Защита сети 220 вольт от перенапряжения: как защитить электроприборы дома самостоятельно?

Пример HTML-страницы

Защита от перенапряжения требуется для всех электрических устройств

Хотя подача электроэнергии в квартиры и дома регулируется законом, жители не должны полностью полагаться на соответствующие услуги для обеспечения необходимого качества электроэнергии. Если дорогие электроприборы выйдут из строя из-за скачков напряжения на линии, получить компенсацию будет практически невозможно. А поскольку неисправности на линиях электропередач не редкость, стоит самостоятельно принять меры, которые помогут уберечь бытовую технику от поломок. Для этого требуется защита от перенапряжения, которую можно обеспечить, установив в сети соответствующее устройство — реле защиты, датчик с УЗО или стабилизатор напряжения.

Допустимые электрические параметры

Орлов Анатолий Владимирович
Орлов Анатолий Владимирович
Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей
Задать вопрос
Напряжение, указанное на всех приборах, составляет 220 В, но в реальной жизни это значение далеко не стабильное. Это учитывается при изготовлении современных устройств, и они могут стабильно работать при колебаниях напряжения от 209 до 231 В и даже выдерживать диапазон от 198 до 242 В. Если конструкция бытовой техники не предусматривала небольших перепадов потенциалов, он будет постоянно выходить из строя. Большие отклонения приводят к перегрузке сети, а это сокращает срок службы оборудования.

Возможные параметры сетевого напряжения

Чтобы сгладить колебания напряжения и обеспечить сохранность устройств, достаточно установить стабилизатор. Для электротехники гораздо опаснее перенапряжение (так называется резкий скачок разности потенциалов).

Разнообразие перенапряжения

Всплеск может длиться как коротким, так и достаточно продолжительным. Это может быть вызвано ударами молнии во время грозы или переключением, вызванным неисправностью подстанции. Для их защиты к сети 220 или 380 В (бытовой или промышленной) подключается УЗИП (устройство защиты от перенапряжения). Его автоматическая работа помогает защитить линию при воздействии, например, мощного разряда молнии, от которого стабилизатор напряжения не спасет.

Визуально по СПД на видео:

Молния приводит к появлению мощного электромагнитного импульса, под действием которого в проводниках, расположенных вблизи места разряда, возникают электрические потенциалы и происходит резкое повышение напряжения. Он длится всего около 0,1 с, но разность потенциалов в этом случае составляет тысячи вольт.

понятно, что при попадании такого напряжения в бытовые и промышленные сети последствия могут быть очень серьезными.

Перенапряжение из-за переключения

Это явление может происходить при включении или выключении устройств, которые обеспечивают высокую индуктивную нагрузку. К ним относятся источники питания, электродвигатели и мощные сетевые инструменты.

Этот эффект связан с законами переключения. Не может быть мгновенного изменения величины тока в соленоиде, а также разности потенциалов на конденсаторе. Когда цепь с такой нагрузкой подключается или размыкается, в точке контакта отмечается появление электрического потенциала, вызванного процессами самоиндукции и переключения.

Смирнов Константин Юрьевич
Смирнов Константин Юрьевич
Мастер участка электросетей, ООО "Петроэнергоспецмонтаж"
Задать вопрос
Переходный процесс всегда сопровождается увеличением напряжения, полярность которого противоположна входному. Малая емкость проводников в сети вызывает кратковременный резонанс и вызывает высокочастотные колебания. В конце преходящего они распадаются.

Как долго продлится перенапряжение и какой будет его величина, зависит от следующих показателей:

  • Индуктивность нагрузки.
  • Мгновенное значение разности потенциалов при переключении.
  • Возможность подключения электрических кабелей.
  • Реактивная сила.

Опасность перенапряжения

Поскольку изоляция проводов рассчитана на значение напряжения значительно выше номинального, обрыва обычно не бывает. Если электрический импульс действует непродолжительное время, то напряжение на выходе блоков питания со стабилизатором не успевает повыситься до критического показателя. То же касается и обычных лампочек: если сильно повышенное напряжение быстро нормализуется, спираль не успевает не только перегореть, но и перегреться.

Если изолирующий слой не выдерживает повышенного напряжения и происходит его пробой, возникает электрическая дуга. В этом случае поток электронов проникает через микротрещины, образовавшиеся в изоляции, и проходит через газы, заполняющие образовавшиеся пустоты меньшего размера. А большое количество тепла, выделяемого дугой, способствует расширению проводящего канала. В результате ток постепенно нарастает, и автоматический выключатель срабатывает с определенной задержкой. И даже если это займет всего несколько минут, этого достаточно, чтобы проводка вышла из строя.

