Схемы устройств защиты от перенапряжения сети 220в. Защита от перенапряжения в сети

Несведущие бывают озадачены: зачем какая-то защита от перенапряжения в сети? Электрики-практики наверняка собственноручно не раз устраняли последствия такого явления. Чтоб текст не был абракадаброй для неспециалиста, поясним природу подобных скачков.

Причины скачкообразных импульсов в устройствах электроснабжения:

Удары молнии прямо в электротехнические системы (генераторы, ЛЭП, трансформаторы). Причём молния может попасть и рядом. Это – грозовые перенапряжения, их длительность ≈ нескольким десяткам микросекунд;
Переключения в системе (нужны для устойчивой работы сетевого хозяйства) зачастую ведут к коммутационным перенапряжениям. Их длительность побольше – несколько сот микросекунд. Это зависит от импеданса (комплексного сопротивления переменному току, активное+реактивное сопротивление) переключаемых цепей. Но катастрофических разрушений, как грозовые, они не наносят;
Некоторые определённые эксплуатационные состояния электрооборудования. В основном только мастерство и согласованная работа энергодиспетчеров способны максимально снизить продолжительность так называемых временных перенапряжений. Не углубляясь в физические дебри процессов, скажем, что полностью избежать их, к сожалению, пока не удаётся. Длительность может достигать (по некоторым источникам) 100 секунд.

Все они, несмотря на природу и параметры, опасны, в первую очередь для электронных компонентов домашней техники.

Возможные последствия

Своевременная защита электрических сетей от перенапряжения помогает избежать полного выведения из строя как устройств, так и частей распределительной системы. Наибольший вред им несут грозовые разряды. Частота ударов молний и величина тока разряда зависят во многом от местности. Но и способ технического исполнения электросистемы немаловажен.

Полностью оградить участок сети или группу потребителей от импульсных или постоянных увеличений вольтажа можно, но недёшево. Так и балансируют энергетики меж эксплуатационными и экономическими «ножницами». Причём во всём мире.

Выход из строя ТП или сгоревшие провода ЛЭП не лягут финансово на плечи потребителя сразу. Какое-то время без света, и все дела. Иное дело, если после скачка «сдохли» компьютер, холодильник…

Как минимизировать потери

Пробивая изоляцию компонентов, всплеск напряжения может вызывать короткие замыкания. Нередки и пожары в электроустановках, так и дом потерять недолго, кроме прямой опасности для жизни. Потому каждую электроустановку (вся электрика от щитка до лампочки она и есть) ограждают от повышенных сверх норм напряжений.

Защита домашней сети от перенапряжения осуществляется в несколько взаимосвязанных этапов, обязательно в комплексе и несколькими способами.

Первое – громоотвод, правильнее «молниеотвод». Многоэтажки уже снабжены грозозащитой дома в целом, кроме каждой отдельно взятой квартиры. Индивидуальный дом: молниеотвод, это забота хозяев, с надёжным, испытанным электролабораторией заземлением и разрядниками различных конструкций.

Удар молнии в молниеотвод в частном доме

Но не только молния является причиной замолчавших телевизоров. Отгорел «нуль» – подпрыгнуло напряжение в каких-то фазах из-за их перекоса. Одно стопроцентно гарантирует от всех «электронеприятностей» – отключение от сети. Но часто ли мы им пользуемся? И далеко не всегда удастся вовремя обесточить тот же холодильник.

Способы защиты домашней сети

Защита «от грозы» рассмотрена выше. Но всё ж полной гарантии от выхода из строя домашних помощников она не даст. Так и с другими типами скачков напряжения. Причина — «нежность» микроэлектронных компонентов сложной бытовой аппаратуры.

Обычные устройства защиты: «автоматы», УЗО, (не говоря уже о «пробках» – плавких предохранителях) просто не поспевают за всплеском вольт. Это подвигло и «самодельщиков»-радиолюбителей, и профессионалов на разработку новых, быстро срабатывающих приборов.

