Современная мебель
→ ↓

Узип — устройство защиты от импульсных перенапряжений. Устройство защиты от перенапряжения Устройства защиты от перенапряжения в сети

Скачки напряжения распространены в бытовых электросетях. Регулярные сбои параметров сети приводят к быстрому выходу из строя домашней техники. А это уже является прямой угрозой для организма человека.

Перенапряжение – состояние электросети, при котором напряжение выходит за лимиты рабочего. Допустимый диапазон для электросетей 0, 38 кВ: 0,198..0,242 для однофазных, 0,342..0,418 для трехфазных. Т.е. отклонение колеблется в пределах 5-10% на вводах к потребителям.

Причины возникновения

Причины возникновения перенапряжений в сети:

  1. Удары молнии. При этом по проводам течек ток, с импульсными напряжениями в несколько десятков тысяч вольт.
  2. Ошибки операторов при обслуживании оборудования на питающих подстанциях. Случается из-за несогласованности регулирования напряжения на ПС.
  3. Неправильное соединение проводов в щитовой. Происходит, когда на ноль, подключают фазу.
  4. Нарушение в нейтрали. Возникает при обрывах или обгорании проводника. Является самой распространённой причиной возникновения перенапряжений в бытовых сетях. При разрыве, не происходит перекос фаз, чем и вызываются скачки напряжений.

Опасность для электроприборов

Бытовая техника рассчитывается на присутствие скачков электроэнергии, превышающих рабочие значения в три раза (до 1000 В). Если происходит аварийная ситуация, то значение скачков может превышать предельно допустимые нормы. При этом происходит перегрев кабелей, пробой изоляционной оболочки, и как следствие искрение и возникновение пожаров. КЗ могут возникать даже на участках электросети без нагрузки.

Защита от импульсных перенапряжений

Мерами безопасности являются УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений).

Различают два вида:

  1. Полная. Предусматривает устройство приборов на вводе в квартиры, а также перед каждым бытовым электроприбором.
  2. Частичная. В этом случае аппараты устанавливаются только в электрощитовой.

Современные меры безопасности УЗИП

Виды защит от перенапряжения:

  • Реле. Производит аварийное отключение бытовых приборов при достижении электросетью критических параметров и автоматическое включение после нормализации напряжения.

Используются для защиты всей сети, так и для каждого электроаппарата в отдельности.

  • Стабилизаторы напряжения – .
  • Современные модели устроены на микропроцессорной базе, имеют дисплей и многофункциональный интерфейс. Совместное использование УЗО и ДПН (датчика повышенного напряжения). Последний прибор осуществляет мониторинг параметров сети, а УЗО производит аварийное отключение.

Устройства, предназначенные для:

  • мониторинга симметрии напряжения в бытовых электросетях;
  • предотвращения асимметрии нагрузки;
  • правильность последовательности фаз в трехфазных сетях.

Применяются в системах с автоматическим управлением.

Импортное оборудование очень требовательно к качеству электросетей. Отсутствие надлежащих мер контроля электричества приводит к быстрому износу и полному выходу из строя электроаппаратов. Реле контроля фаз также предназначено для стабилизации параметров питающей сети.

Преимущества:

  1. работа на микропроцессорной базе;
  2. высокая точность показаний и надёжность;
  3. простота конструкции.

Принцип работы основан на явлении самовозврата параметров. При подаче напряжения устройство осуществляет контроль. Происходит аварийное отключение, когда возникают сбои.

Места установки :

  • для защиты отдельно стоящего оборудования или группы электроустановок непосредственно перед розеткой;
  • для общедомовой защиты на DIN-рейку вводно-распределительного устройства.

При одновременном пропадании нескольких фаз, устройство срабатывает без задержки во времени.

Устройство автоматического ввода резервного питания

Причины срабатывания реле:

  1. перекос фаз;
  2. несоответствие подключение фазных проводов;
  3. обрыв фазного кабеля.

Типы стабилизаторов

Различают феррорезонансные, симисторные, релейные стабилизаторные электроприборы и сервоприводные стабилизаторы.