Повышенное напряжение отключает электропроводку и оборудование

Какие устройства обеспечивают защиту от перенапряжения в сети?

Схема защиты линии электропередач от перенапряжения может включать:

  • Система молниезащиты.
  • Регулятор напряжения.
  • Датчик перенапряжения (устанавливается вместе с УЗО).
  • Реле максимального напряжения.

Отдельно следует сказать об источниках бесперебойного питания, с помощью которых компьютеры часто подключаются к домашним сетям. Это оборудование не предназначено для защиты сети от перенапряжения. Его функция иная: когда свет внезапно гаснет, он работает как батарея, позволяя пользователю сохранять информацию и бесшумно выключать ПК. Поэтому не следует путать его с регулятором напряжения.

Принцип работы защитных устройств

Для защиты от электрических импульсов от молнии вместе с УЗИП устанавливается громоотвод. А для защиты линии от потока электронов, параметры которых не соответствуют рабочим характеристикам сети, можно использовать специальные датчики и реле перенапряжения.

Следует сказать, что и ДПН, и реле отличаются от стабилизатора принципом действия и назначением.

Реле защиты от повышенного или пониженного напряжения

Задача этих элементов — отключить подачу электроэнергии в случае, если величина разницы превышает максимальный порог, указанный в техническом паспорте защитных устройств или установленный регулятором.

После того, как параметры ЛЭП были нормализованы, реле срабатывает самостоятельно. DPN для защиты линии следует устанавливать только в сочетании с устройством защитного отключения. Его задача — при обнаружении неисправностей вызвать ток утечки, под действием которого сработает УЗО.

Визуально по реле напряжения на видео:

Недостатком такой схемы является необходимость включения ее вручную после нормализации напряжения. В этом плане регулятор напряжения выгодно отличается. Это устройство обеспечивает регулируемую задержку протекания тока при срабатывании чрезмерного напряжения. Стабилизатор часто используется для подключения кондиционеров и холодильников.

Длительное перенапряжение

Очень часто длительные перенапряжения возникают из-за обрыва нейтрального проводника. Неравномерность нагрузки на фазные проводники становится причиной дисбаланса фаз — смещения разности потенциалов на проводнике с наибольшей нагрузкой.

Пример фазового дисбаланса

Другими словами, под действием нерегулярного трехфазного электрического тока напряжение начинает накапливаться на нулевом проводе, не имеющем заземления. Ситуация не вернется в норму до тех пор, пока повторная авария не приведет к необратимому выходу из строя линии или пока специалист не устранит неисправность.

Белухин Сергей Геннадьевич
Белухин Сергей Геннадьевич
Электромеханик 4 разряда ООО "Петроэнергоспецмонтаж"
Задать вопрос
Если нейтральный провод в электрической розетке сломан, напряжение изменится в зависимости от нагрузки, которую пользователи, не знакомые с проблемами, будут подключать к разным фазам. Использовать неисправную схему практически невозможно, даже если в линию питания включен хороший стабилизатор. Дело в том, что параметры сети, регулярно выходящие за пределы стабилизации, приведут к постоянному отключению устройства.

Наглядно про нулевой разрыв и что нужно делать при этом — в видео:

Отсутствие напряжения (провал)

Это явление особенно хорошо знакомо людям, живущим в деревнях и городах. Провал (проседание) — это падение напряжения ниже допустимого предела.

Опасность проседания заключается в том, что конструкция многих бытовых приборов включает в себя несколько блоков питания, а отсутствие напряжения приведет к тому, что один из них на короткое время отключится. Устройство отреагирует на это, выдав ошибку на дисплее и прервав операцию.

Снижение напряжения в сети

Если речь идет о отопительном котле, а неисправность произошла зимой, то дом останется без отопления. Подключение стабилизатора поможет избежать такой ситуации. Это устройство после устранения проседания увеличит значение напряжения до номинального значения. Стабилизатор может спасти положение, даже если напряжение в сети снизилось из-за поломки трансформаторной подстанции.

Заключение

В этой статье мы объяснили вам, зачем нужна защита от перенапряжения в сети, какие устройства предусмотрены и как их правильно использовать. Эти рекомендации помогут читателям разобраться в причинах пропадания сетевого напряжения, а также выбрать и установить устройство защиты сети.

0.00%
Осталось:


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об энергетике, электротехнике и электронике
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: