом проводе, поскольку именно он испытывает наибольшее воздействие во время пиков нагрузки.

Схема защиты от перенапряжения домашней электросети бывает простой и многоуровневой. Простая – представлена в основном реле перенапряжения в этажных щитках, а многоступенчатая (комбинированная, защищающая как от бытовых скачков напряжения, так и от импульсных, при грозах) – УЗИП, т.е. устройства защиты от импульсных перенапряжений. Такие устройства наиболее часто встречаются в частных домах.

Обратите внимание! Электронные приборы выходят из строя как из-за повышенного, так и из-за пониженного напряжения в сети (например, холодильники тяжело запускаются, что негативно сказывается на их дальнейшей работе).

Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание.

Чтобы не допустить негативных последствий, применяют следующие защиты, функционирующие по таким принципам:

• при резком внеплановом повышении напряжения происходит отключение электросхемы в доме или в квартире;
• вывода полученного сверхнормативного электрического потенциала от электроприборов путем перевода его в земляной контур.

Если напряжение поднимается незначительно (например, до 380 вольт), на помощь приходят различные стабилизаторы. Однако их защитные возможности довольно ограничены – они больше рассчитаны на поддержание заданных рабочих значений в электросетях.

При проектировании защиты для частного дома рассматривают различные конструкционные решения и их технические характеристики. Необходимо учитывать принципы формирования базы ограничителей перенапряжения (опн). Например, газонаполненные разрядники после того, как импульс прошел, пропускают через себя т.н. сопровождающий ток, напряжение которого сопоставимо с коротким замыканием. По этой причине они сами могут быть источником возгорания, и их нельзя применять для защиты от электрического пробоя.

Для домашних сетей чаще всего применяют варисторное устройство защиты (полупроводниковые резисторы) – реостаты, скомпанованные из варисторных «таблеток» из смеси оксидов цинка, висмута, кобальта и других. При штатном функционировании электросети такой автомат защиты допускает микроскопические утечки, а при проходе импульса повышенной вольтажности – способен мгновенно перестроиться на режим «туннеля» и «спустить» больше тысячи ампер за очень короткий промежуток времени, поскольку сопротивление на этом приспособлении снижается с возрастанием силы тока, после чего происходит быстрое возвращение к штатной «боевой готовности».

Классы стойкости электропроводки

Все электроприборы в бытовых зданиях разделяется по четырем основным категориям, в зависимости от максимально выдерживаемого перенапряжения:

• IV категория – до 6 киловольт;
• III категория – до 4 киловольт;
• II категория – до 2,5 киловольт;
• I категория – до 1,5 киловольт.

В соответствии с этими категориями выстраивается система защиты, которая сокращенно называется узо (устройство защитного отключения) с защитой от перенапряжения, в целях маркетинга их чаще всего называют ограничителями, используют и другие наименования. Ограничители монтируются по ходу движения возможного импульса. Так, на участке от вводного щитка идет 6-киловольтный импульс, в первой зоне он снижается ограничителем перенапряжения до 4 киловольт, в следующей зоне он падает до 2,5 киловольт, а в жилой зоне с помощью УЗИП III категории потенциал импульса снижают до 1,5 киловольт. Устройства защиты всех классов функционируют в комплексе, последовательно понижая потенциал до нормальных значений, с которыми легко справляется изоляция домашней электропроводки.

Важно! При неисправности хотя бы одного из звеньев этой защитной цепочки может возникнуть электропробой в изоляции, что приведет к выходу конечного электроприбора из строя. Поэтому необходимо периодически проверять исправность каждого элемента устройств защитного отключения.

Основные устройства системы защиты

Один из лучших способов спасти электросеть от скачков напряжения – монтаж стабилизатора, подходящего по техническим характеристикам. Это недешевые устройства, и не всегда они используются, поскольку напряжение в сетях и так бывает достаточно стабильным.

Также устранить нестабильность в работе сети помогают реле контроля напряжения. При обрыве нулевой жилы и замыкании в провисших кабелях такое реле способно включить защитные функции даже быстрее стабилизатора, нужно лишь 2-3 миллисекунды.

Такие реле очень компактны – для монтажа они требуют меньше места, чем стабилизаторы, легко ставятся на простейшую din-рейку, кабеля подключаются элементарно (в отличие от монтажа стабилизаторов, когда вынужденно вклиниваются в электросеть или устанавливают особый короб для него). Стабилизаторы заметно гудят, поэтому в жилых помещениях их устанавливать нежелательно, а вот реле работают практически бесшумно. Кроме того, аппараты, контролирующие разность электрических потенциалов, потребляют очень мало электричества. Цена на такие реле в несколько раз ниже тех, что сложились на стабилизаторы.

Принцип работы реле контроля состоит в том, что при постоянном поступлении электротока устройство определяет разность потенциалов и сравнивает ее с допустимыми значениями. Если показатели в норме, ключи остаются открытыми, и ток продолжает течь по сети. Если же проходит мощный импульс, происходит моментальное закрытие ключей и отключение подачи электроэнергии потребителям. Такая быстрая и однозначная реакция помогает обезопасить все подключенные бытовые агрегаты.

Дополнительная информация. Возвращение в штатный режим происходит с некоторой задержкой, регулируемой таймером. Это необходимо для того, чтобы крупные электроприборы, такие как холодильники, кондиционеры и другие, включились с соблюдением правил и технической настройкой.

Подключение реле производится по фазному кабелю, при этом нуль-кабель включается во внутреннюю схему для питания энергией.

Имеется два способа: сквозное подключение (по прямой) или с использованием прибора – контрактора для коммуникации. Оптимально подключать релейный механизм до подключения счетчика, чем обеспечится и его защита от перенапряжения. Однако, при наличии на приборе учета пломбы придется монтировать реле за ним.

Импульсные перенапряжения в электросети частных домов возникают из-за грозы с молниями или коммутационных скачков. Для безопасности электропроводки применяются специальные устройства УЗИП. Как правило, это ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН), стабилизаторы и реле контроля потенциалов. Конечно, обустройство такой системы – мероприятие затратное, однако его стоимость гораздо ниже дорогих электробытовых приборов.

Видео

Защита сети 220 вольт от перенапряжения — как защитить электроприборы в вашем доме?

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.