Феррорезонансные

В системе трансформатор-конденсатор использует эффект феррорезонанса. Выполняют стабилизацию параметров в выбранном диапазоне нагрузок. Малораспространенный тип из-за сложностей внедрения в бытовые системы электоснабжения и высокой стоимости.

Преимущества:

  • точность срабатывания;
  • длительный срок эксплуатации;
  • быстродействие;
  • надёжность работы.

Недостатки:

  • громоздкость;
  • искажение синусоидальности;
  • малый диапазон нагрузок;
  • невозможность работы в режиме ХХ и перегрузе.

Симисторные

Принцип действия – срабатывание сигнала по релейному типу. Разъединение цепи осуществляется симисторами.

Преимущества:

  • при получении сигнала стабилизаторы способны к быстрому коммутированию;
  • отсутствие шума;
  • плавность регулировки.

Недостатки :

  • завышенная стоимость;
  • ступенчатая регулировка.

Релейные

Используются для предохранения электроаппаратов малой мощности. Прибор включает в себя силовое реле и автотрансформатор. При изменении параметров внешней сети происходит срабатывание релейного элемента и переключение обмоток автотрансформатора.

Преимущества :

  • быстродействие.

Недостатки :

  • ступенчатость регулировки;
  • невысокая точность срабатывания;
  • искажение синусоидальности.

Сервоприводные

Устроены по схеме реостата. Электропривод при изменениях параметров электросети перемещает подвижные контакты на обмотке автотрансформатора до необходимого положения.

Преимущества:

  • высокая чувствительность электроприбора к нарушению параметров сети;
  • отсутствие синусоидальных искажений;
  • плавность управления.

Недостатки :

  • низкая надёжность;
  • медленное срабатывание электроники.

Автоматический стабилизатор напряжения

Работа в сетях 220 В

Монтаж выполняется в соответствии с требованиями электробезопасности – без нагрузки. Присоединение в цепь выполняют непосредственно после счётчика. Соединение фазного провода – с разрывом.

В устройстве имеется три контакта:

  • Ноль. Нейтраль подключается без разрыва.
  • «Вход». На этот контакт присоединяется провод, идущий от вводного автомата.
  • «Выход». Присоединяется к отходящему на потребителей проводнику.

В случае четырёхконтактного подключения схема аналогична. Фазные жилы и нейтраль, идущие от главного автомата, присоединяются путём разрыва на стабилизатор.

  • Не реже 1 раза в год необходимо проводить осмотр.
  • При работе приборы не производят звуков. Посторонние шумы говорят о нестабильности работы.

После установки производится пробное включение – без нагрузки. Если происходит отключение сети, то монтаж выполнен с ошибками.

Существуют переносные стабилизирующие устройства. Представляют собой короб с вилкой и несколькими розетками для подключения электроприборов. Являются переходниками между питающей сетью и нагрузкой.

Работа в сетях 380 В

Эксплуатация стабилизаторов в сетях 380 В:

  • Стабилизаторы должны следить за равномерностью распределения тока по фазам.
  • Применение трехфазных устройств необходимо в тех случаях, когда в сети 380 Вольт будут использоваться электродвигатели.
  • Как правило, все потребители 220В, поэтому целесообразно применять комплект из 3 однофазных стабилизаторов. При выходе из строя одного из трёх устройств, подача электричества не прекратится, в отличие от случая с трехфазным. Замена вышедшей из строя фазы обойдётся в 3 раза дешевле.

При выборе стабилизирующего аппарата необходимо учитывать: стоимость оборудования, срок эксплуатации, быстродействие, удобство интерфейса, устройство регулировки, характеристику нагрузки бытовой сети.

Место установки защитных устройств

Приборы устанавливают в специально оборудованных помещениях – электрощитовых. Если такого нет, то местом установки могут стать тамбуры, кладовые, подсобки. Главное условие для комнаты – обеспечение качественной вентиляции.

При установке стабилизаторов в утопленные полки и ниши, необходимо отступить от стен на 10 см для исключения перегрева соседних поверхностей. Также рядом не должно быть легковоспламеняющихся материалов – пластиковых панелей, синтетических штор и т. д.

Выбор стабилизирующих устройств

Подбор стабилизаторов:

  • По типу сети. На жилые дома с трехфазной электросетью устанавливается минимум один комплект для трехфазной нагрузки.

Однофазный устанавливают для потребителей, запитанных от сети

  • По мощности. Характеристика прибора должна быть на ступень выше, отпущенной потребителю нагрузки. Для таких случаев следует учесть нагрузку всех защищаемых электроустановок.

В расчётах используют полную мощность, учитывающую (актив и реактив).

  • Значение пускового тока. Учитывается при выборе защитных устройств как холодильники, насосы и другие, т. е. те, схема которых содержит асинхронные двигатели. Для этих аппаратов стабилизаторы выбирают с запасом до 25%.

Для защиты устройств электроосвещения используются стабилизаторы с точностью не менее 3%. Именно с этого значения можно зафиксировать мерцание ламп.

Стоит ответить на вопрос, что лучше один стабилизатор на дом или несколько для каждого электроприбора?

Для маломощных систем подходит схема установки одного комплекта на вводе. Такой способ защиты экономически оправдан.

Если предполагается использование большого количества электроустановок, то целесообразно ставить защиту на каждый прибор или на группу с учётом важности и экономической целесообразности.

ИБП используют для подключения дорогостояще техники: телевизоры, холодильники, компьютеры и т. д.

Установка реле напряжения. Видео

Каким образом осуществляется установка реле от защиты от перенапряжения, рассказывает это видео.

При проектировании электроснабжения жилого дома следует особое внимание уделить защите сети от перенапряжений. Применение комплексных мероприятий позволяет снизить риск аварийной ситуации до минимума. Также следует не забывать об элементарных правилах использования и содержания электроприборов. Это не только защищает жизнь людей, но и экономит средства на последующие ремонт и замену испорченного электрооборудования.

В настоящее время вопрос о стабильной величине напряжения электросети стоит достаточно остро. Сетевые организации не спешат делать реконструкции и модернизации линий электропередач, подстанций и трансформаторов. Тем временем ситуация только усугубляется, поэтому колебания напряжения в наших сетях довольно-таки частое явление.

Обновление 11.11.2018.
Для тех, кто сомневается в установке реле для защиты от перепадов (скачков) напряжения для своего жилья или верит в качество строительно-монтажных работ в современных новостройках. Ниже скриншот одного из последних .

Согласно ГОСТ 29322-92 напряжение в электросети нашей страны должно быть в пределах 230 В при одной фазе и 400 В между фазами. Но если вы живете в сельской местности или недалеко от города, то проблемы с постоянной величиной напряжения очень высоки, да и в самом городе этого исключать не стоит, особенно в старом жилом фонде. Перепады напряжения очень пагубно влияют на электроприборы в доме. Например, из-за низкого напряжения может сгореть холодильник или кондиционер (компрессор не запустится и перегреется), сильно снижается мощность микроволновки, тускло светят лампы накаливания. Ну а высокое напряжение просто «убьет» вашу бытовую технику. Уверен, что многие слышали про «отгорание нуля» в многоэтажках, и как целыми подъездами носят в мастерские ремонтировать бытовую технику.

Причины возникновения колебаний напряжения в сети бывают разные:

  • Замыкание одной из фаз на нейтраль, в итоге в розетке будет 380 Вольт;
  • Отгорание (обрыв) нуля, если у вас в это время низкая нагрузка, то напряжение будет тоже стремится к 380 В;
  • Неравномерное распределение нагрузки по фазам (перекос), в итоге на наиболее загруженной фазе напряжение снижается, и если к ней подключены холодильник и кондиционеры, то высокая вероятность, что они сломаются;

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

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

Схема подключения реле напряжения Zubr


В настоящее время, производители уверяют, что реле можно подключать по номиналу. Если номинал Зубра меньше номинала вводного автомата, тогда нужно применять в схеме подключения реле напряжения — контактор.

Гарантию на реле напряжения Zubr производитель дает целых 5 лет ! Имеет очень хорошие отзывы от коллег — форумчан . И также, как у Меандра на форуме МастерСити есть представитель Zubra, который не боится общаться публично. И кстати, показательно на примере УЗМ и Зубра, что представители производителей качественной продукции не боятся общаться на форумах.

Видео о реле напряжения Zubr

Update (07.06.15). В настоящее время реле напряжения Zubr, продают в России под другим названием Rbuz (слово Zubr наоборот).

Связано это с тем, что в России торговая марка Zubr зарегистрирована за другим производителем и поменялось только названием реле, а все компоненты остались прежними.

.

УЗМ-51М. Устройство защиты многофункциональное.

В настоящее время УЗМ-51М зарекомендовало себя надежностью и простотой подключения.

УЗМ-51М рассчитано на ток до 63А, занимает 2 модуля на дин-рейке (ширина 35 мм). При стандартном исполнении температура эксплуатации УЗМ от — 20 до +55 градусов, поэтому устанавливать в щите на улице не рекомендую. Есть правда и от -40 до +55, но такие мне в продаже не встречались, если только обращаться непосредственно в ЗАО «Меандр». Максимальная уставка по верхнему отключению напряжения 290 В, нижний порог срабатывания 100 В. Время повторного включения задается самостоятельно — это или 10 секунд или 6 минут. Может использоваться в сетях с любым типом заземления: TN-C, TN-S, TT или TN-C-S.

Схема подключения УЗМ-51М



Меандр производит еще два типа однофазных реле напряжения — это УЗМ-50М и УЗМ-16 . Главное отличие УЗМ-50М от УЗМ-51М, пожалуй только в том, что у последнего, как мы знаем можно выставить уставку по срабатыванию самостоятельно, а в УЗМ-50М — уставка «жесткая», по верхнему пределу напряжения — 265 В, а по нижнему — 170 В.

УЗМ-16 рассчитано на ток 16А, поэтому его ставят только на отдельный электроприемник. Например, чтобы не ожидать 6 минут пока включится УЗМ-51, холодильник можно подключить через УЗМ-16 , на котором устанавливают задержку на включение 6 минут, а на основном УЗМ-51М в 10 секунд.

Я выставляю на УЗМ-51М максимальное (верхнее) значение по напряжению 250 Вольт, а нижнее значение — 180 Вольт.

Меандр также выпускает трехфазное реле напряжение УЗМ-3-63, как я уже писал выше, такие реле используют в основном для защиты двигателей.

Хорошая надежная защита от перенапряжений. УЗМ не нужно включать с контактором, как это обычно делают с другими реле напряжения. Устройство производится в России. Гарантия на УЗМ 2 года. Что немаловажно, представитель Меандра присутствует на самом популярном форуме Mastercity, всегда проконсультирует по продукции, а также внимательно относится к комментариям пользователей форума, замечания которых в свое время и помогли улучшить УЗМ-51М.

Пример установки УЗМ-51М в трехфазном щите для загородного дома, где УЗМ установлены в каждую фазу.


Пожалуй один недостаток в УЗМ-51М относительно других реле напряжения — это отсутствие индикации напряжения. Но и разница в цене между УЗМ и реле напряжения с контактором, позволяет купить и поставить вольтметр отдельно.

Реле напряжения РН-111, РН-111М, РН-113 от Новатек

Данные реле напряжения производятся у нас в России. Как видно из заголовка у Новатека можно приобрести три типа реле напряжения.

РН-111 и РН-111М по параметрам практически одно и тоже устройство, главное различие у них в том, что у реле РН-111М есть индикация напряжения, а у РН-111 ее нет.

Верхний предел напряжения от 230 до 280 В, нижний — от 160 до 220 В. Время автоматического повторного включения от 5 до 900 сек. Гарантия на эти реле 3 года.

Схема подключения реле напряжения РН-111


Рассчитаны РН-111 на небольшие токи до 16А или мощность до 3,5 кВт, но для подключения более высокой нагрузки, РН-111 можно включать совместно с контакторами (магнитными пускателями).

Схема подлючения реле напряжения с контактором


Это значительно увеличивает стоимость, так как хороший контактор сейчас будет стоить около 4-5 тыс. рублей, понадобится бОльшее количество модулей в щитке, а также автомат для защиты катушки контактора. Вышеуказанная схема подключения реле напряжения с контактором для РН-111, справедлива для любого другого реле с учетом особенностей его схемы.

Реле РН-113 уже более улучшенное относительно РН-111, диапазоны по напряжению и время АПВ такие же, как у РН-111, но максимальный ток на который можно включать РН-113 до 32А или если по мощности до 7 кВт.

Схема подключения реле напряжения РН-113

Но я бы не стал этого делать, так как контакты у РН-113 достаточно слабые для провода сечением 6 мм 2 , а именно такое сечение необходимо для подключения на 32А.

Надежнее РН-113 также подключать с контакторами , без контакторов максимум на 25А. Я не использую в своих щитах реле напряжения от Новатек, поэтому фото позаимствовал у одного из электромонтажников с форума Avs1753.


Смотрится, конечно, красиво, но такое подключение занимает на 3-4 модуля больше и раза в два дороже по стоимости, чем если бы применили УЗМ-51М или Zubr.

А вот, что бывает, с РН-113, если его подключить без контакторов на 32А.

К сожалению какой-либо информации об испытаниях, как у УЗМ-51М и Зубра я не нашел на форумах.

Реле напряжения ТМ DigiTop

Также как и Зубр, данные реле выпускают в Донецке. Производитель выпускает несколько серий приборов с защитой от скачков напряжения.

Реле напряжения серии V-protektor предназначено только для защиты от перепадов напряжения. Выпускается на номинальные токи 16, 20, 32, 40, 50, 63 А в однофазном исполнении, имеет встроенную термозащиту от перегрева, срабатывающую при 100 градусах. Верхний порог срабатывания от 210 до 270 В, нижний — от 120 до 200 В. Время автоматического включения от 5 до 600 сек. Есть и трехфазное реле напряжения V-protektor 380, достаточно компактное 35 мм (два модуля), но максимальный ток в фазе не более 10А.

На однофазное реле напряжения Protektor гарантия 5 лет, на трехфазное реле только 2 года.

Схема подключения реле напряжения V-Protektor DigiTop


Диджитоп выпускает и совмещенное в одном устройстве реле напряжения и реле тока VA-protektor. Помимо защиты от перенапряжений, прибор обеспечивает и ограничение по току (мощности). Выпускают на номинальные токи 32, 40, 50 и 63 А. Все параметры по напряжению такие же, как и у V-protektor. По номинальному и максимальному току VA контролирует нагрузку и при превышении номинального отключает сеть через 10 мин., а максимального — через 0,04 сек. На дисплее прибора отображается и напряжение и ток. Гарантия на VA-protektor 2 года.

Ну и самый продвинутый из серии реле напряжений от ТМ DigiTop — многофункциональное реле МР-63. Собственно всё тоже самое, как и у предыдущего VA-protektor, только МР-63 показывает помимо тока и напряжения, еще и активную мощность .


Данное реле МР-63 и V-protektor проходили независимые испытания форумчан, отзывы средние.

Я постарался охватить в своей статье, наиболее распространенные устройства защиты от перепадов напряжения. Конечно, есть еще производители приборов для подобного рода защит, но информации об их применении очень мало.

Спасибо за внимание .

Любые бытовые электроприборы, работающие в домашней проводке, создаются изготовителями для питания от гармоничного сигнала синусоиды с напряжением 220 или 380 вольт.

Сложная электронная техника использует выпрямленный специальными блоками постоянный ток.

Когда форма и амплитуда питающего напряжения изменяется, то она сильно влияет на качество работы бытовых потребителей, снижая их ресурс.


Защите бытовой домашней техники необходимо уделять серьезное внимание:

  • выполнить качественную своими руками или привлечением электротехнических специалистов ;
  • обеспечить надежную работу ;
  • применить в помещениях повышенной опасности ;
  • использовать , исключающее воздействие нарушений питания от аварийных ситуаций из энергосистемы;
  • позаботиться о , способной противостоять грозовым разрядам, приносящим огромной вред зданию и жильцам;
  • противодействовать бытовой сети, используя устройства с импульсной защитой от перенапряжений УЗИП.

Какие импульсы тока могут возникнуть в бытовой домашней сети

Характер протекания тока по оборудованию принят за основу для проектирования электрических приборов и показан на картинке ниже.


Идеальная синусоида и выпрямленный из нее постоянный ток обеспечивают номинальный режим эксплуатации. Его нарушить может импульс, пришедший от:

  1. разряда молнии;
  2. перенапряжения электросети аварийными режимами.

Приведенные на нижних графиках характеристики носят общий характер. Они меняются в каждом конкретном случае. Однако, следует сразу заметить, что импульс молнии по величине значительно больше, а по времени продолжительнее на 17 крат (350/20=17).

Мощность молнии намного превышает импульс обычного перенапряжения сети, обладает повышенными разрушительными способностями по сравнению с ним.

Поэтому для устранения последействий молнии применяются специализированные защиты импульсного типа.

Сведем их к четырем пунктам:

  1. Импульсные защиты рассчитываются на режим пребывания в готовности к срабатыванию при нахождении под номинальным напряжением сети. При возникновении перенапряжений от аварий они могут повреждаться, сами требуют защиты.
    создается для эксплуатации синусоидальных или постоянных токов. К работе под импульсном разрядом молнии он не приспособлен.
    Защита УЗИП автоматами запрещена. Для нее выбирают только предохранители.
  2. По условиям безопасной эксплуатации корпус УЗИП первого класса лучше использовать цельной конструкцией без добавочных модулей съемного типа.
  3. При выборе устройств защит от импульсного перенапряжения, предназначенных для обработки токов молний более 20 кА с соотношениями импульса 10/350 миллисекунд, необходимо ориентироваться на разрядники.
  4. Монтаж УЗИП следует выполнять в электрическом щите с металлическим корпусом, который наиболее отвечает требованиям пожарной безопасности.

Разберём его на примере, представленном картинкой ниже.


Электрическая энергия в дом может поступать по воздушной линии, оборудованной:

  1. самонесущими изолированными проводами СИП - ВЛИ;
  2. обыкновенными проводами без внешнего слоя изоляции - ВЛ.

Наличие диэлектрического слоя на токопроводящих элементах воздушной линии уменьшает воздействие разряда молнии, влияет на конструкцию работающего УЗИП и его схему подключения.

При питании дома от ВЛИ создается система заземления по схеме TN-C-S. УЗИП монтируется между фазными проводниками и PEN. Место расщепления PEN на РЕ и N провода при удалении на 30 метров от здания требует дополнительной защиты.

Наличие на доме смонтированной внешней молниезащиты, подвод металлических коммуникаций инженерных систем влияют на электрическую безопасность здания, выбор и схему подключения УЗИП.


Рассмотрим четыре варианта возможных схем.

Вариант 1

Условия

  • без внешней молниезащиты;
  • с отсутствующими металлическими коммуникациями, встроенными в дом;

Решение

При такой ситуации вероятность образования прямого удара молнии в здание резко снижается:

  • изоляцией проводов ВЛИ;
  • отсутствием молниеприемника защиты и внешних металлических открытых токопроводящих частей.

Поэтому вполне достаточно защититься от импульсов перенапряжения, обладающих формой 8/20 мкс для тока.

Вполне подойдет УЗИП с комбинированным классом защит 1+2+3 в едином корпусе марки DS131VGS-230. Причем, ее защитная функция по устранению импульсов тока молнии формы 10/350 мкс с амплитудой до 12,5 кА вряд ли будет использована.

Размах тока от импульсов перенапряжения можно выбрать из диапазона 5÷20 кА с учетом периода грозовых дней. Проще остановиться на максимальном значении.

Вариант 2

Условия

Электричество поступает по ВЛИ. Здание:

  • без внешней молниезащиты;
  • с металлическими коммуникациями водо- или газопровода, встроенными в дом;
  • схема системы заземления TN-C-S.

Решение

По сравнению с предыдущим случаем здесь возможен грозовой разряд молнии по трубопроводу силой до 100 кА. Этот ток внутри трубы разветвится на оба конца по 50 кА. С нашей стороны дома эта часть разделится по 25 кА на контур заземления и здание.

PEN проводник заберет свою долю в 12,5 кА, а оставшаяся половинка импульса такой же силы сквозь УЗИП станет проникать в фазный провод. Поэтому ее надо будет подавлять.

Вполне можно выбрать ту же модель УЗИП, что и ранее, но ее возможность защиты от импульса молнии с формой 10/350 мкс и размахом до 12,5 кА будет абсолютно необходима.

Вариант 3

Условия

Электричество поступает по ВЛИ. В здании:

  • отсутствуют металлические коммуникации, встроенными в дом;
  • схема системы заземления TN-C-S.

Решение

Грозовой разряд в 100 кА попадает по молниеприемнику, разделяется на два потока по 50 кА в заземляющее устройство и электросхему здания.


На РЕ шине от повторно разветвляется на PEN проводник и фазный провод по 25 кА. Сквозь УЗИП, таким образом, будет протекать импульс с формой 10/350 мкс и силой 25 кА. С такими параметрами и требуется подбирать защиты.

Вариант 4

Условия

Электричество поступает по ВЛИ. У здания:

  • внешняя молниезащита смонтирована;
  • имеются металлические коммуникации водопровода, встроенные в дом;
  • схема системы заземления TN-C-S.

Решение

Разряд молнии в 100 кА после молниеприемника двумя потоками по 50 кА расходится на контур заземления и электрическую схему вводного устройства. Второй поток тоже разделится поровну: 25 кА растекается через трубы водоснабжения, а очередные 25 тоже делятся по 12,5 кА на PEN проводник и фазный провод через УЗИП. Его можно выбрать той же конструкции, как и во втором варианте.

Особенности выбора УЗИП при питании от ВЛИ

В четырех разобранных примерах за основу электроснабжения здания взяты ВЛИ с СИП. У них обрыв нуля, а, следовательно, появление линейного напряжения 380 вместо фазного маловероятно. Посему выбор УЗИП можно ограничивать максимальным напряжением сети.

Учитывая рабочие нагрузки в рассмотренных четырех вариантах для УЗИП, последние вполне допустимо монтировать в металлических шкафах внутри дома. С учетом небольших габаритов здания допустимо устанавливать одно устройство УЗИП между потенциалами фазы и PEN проводника.

Вариант 5

Условие

Электричество в здание поступает по воздушной ЛЭП с оголенными проводами.

Решение

При такой ситуации высока вероятность грозового разряда в провода ВЛ, а у дома используется схема системы заземления ТТ.


Требуется создавать защиту от проникающих импульсов не только от фазных проводов относительно земли, но и от нулевого. Последняя рекомендуется в большинстве случаев, но может не применяться по местным условиям.

При подключении к открытым проводам ВЛ на электрическую безопасность дома влияет конструкция ответвления. Ее выполнение возможно:

  1. кабелем;
  2. самонесущими изолированными проводами СИП, как на ВЛИ;
  3. открытыми проводами без изоляции.

При воздушном ответвлении меньшие риски обеспечивают изолированные по отдельности провода СИП с сечением от 16 мм кв и созданием промежутка относительно фазных и нулевого проводников. В них прямой удар молнии практически нереален, но он может попасть в место разделки около изоляторов на вводе. Тогда на фазе появится 50% от силы грозового разряда.

Этот случай необходимо исключать:

  • заводом СИП внутрь вводного устройства;
  • подключением РЕ шины щитка к заземляющему устройству с блокированием возможности удара молнии в это место с внешней стороны здания.

Без комплексного выполнения этих условий потребуется монтировать УЗИП на 50 кА 10/350 мкс, а при выполнении - ток молнии в открытый фазный провод силой 100 кА разделится на два потока, из которых 50 кА пойдет в сторону здания на столб ввода. Когда он стоит последним на линии, то весь разряд войдет в дом, а если ВЛ проложена дальше, то разделится на наше строение и уйдет к другим.

Эти условия являются определяющими при выборе УЗИП по силе разряда молнии.

На воздушной ЛЭП с открытыми проводами вероятен обрыв нуля, что требует выбора УЗИП на напряжение до 0,4 кВ, а не 220 вольт.