Современная защита от перенапряжения в сети – схема нового поколения – отключает нагрузку мигом. 4 схемных решения, избавляющих от ремонта или покупки СБТ при изменениях качества подаваемого электричества: УЗИП, стабилизаторы, реле напряжения и датчик повышенного напряжения (ДПН) + УЗО.

. Достигается эффект применением полупроводниковых компонентов. Быстродействие – на порядки выше традиционной электромеханики. Такой автомат защиты сети (УЗИП) дифференцируют на 3 класса (по стандартам IEC):
1. Защитит от прямого и непрямого удара молнии и компенсирует потенциал точки ввода в строение. Дислокация устройства на вводе, чаще ГРЩ здания.
2. Устранит неизбежные побочные эффекты ударов молний и погасит остаточное напряжение. Монтируют после устройств защиты от импульсных перенапряжений класса I.
3. Ставят меж вспомогательными распредщитами и конечными потребителями, можно в розетках. Для наиболее чувствительных потребителей могут быть установлены собственные УЗИП.

При выборе и монтаже УЗИП при недостатке специальной подготовки лучше всего обратиться в профильные организации или проконсультироваться у толкового электрика-практика.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Стабилизаторы не требуют монтажа. Ниже 150 или выше 260 V? – блокируем и отключаем от сети. Напряжение пришло в норму? – снова включаемся. «Мониторить» состояние помогут дисплеи, коими снабжаются многие модели.

Стабилизатор для защиты от скачков напряжения

. Прибор → реле → розетка – так включается реле напряжения. Есть реле, устанавливаемые на распредщитках и берегущие всю квартирную «электроначинку» скопом.

Разновидности реле напряжения

ДПН+УЗО : датчик повышенного напряжения при недопустимом параметре подаёт команду исполнительному механизму устройства защитного отключения. Сеть обесточена.

Монтируются все помощники-защитники — на DIN-рейку щитков.

Вконтакте

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 .

СОВРЕМЕННАЯ ЗАЩИТА БЫТОВЫХ ОДНОФАЗНЫХ СЕТЕЙ 220 В ОТ ОПАСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, АВАРИЙ В ЭЛЕКТРОСЕТИ И ОТ ПОСЛЕДСТВИЙ ОБРЫВА НУЛЯ

Электроснабжение большинства современных квартир, офисов, домов и коттеджей начинается с квартирного щитка или щита учета электроэнергии. Как правило, помимо электрического счетчика, размещенного в этом щите, в нем находится пускозащитная аппаратура в виде предохранителей, автоматических выключателей, УЗО, дифавтоматов.

Вся защитная аппаратура, согласно ПУЭ, предназначена, в первую очередь, для защиты внешней электросети от сверхтоков (токов короткого замыкания) или токов перегрузки, источником которых является сам потребитель. Дифференциальная защита, служит для защиты потребителя от возникновения токов утечки, в результате которых на корпус оборудования может быть вынесен высокий потенциал, опасный для жизни человека. Специальной защиты от напряжения, опасного для нормального функционирования большинства электроприемников, в щитах не предусмотрено, априори считается, что напряжение 220 В, поступающее к нам из сети, не выходит за допустимые нормы + 10%.

Исходя из этого и учитывая огромный опыт, накопленный компанией по разработке и производству защитных устройств, для промышленных потребителей, приступили к выпуску оригинальных защитных устройств для бытовых электросетей.

Это 1-фазные реле напряжения РН-111М для нагрузки мощностью до 3,5 кВт (16 А при АС1),

реле РН-113 для нагрузок мощностью до 7 кВт (32 А при АС1) с монтажом на стандартную din-рейку 35 мм;

реле РН-102 для нагрузок мощностью 7 кВт (32 А при АС1) для настенного монтажа и

реле РН-101М типа «вилка-розетка» для защиты конечного потребителя до 3,5 кВт (16 А при АС1),

реле напряжения РН-104, РН-106 "Volt Control" предназначено для защиты бытовой техники (оборудования) (холодильников, кондиционеров, стиральных машин, теле-, видео- и аудиотехники и т.п.) мощностью до 9 кВт для РН-104 и 14 кВт для РН-106 от недопустимых колебаний напряжения в сети и последствий обрыва нейтрали.

реле РН-116 и РН-117 ,- "вилка-розетка" , включаемые непосредственно в сетевую розетку.

Все устройства выполнены на современной элементной базе, ядром прибора являются микроконтроллеры компании Atmel, позволяющие реализовать сложные алгоритмы обработки сигнала, вычисление действующих значений напряжения, отстроиться от пусковых посадок, избежать ложных срабатываний.

Реле отличаются повышенной надежностью, все элементы специально подобраны и адаптированы для отечественных сетей, имеют высокий запас прочности по перенапряжениям и условиям эксплуатации.

Реле РН-111М и РН-113 могут быть использованы для непосредственной интеграции в квартирные щитки нового строительства, а также для реконструкции существующей системы электроснабжения,

РН-102 может быть применено там, где работы связанные с монтажом-демонтажом щита невозможны или экономически невыгодны.

РН-101М является высокоэффективным дополнением к существующим защитам в виде сетевых фильтров, стабилизаторов напряжения, ИБП.

Если место установки реле находится после счетчика электрической энергии, специального согласования по установке, с энергосбытовыми компаниями, не требуется. Сейчас большое распространение получили электронные счетчики электрической энергии, «электронные мозги» которых, как и любой электроприбор, также нуждаются в защите от перенапряжений. Поэтому после соответствующих согласований с Энергосбытом место установки реле напряжения может перенесено до счетчика.

РН-101М - универсальное устройство для защиты бытовой техники и электроники мощностьью до 3,5 кВт.

РН-101М - от всех аварий в электросети :
-недопустимых перепадов напряжения
-последствий обрыва нейтрали
-токовой перегрузки
-сетевых помех.

РН-101М надежно защищает электроприборы от повреждения, отключая их от электросети при скачках напряжения и токовой перегрузке.

РН-101М - эффективно сглаживает высокочастотные и высоковольтные импульсные помехи .

РН-101 М - обеспечивает автоматическое включение после нормализации напряжения.

РН-101М - лучшая защита аудио- и видеооборудования, компьютерной и другой электроники.

Прибор не только осуществляет защиту по напряжению, но и:

Имеет защиту по току (токовый автомат от перегрузок или короткого замыкания).

Фильтр высокочастотных помех (ВЧ-фильтр), защищающих технику от вредных ВЧ-помех (важно для ПК и т.д.).

Встроенный вольтметр, позволяющий просматривать действующие значение напряжения в сети.

Регулировку времени повторного включения от 0-900с. Все компрессорные установки (холодильники, кондиционеры) не предусматривают резкого повторного включения после исчезновения напряжения во время их работы и требуют выдержки времени минимум 3-7мин, в ином случае они просто могут сгореть.

Потребитель сам может выставлять пороги срабатывания по напряжению с помощью регуляторов на панели прибора.

Прибор может распознавать ложную тревогу от опасной для техники. Это позволяет лишний раз не отключать технику, ведь в сети каждую секунду происходит множество изменений.

Так же предусмотрено автоматическое ускорение срабатывания при резких скачках напряжения равное - 0.1сек.

В реле РН-101М есть защита по перегрузу - если вы нагрузите на реле более чем 3,5кВт, он отключится, сработает токовый автомат. Это не маловажная функция ведь если включить в реле больше его коммутационной мощности это приведет к нагреву, подгоранию и слипанию контактов реле. Что в свою очередь ведет к нагреву корпуса, изготовленного из пластика, он может начать плавится, пр. А если вы не уследили, или вас не было дома, то возникший перегруз может привести к очень нежелательным последствиям, в т.ч., и к пожару. В этом приборе такая возможность полностью исключена, за счет наличия токового автомата на 16А.

Иными словами прибор просто не пропустит напряжение, которое выходит за рамки установленные пользователем. Например, Вы задали 215-237В. Если напряжение выйдет за эти значения, реле отключит вашу технику, тем самым сохранит ее работоспособность. А когда напряжение вернется в нормальное состояние, обратно ее включит автоматически. Если через время повторного включения напряжение не вернулось в норму, реле не подаст напряжение на технику.

При токе нагрузки, превышающем допустимые 16 А для РН-111М или 32 А для РН-113 и РН-102 , схема может быть дополнена миниатюрными электромагнитными реле (контакторами), например, контакторами типа ESB компании ABB, коммутирующими токи до 63 А.

РН-113 РН-112 РН-111М РН-101М РН-117

Групповые квартирные или этажные щитки могут быть, при желании, оборудованы другими защитными приборами: реле максимального тока РМТ-101 , обеспечивающего отключение приоритетной (неприоритетной) нагрузки во избежание срабатывания вводного автомата; реле ограничения мощности ОМ-110 и ОМ-310 для ограничения потребителя по отпускаемой мощности.
С помощью этих и других реле могут быть реализованы различные схемы энергосберегающих щитов, щитов АВР, автоматики и управления.

Реле напряжения РН-104 (РН-106) "Volt Control" предназначено для защиты бытовой техники (оборудования) (холодильников, кондиционеров, стиральных машин, теле-, видео- и аудиотехники и т.п.) мощностью до 9 кВт для РН-104 и 14 кВт для РН-106 от недопустимых колебаний напряжения в сети и последствий обрыва нейтрали.

РН-104/106:
- обеспечивает отключение защищаемого оборудования, если значение напряжения сети выходит за пределы, заданные пользователем (после восстановления параметров сети произойдет автоматическое повторное включение (в дальнейшем АПВ));
- снижает уровень высокочастотных помех;
- индицирует действующее значение входного напряжения, состояние аварии и состояние выходного реле.
РН-106 имеет защиту от внутреннего перегрева из-за длительного превышения номинального тока нагрузки или плохого контакта в клеммном соединении.

Реле напряжения РН-116

РН-116 индицирует действующее значение входного напряжения, состояние аварии и состояние выходнго реле.

Однофазное реле напряжения РН-116 имеет все функции реле напряжения РН-101M.

Реле напряжения РН-117 предназначено для отключения бытовой и промышленной 1-фазной нагрузки 220 В, 50 Гц мощностью до 3,5кВт (до 16 А) при недопустимых колебаниях напряжения в сети с автоматическим повторным включением (в дальнейшем АПВ) после восстановления параметров сети.

РН-117 индицирует соответствие напряжения электрической сети действующим стандартам, состояние аварии и состояние выходного реле.

Однофазное реле напряжения РН-117 имеет все функции реле напряжения РН-101M.

ООО "САВЭЛ" предлагает защиту бытовой техники и однофазных сетей от скачков напряжения и другое оборудование

Несмотря на различные законы и нормативные акты, касающиеся энергоснабжения, если из-за некачественной электроэнергии случится поломка дорогой бытовой техники, то очень трудно будет добиться компенсации.

Стабилизатор напряжения

К сожалению, неполадки на линиях случаются часто, как и различные обстоятельства непреодолимой силы, ведущие к выходу параметров энергоснабжения за предельно допустимый порог.

Чтобы обезопасить свою бытовую технику от некачественной электроэнергии, нужно применить стабилизатор напряжения, или хотя бы защитное реле.

Прежде, чем ознакомиться с принципом работы данных устройств, нужно разобраться, какие негативные процессы происходят в сети, ведущие к неполадкам электроприборов.

Предельно допустимые параметры электропитания

Напряжение в однофазной сети далеко не всегда соответствует номинальному значению, которое указывается на всех электроприборах – 220 вольт, очень часто оно бывает ниже или выше этого значения.

К счастью, бытовые электроприборы рассчитаны на работу в диапазоне 209 - 231В, и могут выдержать предельно допустимые отклонения 198 – 242В, иначе они бы все давно вышли из строя. Отклонения от номинальных значений заставляют работать аппаратуру в режиме перегрузки, что неблагоприятно сказывается на её долговечности.

В этом случае выбор стабилизатора напряжения будет лучшим решением для защиты бытовой техники от таких перегрузок. Но, намного большую опасность для электронной аппаратуры таит резкий скачёк напряжения, называемый перенапряжением .

Виды перенапряжений

Перенапряжения бывают краткосрочные и продолжительные. Краткосрочные подразделяются на импульсные грозовые, коммутационные и электростатические.

Стабилизатор напряжения защищает от всех видов перенапряжения, кроме грозового импульса, в этом случае нужны специальные грозозащитные устройства.

При разряде молнии возникает электромагнитный импульс, который индукционным способом наводит электрические потенциалы на окружающих место удара молнии проводниках, и в них происходит кратковременное (около 100 мс) резкое превышение напряжения, которое может достигать нескольких тысяч вольт, даже, если молния не ударила напрямую в воздушную линию электропередач.

График скачкообразного перенапряжения в сети

Визуально на графике можно увидеть грозовой пик перенапряжения, резко устремляющийся вверх.

Коммутационное перенапряжение

Такой тип перенапряжения возникает при коммутации (включении – выключении) мощной индуктивной нагрузки, (электродвигатели, трансформаторы, блоки питания, мощные электроинструменты).

Данный эффект связан с двумя законами коммутации: ток в индуктивной катушке не может моментально измениться, подобно как и напряжение на конденсаторе. При включении или разрыве цепи с данной индуктивной (реактивной) нагрузкой, в месте контакта возникает электрический потенциал, связанный с самоиндукцией и переходными процессами, происходящими во время коммутации.

В момент переходного процесса идёт выброс напряжения, обратного по полярности к входящему. Из-за того, что проводники электросети имеют незначительную емкость, возникает кратковременный резонанс, при котором генерируются колебания высокой частоты, которые прекращаются в момент окончания переходного процесса.

Длительность и величина перенапряжения, которая может достигать 1000 и больше вольт, в данном случае зависит от индуктивности нагрузки, реактивной мощности, емкости подключающих проводов и моментального значения напряжения во время коммутации.

Негативные эффекты

Благодаря тому, что изоляция предназначена выдерживать превышение напряжения с запасом, во многих случаях пробоя не происходит, а кратковременность импульса не позволяет поднять до критического уровня выходное напряжение блоков питания, у которых имеется свой стабилизатор постоянного напряжения.

Часто при кратковременном перенапряжении спираль лампочки накаливания даже не успевает перегреться, лишь на долю секунды засветив ярче. Но, если при большом перенапряжении случается пробой изоляции, возникает электрическая дуга – ток через микротрещины в изоляции находит себе путь и течёт сквозь газы, заполняющие микроскопические пустоты, расширяя токопроводящий канал из-за большого тепловыделения дуги.

Таким образом, происходит лавинообразный процесс, при котором ток нарастает постепенно, что замедляет срабатывание автомата защиты на несколько мгновений, достаточных для того, чтобы проводка вышла из строя.

Для защиты электроприборов от таких перенапряжений применяются:

Система молниезащиты;
реле перенапряжения;
датчик повышенного напряжения (ДНП) в комбинации с устройством защитного отключения;
стабилизатор напряжения, имеющий функцию моментальной отсечки при опасном перенапряжении;

Принцип защиты

Для защиты от электростатических перенапряжений, возникающих из-за электризации диэлектриков в процессе трения, необходимо заземление корпусов электроприборов, в которых есть движущиеся детали.

Пройдясь по ковру в резиновых тапочках, можно зарядиться до нескольких тысяч вольт, но разряд длится несколько наносекунд, и опасен только для некоторых радиодеталей, поэтому стоит избегать брать их за контакты и паять только заземлённым паяльником.

Но, чтобы защититься от грозового импульса, нужно выполнить целый комплекс мер по обустройству молниезащиты, и установить специальный разрядник грозозащиты и устройство защиты от импульсных перенапряжений, сокращённо УЗИП:

Для защиты от некачественной электроэнергии, поступающей от системы энергоснабжения, применяют реле напряжения:

и датчики перенапряжения:

Нужно понимать, что реле и датчик не работают как стабилизатор напряжения, их назначение выключить питание, если перенапряжение превышает допустимый порог, который указывается в паспорте защитного прибора или выставлен в регулируемых устройствах.

Реле перенапряжения включается снова, если параметры электросети входят в норму. ДПН будет защищать только в паре с УЗО, при срабатывании он создает ток утечки, который заставляет сработать УЗО.

В этом случае придётся вручную его снова включить. Этого недостатка лишён стабилизатор напряжения, который имеет регулируемую задержку времени возобновления энергоснабжения при срабатывании от перенапряжения. Это нужно для питания холодильников и кондиционеров – при повторном включении нужно дождаться, чтобы фреон стёк вниз, к компрессору.

Подключение датчика перенапряжения параллельно с УЗО в однофазную и в трехфазную сеть

Причины продолжительных перенапряжений

На данном этапе нужно выяснить, что собой являют продолжительные перенапряжения, почему происходят, и сможет ли стабилизатор напряжения защитить от них. Даже неспециалисту с одного взгляда на качество монтажа понятны причины аварий на подобной линии.

Обрыв нулевого провода при таких подключениях является очень частым явлением. Неравномерность нагрузки по фазам приводит к тому, что напряжение на разорванном нулевом проводе будет смещено к фазе с наибольшей нагрузкой (перекос фаз).

Иными словами, неравномерный трехфазный ток формирует напряжение на нулевом проводе, который не имеет контакта с землёй. Такое перенапряжение, которое может превышать 300В, будет продолжаться сколько угодно долго, пока не починят или не случится ещё одна авария.

В случае обрыва ноля, напряжение в розетке будет меняться соответственно нагрузке, подключаемой на разные фазы другими пользователями, не подозревающими об аварии. Такой сетью лучше не пользоваться, даже имея надёжный стабилизатор напряжения, так как параметры сети будут часто выходить за пределы стабилизации данного прибора, и он будет очень часто переключаться и выключаться.

Слишком мало вольт

Очень часто бывает, особенно в сельской местности, что напряжение опускается ниже допустимого порога, электрики называют данное перенапряжение провалом, или проседанием.

Провалы опасны тем, что некоторая бытовая техника (стиральные машины, холодильники, котлы отопления) имеет несколько блоков питания, и один из них может на короткое время отключиться, в то время как другие будут работать.

При данных обстоятельствах работа будет остановлена и появится сообщение об ошибке, то есть можно остаться без отопления, если такое случится с котлом отопления. Стабилизатор напряжения в этом случае не допускает провала, повышая напряжение до номинального значения.

Качество энергоснабжения на селе

Нужно также сказать о ещё одном виде перенапряжения для защиты от которого пригодится стабилизатор напряжения.

Превышение параметров случается из-за преднамеренных действий служб, занимающихся электроснабжением – при большой нагрузке на линии возникает большое падение напряжения на трансформаторной подстанции, работающей на пределе возможностей, и чтобы скомпенсировать данный провал, они подкручивают специальные регуляторы, поднимая напряжение на трансформаторе.

Специальный регулятор напряжения на трансформаторе называется ПБВ

Но ночью, кода нагрузки почти нет, включаемая лампочка перегорает из-за перенапряжения, в то время как вечером она еле светила из-за пониженного напряжения питания.

В этом случае единственным спасением будет стабилизатор напряжения для частного дома в сельской местности, где такие проблемы особенно распространены.

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.