При монтаже УЗИП следует учитывать заводские рекомендации изготовителя, изложенные техническими характеристиками по схемам подключения в разных системах заземления, их особенности. Иначе от применения защиты возможен больший вред, чем польза.

Роль предохранителя в защите УЗИП

Протекание грозы обычно происходит при шквальном ветре, который может оборвать PEN проводник ВЛ во время или перед ударом молнии. Через рабочий ноль потечет фазный ток.

При разряде молнии по открытому проводу фазы у нас отрабатывает УЗИП, через который потечет импульс от грозы и ток, сопровождающий обрыв PEN, по цепочке: предохранитель, разрядник, шину РЕ и контур заземления.

Все эти элементы обладает определённым электрическим сопротивлением, снижающим величину протекающего тока. Его можно просчитать, определить по закону Ома значение сопровождающего тока, сравнить с характеристиками УЗИП. Если они разрешают эксплуатацию при большей величине, то предохранитель можно не использовать.

Компания «Электромир» своим видеороликом объясняет, почему в любом доме необходимо устанавливать УЗИП.

(10 голосов, в среднем: 5 из 5)

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.

Количество потребляемой электроэнергии населением возрастает с каждым годом. Современный человек не может обойтись без стиральной машины, микроволновой печи, телевизора, холодильника, кондиционера и другой техники. К сожалению, старая квартирная электропроводка не была предусмотрена для такого большого количества потребителей. А для бесперебойной и долговременной работы бытовой техники необходимо стабильное электропитание. Поэтому в первую очередь нужно проверить состояние электропроводки и произвести частичную или полную замену. Электромонтаж должен быть выполнен грамотно, аккуратно и качественными материалами.


Причиной выхода из строя бытовой техники может быть как высокое напряжение в сети, так и низкое. Резкие перепады электричества так же могут привести аппаратуру в негодность.


Для защиты от перенапряжения существует несколько способов. Высокий всплеск энергии может быть спровоцирован грозовыми разрядами. Самым простым способом защиты от грозовых разрядов будет выключение всей техники из сети. Однако не всегда можно находиться дома. Поэтому для защиты от перенапряжения в шкафу с электросчётчиком и автоматическими выключателями нужно установить разрядник. При трёх фазном питании разрядник устанавливается на каждую фазу, то есть необходимо три разрядника.



К дешёвому и низкоэффективному средству защиты можно отнести обычный . Не стоит покупать самый дешёвый фильтр, потому что это будет обычный удлинитель. Как правило, в сетевом установлен фильтр от помех, предохранитель и защитный элемент – . При повышении напряжения выше 260 варистор резко меняет своё сопротивление и перегорает предохранитель, отключая подключенную технику. Сетевой фильтр не даст 100% защиты.



Перепады напряжения могут быть вызваны плачевным состоянием трансформаторных подстанций, электропроводки в домах и подъездах. Так же нельзя исключать и человеческий фактор, когда в результате безграмотной работы электрика перегорает техника во всём доме.


Для защиты от перенапряжения можно использовать стабилизаторы напряжения и источники бесперебойного питания (ИБП). Есть тут свои достоинства и недостатки. За хороший стабилизатор или ИБП большой мощности нужно выложить круглую сумму денег. Но для питания дорогостоящей аппаратуры такая защита является идеальным вариантом.


Чтобы сэкономить денежные средства и защитить свою бытовую технику от скачков напряжения рекомендуется установить блок защиты по напряжению АЗМ-40А. При изменении напряжения больше 265 вольт или снижении ниже 170 вольт блок отключает всё подключенное оборудование. Когда уровень напряжения восстановится, блок защиты подключит аппаратуру автоматически через 2 минуты.



Ещё самым доступным методом борьбы с перенапряжением является установка УЗО совместно с ДПН-260 (датчик превышения напряжения). При повышении напряжения ДПН даёт команду УЗО на отключение потребителей. Для подачи электричества нужно просто включить УЗО.



Чтобы иметь максимальную защиту используйте все методы защиты. Установите разрядники, блок защиты по напряжению, стабилизатор напряжения, ИБП и обычные сетевые фильтры. После этого ваша техника будет под надёжной защитой и вы можете спать спокойно.


Еще по теме статьи: