Защита электроприборов от скачков напряжения своими руками. Как защитить приборы в доме от скачков напряжения? Альтернативный вариант - реле контроля напряжения в сети

Конструктивное несовершенство электрических сетей является основной причиной резких скачков напряжения. Предугадать время очередного перепада невозможно. Единственное, что мы можем сделать для предотвращения неприятных последствий – это заранее обезопасить электрических потребителей в своем доме. В этой статье мы расскажем, как и чем защитить сеть квартиры и дома.

Что спасет от скачка нап ряжения

Защита от перепадов напряжения возможна при помощи разных типов защитных устройств. Мы поговорим о самых распространенных. Это реле контроля напряжения (РН) и бытовые стабилизаторы.

Реле защиты от скачков напряжения

Защита дома от скачков напряжения с помощью РН рекомендуется в тех случаях, когда напряжение в сети устойчиво, а его заметные скачки редки. РН представляет собой устройство, способное считывать параметры электрического тока и разрывать электрическую цепь в тот момент, когда показатели выйдут за пределы заданного диапазона. После того, как показетели в общей сети нормализуются, устройство автоматически замкнет цепь и возобновит питание потребителей. Функция возобновления питания через заданный промежуток времени (с задержкой), встроенная в реле напряжения 220в для дома, помогает продлить срок службы некоторых бытовых устройств, холодильников и т.п.

РН обладают небольшими габаритами, сравнительно низкой стоимостью и хорошим быстродействием. К недостаткам РН можно отнести их неспособность сглаживать колебания электрической энергии. Для максимальной защиты всех потребителей потребуется установить сразу несколько устройств.

РН защищает сеть только от недопустимых скачков напряжения и не предназначено для защиты от коротких замыканий (эту функцию выполняют автоматические выключатели).

Современные модели РН бывают трех типов:

1. Стационарное реле, встраиваемое в электрический щиток дома или квартиры.

2. Реле для индивидуальной защиты одного потребителя.

3. Реле индивидуальной защиты нескольких потребителей.

Если с эксплуатацией реле второго и третьего типа все практически ясно, то РН первого типа имеет более сложную конструкцию, а его установка требует определенных знаний. Подобные устройства монтируются на входе в помещение, так выполняется защита от скачков напряжения в сети всего домашнего электрооборудования.

Выбор РН

Выбирая реле, чтобы защитить домашнюю сеть, достаточно знать номинал электрического тока, который способен пропускать через себя вводной автоматический выключатель. Если, к примеру, пропускная способность выключателя равна 25А (что соответствует потребляемой мощности – 5,5 кВт), то рабочие характеристики РН должны быть на ступень выше – 32А (7 кВт). Если выключатель рассчитан на 32А, то реле должно выдерживать ток в 40 – 50А.

loa поьзователь FORUMHOUSE

Я для такого случая взял реле на 40 А, при вводном автомате 25/32 (стоит первый, но уставка увеличится).

Некоторые люди выбирают марку РН, опираясь на суммарную потребляемую мощность. Это не совсем правильно. Ведь реле, способное выдерживать ток в 32А, может спокойно работать как при нагрузке в 7 кВт, так и при гораздо большей мощности потребления. Только во втором случае в рабочую схему РН необходимо встраивать специальный магнитный контактор. Но об этом в следующем разделе.

Установка РН

Стандартная схема установки РН в распределительный щиток показана на рисунке. Это наиболее простая защита от скачка напряжения.

Работы по установке РН следует производить только при отключенном вводном выключателе!

Как видим, все просто: реле контроля устанавливается сразу после электрического счетчика и подключается к фазному проводу, через который осуществляется электроснабжение всего дома. При скачке за пределы выставленного (регулируемого) диапазона реле отсоединяет внешнюю питающую сеть от внутренней электропроводки, и выполняется защита от скачков напряжения в квартире и в доме.

РН, вмонтированное в панель щитка, занимает минимум пространства на DIN-рейке.

Если мощность потребителей домашней сети даст в сумме 7 кВт и более, производители настоятельно рекомендуют встраивать в рабочую схему РН дополнительный электромагнитный контактор. Хотя, надежный контактор в общей схеме никогда не станет лишней деталью, смотрим следующий комментарий:

Vitichek пользователь FORUMHOUSE

К любому реле лучше ставить контактор, хоть производители и пишут, что РН выдерживает большие токи. Контактор имеет большие контакты и меньшее сопротивление.

Это устройство помогает разгрузить контакты РН, самостоятельно разъединяя силовую линию от общей сети бытовых потребителей. Реле контроля, в момент недопустимого перенапряжения, лишь подает команду на отключение. После этого электромагнитная катушка контактора разъединяет силовые контакты, соединяющие внешнюю и внутреннюю сети. Схема подключения в этом случае будет следующей:

Система защиты от перепада напряжения.

Защита от скачков напряжения 220в

Для того чтобы РН смогло принести пользу своему владельцу, его рабочие параметры (пределы допустимых напряжений и время задержки возобновления питания) необходимо правильно отрегулировать. Если в рабочей схеме используется одно РН, то устанавливать пределы допустимых значений следует, ориентируясь на характеристики бытовой техники, чувствительной к перепадам. Наиболее чувствительным и дорогостоящим оборудованием является аудио- и видеотехника. Диапазон допустимых значений напряжения для нее составляет 200 – 230В.

Допускаемое отклонение напряжения от номинальных показателей в отечественных энергетических сетях составляет 10% (198…242В). В случае частого срабатывания РН эти показатели можно брать за основу, осуществляя регулировку реле. Однако чувствительную бытовую электронику в этом случае рекомендуется защищать с помощью переносных стабилизаторов невысокой цены.

DenBak пользователь FORUMHOUSE

Никто и не говорит, что надо при плюс-минус 15В выключаться. Есть диапазон предельно допустимых отклонений в 10%, его большинство приборов должно выдерживать. Ставить нужно, исходя из этого, примерно 190В-250В. Хотя, с нашим состоянием сетей, особенно в частном секторе ожидаемо все. Так что разумная осторожность не повредит.

Для того чтобы обеспечить максимально надежную защиту всех потребителей, следует использовать электрическую схему с несколькими реле. Рабочая схема защиты, включающая несколько РН, позволяет разбить потребителей по группам – в соответствии с их чувствительностью к перенапряжению:

1. К первой группе относится аудио- и видеотехника (допускаемые значения напряжения – 200 – 230В);
2. Ко второй можно отнести бытовую технику, оснащенную электрическим двигателем: холодильники, кондиционеры, стиральные машины и т. д. (допускаемые значения – 190 – 235В);
3. Третья группа – это простые нагревательные приборы и освещение (допускаемые значения – 170 – 250В).

Каждая группа потребителей подключается к своему РН. В такой схеме рабочие параметры каждого реле настраиваются индивидуально.

Защита сети от перенапряжения и скачков.

Время задержки возобновления питания должно соответствовать эксплуатационным требованиям, предъявляемым к бытовой технике. Для некоторых холодильников, к примеру, рекомендуемая задержка равняется 10 минутам.

Защита трехфазной сети с помощью РН

Если электроснабжение вашего дома осуществляется через трехфазную систему, то на каждую фазу целесообразно устанавливать отдельное реле контроля.

Трехфазные реле напряжения созданы исключительно для защиты соответствующего оборудования (электродвигателя и т.п.). Если подобное реле установлено на вводе в жилище, то перекос напряжения на одной из фаз приводит к обесточиванию всех однофазных потребителей.

Стабилизаторы напряжения

Если в вашем доме наблюдаются постоянные скачки напряжения, то РН будет срабатывать несколько раз в сутки, обесточивая весь дом. Поэтому в таких случаях рекомендуется менее простой, более дорогой, но и более практичный способ защиты домашней электроники. Состоит он в применении стабилизаторов – устройств, сглаживающих скачки напряжения во внешней сети, выдавая на выходе постоянный показатель 220В.

По типу подключения различают два вида стабилизаторов: локальные (которые подключаются к розетке, защищая от одного до нескольких потребителей) и стационарные (подключаемые к вводному силовому кабелю и осуществляющие защиту всех потребителей домашней сети). Локальные стабилизаторы следует использовать для защиты наиболее чувствительной бытовой техники. Их можно эксплуатировать в комплекте со стационарным РН.
Стационарные стабилизаторы представляют собой сложные устройства, которые не только сглаживают перепады напряжения во всей бытовой сети, но и способны спасти дорогую технику, автоматически отключая питание потребителей при перегрузке и достижении критических значений.

Устанавливать стационарные стабилизаторы крайне рекомендуется, если значение напряжения несколько раз в сутки выходит за пределы 205…235В (это можно определить с помощью обыкновенного тестера).

Если в доме постоянно моргает свет, а напряжение выходит за пределы 195…245В, то пользоваться домашними электроприборами без стабилизатора запрещено!

Как выбирать стабилизатор

Выбирать стабилизатор следует, исходя из суммарной мощности домашних потребителей. Устройство обязательно должно обладать приличным запасом мощности.

Напряжение в электросетях редко составляет стабильное значение в 220 Вольт, чаще всего оно гуляет с допустимым значением в плюс или минус 10%. Бытовая и компьютерная техника справляется со значением 200 или 240 Вольт, но в случае возникновения, пусть даже и кратковременного скачка - техника с большой долей вероятности выйдет из строя.

Что представляют из себя перепады напряжения и чем они опасны

В первую очередь перепады напряжения возникают в типовых многоквартирных домах. Питание подводится через три фазы и с помощью распределительного щитка ток попадает в каждую квартиру через одну рабочую фазу и нулевой провод. Важно отметить, что «ноль» испытывает наибольшую нагрузку и что плохо - он у всех общий. Соответственно, когда жильцы включают много бытовых приборов одновременно - электросеть испытывает перегрузку. Частое явление - это перегорание нулевого провода у основания в щитке. Более того, в этот момент соседние квартиры становятся подключенными по фазе и напряжение способно подскочить до отметки в 380 Вольт, что неминуемо приведет к выходу из строя тех приборов, которые не имею достаточной защиты.

Причин, способных привести к такой ситуации много, но что характерно - они имеют общий источник. Подстанции, которые распределяют электроэнергию, зачастую давно морально и технически устарели, причем хоть оборудование и поддерживают в рабочем состоянии, но часто вопрос о его смене не стоял на протяжении десятилетий. Неизменно растет количестве бытовых электроприборов, и соответственно, возрастает нагрузка на подстанции. Учитывая тот факт, что и в момент их сооружения запас рассчитывался на норму 4,5 кВт - энергопотребление на то время и сейчас составляет существенную разницу.

Состояние электропроводки тоже оставляет желать лучшего. Кроме того, известны ситуация с горе-ремонтниками, способными подключить к общей системе работающую электросварку, чем значительно повысят нагрузку на электросеть, отчего у других людей возникнет ситуация с перегрузкой на щитке. Хорошо, если в этом случае установлены защитные средства, но если их нет и была надежда на извечное «авось» - то ситуация с заменой сгоревшей бытовой техники и заметной брешью в бюджете крайне высока. К счастью, на рынке представлено большое количество самого разнообразного оборудования, призванного по возможности уберечь технику от перепадов напряжения.

Какие основные средства доступны для защиты техники от перепадов напряжения

Неподготовленному человеку сложно разобраться в типах устройств и их назначениях, поэтому перед покупкой важно изучить теорию, чтобы иметь представление о том, что же именно необходимо приобрести. Современные устройства делятся на несколько типов:

• защитные реле,
• понижающие трансформаторы,
• повышающие трансформаторы,
• стабилизаторы напряжения,
• многофункциональные устройства защиты,
• автоматические выключатели,
• сетевые фильтры.

Стоит подробнее рассмотреть назначение и возможности каждого устройства, чтобы хорошо представлять себе общую картину обеспечения защиты от перепадов напряжения.

Защитное реле

Представляет собой автоматическое устройство, срабатывающее при воздействии на него перепадов напряжения в сети. Оно отключает электрическую цепь от сети в том случае, когда управляющий микроконтроллер регистрирует повышение показателей напряжения по сравнению с установленными нормированными. Нагрузка автоматически подключается обратно в цепь, когда показатели напряжения приходят в норму.

Ее значение пользователь устанавливает самостоятельно, с помощью системы управления и в дальнейшем контроллер ориентируется именно на это значение. Поскольку реле не способно выдерживать нагрузки свыше 8 кВт, в то время как показатели для квартир порой достигают и 25 кВт, защитное реле используют в паре с автоматическим выключателем, который и служит основной защитой.

Хорошим примером такого устройства является реле VP-16AN от производителя DigiTop, которое по сути, представляет собой индивидуальный переходник, способный предохранить напрямую подключенный к нему электроприбор от короткого замыкания и перегрузки. Стоимость такого устройства находится на уровне $12

Понижающий и повышающий трансформатор

Основное назначение трансформаторов, представляющих собой статические преобразователи электрической энергии, состоит в изменении напряжения переменного тока. Данные устройства работают при условии переменного напряжения и имеют несколько индуктивных обмоток, связанных друг с другом. В зависимости от соотношения напряжения тока трансформаторы делят на повышающие и понижающие:

• В повышающем первичная обмотка характеризуется низким напряжением и меньшим количеством витков, а вторичная наоборот, высоким. Как соответствует из названия, данный прибор повышает напряжение и применяется для передачи электроэнергии на значительные расстояния.
• В понижающем наоборот, первичная обмотка демонстрирует высокое напряжение и большее количество витков, а вторичная низкое. Трансформаторы такого типа служат для распределения поступающей электроэнергии потребителям.

Что характерно, трансформатор любого типа используют как понижающий, так и повышающий, когда их запускают, подав напряжение в обратную сторону. В таком случае понижающий станет повышающим, и наоборот.

По своей конструкции трансформаторы делятся на два типа:

• масляные,
• сухие.

Первая разновидность располагает баком, в котором находится трансформаторное масло. Оно служит хорошим изолятором и одновременно охлаждающим веществом для магнитопровода с обмотками. Как правило, именно такие типы чаще используют на подстанциях.

Сухие трансформаторы имеют пассивное воздушное охлаждение и устанавливаются в жилых помещениях и на промышленных объектах. Охлаждение воздухом позволяет избежать проблемы, связанной с нарушением герметичности масляного бака, но этот способ менее эффективен.

Если говорить грубо, то понижающий трансформатор необходим для того, чтобы в дом приходило 220 Вольт, с учетом погрешности. Недопустимо подавать потребителю сразу высокое напряжение от подстанции, и поэтому для этих целей и служит трансформатор.

Понижающие трансформаторы для бытовых целей не отличаются высокой ценой. Стоимость модели ЯТП-025, способной понижать входное значение с 220 до 12 вольт составляет $30, модель, способная понизить входящие 380 до 220 обойдется дороже, в среднем от $130

Стабилизатор напряжения

Это устройство предназначено поддерживать определенный уровень напряжения на выходе. Работа стабилизатора позволяет защитить оборудование от нестабильной подачи электроэнергии и помех, а также сбоев в сети.

Подобное оборудование применяют, когда есть смысл защитить бытовые электроприборы и компьютерную технику от перепадов и скачков напряжения. В случае их возникновения стабилизатор отключит внутреннюю сеть и подключенные к ней приборы до тех пор, пока значение напряжения не придет в норму.

Применение стабилизаторов позволяет получить определенные преимущества:

• защита от скачков и перепадов напряжения,
• устранение электромагнитных помех,
• защита от короткого замыкания,
• защита телефонных линий от разрывов и шумов на линии,
• более низкая цена по сравнению с другим защитным оборудованием.

Современные стабилизаторы переменного напряжения, которые применяются в быту, условно делятся на следующие разновидности:

• механические с сервоприводом,
• электронные,
• релейные,
• гибридные,
• компенсационные,

Модели производят в двух вариантах исполнения: однофазные и трехфазные, мощность самая разнообразная - от сотни ватт до нескольких мегаватт. Важной отличительной чертой качественного стабилизатора станет его быстродействие на изменение уровня напряжения. Как правило, реагирование происходит в течении нескольких милисекунд. Второй немаловажный фактор работы стабилизатора - это его точность выходного напряжение. Значение не должно колебаться в пределах более, чем 10% от номинального значения.

Оптимальны в выборе модели стабилизаторов, способные выдерживать десятикратные перегрузки, и для которых нет нужды рассчитывать запас мощности.

Устройство защиты многофункциональное

В первую очередь это устройство предназначено для отключения оборудования в том случае, когда сетевое напряжение вышло за допустимые значения минимального показателя в 160 В или максимального в 280. Устройство состоит из объединенных между собой магнитного реле и контроля напряжения. К ним подключен и защитный варистор, который при возникновении высоковольтных импульсов в сети шунтирует их до установленного безопасного значения. Особенностью этого устройства является режим работы и действия, которые производит прибор:

• В случае повышения напряжения и выхода за допустимые пределы происходит отключение от питания. Одновременно с этим запускается таймер, который отсчитывает время повторного включения. В том случае, если во время ожидания произойдет еще один скачок - то таймер обнуляется и отсчет начинается заново.
• В случае наличия пониженного питания устройство защиты начинает отсчет задержки отключения. В том случае, если по истечению срока времени уровень напряжения не вернется в норму - произойдет отключение, если же снижение было кратковременным - то устройство продолжит контролировать уровень нагрузки.

Подобное решение позволяет обеспечивать хорошую защиту от воздействия импульсов, а также контролировать качество напряжения, которое подается на подключенное оборудование.

Важно помнить о том, что УЗМ не способно заменить собой другие средства защиты, поэтому его чаще используют в качестве комплексного решения проблемы.

Автоматические выключатели

Это одни из самых распространенных типов решений для обеспечения защиты квартиры или офисного помещения от перепадов напряжения. Выключатель, который еще называют «автоматом», контролирует силу тока в цепи, не допуская при этом появления сверхтоков, сила которых превышает допустимое для проводки значение. Как правило срабатывают при подключении превышающей норму нагрузки на сеть, либо же при коротком замыкании.

Устройство срабатывает благодаря используемому в его конструкции расцепителей, которые бывают двух видов:

• тепловые,
• электромагнитные.

Тепловые состоят из биметаллической пластины, четко реагирующая на изменение протекающего по ней тока. При излишнем нагреве пластина освобождает специальную пружину, которая и отключает автомат.

Электромагнитная имеет такой же принцип действия, с той лишь разницей, что используется катушка с магнитным сердечником, который при превышении нагрузки освобождает пружину.

Оптимальнее всего использовать автоматы в комбинации с устройством защитного отключения, контролирующие при этом и ток утечки. УЗО так же находится под защитой автомата и всегда устанавливается после защитного выключателя. Подобный сочетание носит название дифференциального автомата. Выгода от установки устройства состоит в более простой схеме монтажа и экономии места в распределительном щитке.

Сетевые фильтры

Эти устройства представляет собой удлинитель с большим количеством розеток и кнопкой включения. По сути, чаще используется как удлинитель и место для подключения персонального компьютера. Благодаря наличию варистора сетевой фильтр способен обеспечить защиту включенного в него электрооборудования и подавляет высокочастотные помехи.

В случае появления высокочастотного импульса сопротивление варистора падает, благодаря чему излишки электрического импульса преобразуются в тепловые. Подобное решение позволит обеспечить дополнительную защиту для оборудования, но не стоит слишком полагаться на сетевой фильтр. Его приобретение целесообразно в первую очередь как удлинителя, для обеспечение безопасности оборудования необходимо обратить внимание на полноценные устройства защиты.

Источники бесперебойного питания

Подобные приборы используются в первую очередь для тех устройств, внезапное отключения питания на которых, способно нанести вред выполняемым операциям, то есть, к компьютерам. Это оборудование призвано обеспечить бесперебойное питание, в то время как благодаря встроенному аккумулятору они способны обеспечить работы компьютера от одной минуту до нескольких часов.

В первую очередь их приобретают для того, чтобы «выиграть время» при внезапном отключении электроэнергии, что позволит успеть сохранить все необходимые данные и выполняемые операции на компьютере. Внутреннее устройство бесперебойников аналогично стабилизаторам, разница видна лишь в наличии свинцового аккумулятора.

Тем не менее, специалисты рекомендуют покупку ИБП в случае необходимости сохранения данных, во всем остальном они уступают стабилизаторам. Главным недостатком большинства ИПБ является включение при пониженном напряжении и недостаточная чувствительность при повышенном. К тому же, устройство нельзя оставлять без присмотра, поэтому при прекращении работы за компьютером его тоже необходимо отключать. При этом цена на стабилизатор и бесперебойник одинаковой мощности имеет разницу в несколько раз в пользу первого - поэтому выбор очевиден. Для сохранения информации и безопасного отключения компьютера хватит и бюджетных моделей ценой от $45, время работы которых в среднем оценивается в 15 минут - что вполне достаточно для корректного завершения работы.

Величина отклонения величины напряжения в бытовой сети регламентируется ГОСТ 32144-2013. В нем указывается, что повышение или понижение напряжения не должно превышать 10% от номинальной величины. Не соблюдение требований ГОСТ приводит к выходу из строя бытовой техники. Бытовые электроприборы рассчитаны на работу в том диапазоне напряжений питания, которые и упоминаются в ГОСТ. Превышение величиной напряжения порога в 242В заставляет электроприборы работать в критическом режиме, в них происходят перегревы, выходы из строя электронных компонентов, пробои изоляции. Следствие этого – поломка прибора и даже пожар.

Пожар — последствие повышенного напряжения

Признаки повышенного напряжения в сети

1. Часто выходят из строя лампы.
2. Лампы накаливания и галогенные лампы светят ярче обычного .
3. Интенсивность освещения периодически изменяется.
4. Необычное поведение бытовой техники при работе.
5. Неожиданные перезагрузки компьютера или его выключение.
6. Сбои в работе бытовой электроники.

При выходе величины напряжения за допустимые пределы бытовые электроприборы нужно немедленно выключить. Если ситуация регулярно повторяется – обратиться в сбытовую компанию.

Причины повышения напряжения в сети

1. Перекос фаз. Сети переменного тока выполняются трехфазными. Напряжение между каждой фазой и нулем – 220 В. При проектировании электропроводки дома или дачного поселка потребители (квартиры или частные дома) распределяются по фазам поровну. Но это не значит, что нагрузка разделится одинаково по фазам. Разность в потреблении приводит к перераспределению величин напряжений по фазам: где потребляется меньше – там больше напряжение. Чаще всего этот фактор проявляется в сельской местности.
2. Обрыв нуля питающей электросети. Это аварийный режим работы сети, который должен немедленно ликвидироваться. В результате аварии с обрывом нуля напряжения перераспределяются еще сильнее, чем при перекосе фаз. Если в первом случае при отсутствии или при минимальной нагрузке одной фазы напряжение на ней повышено, то во втором –приблизится к 380 В! В результате за несколько секунд погибнет вся бытовая техника, которой не посчастливилось работать в момент аварии. Затем начинаются судебные тяжбы с сетевой организацией на предмет возмещения ущерба, ведь ее задача — ревизия контактов и контроль за их состоянием. Сгладить последствия обрыва нуля в сети помогает контур повторного заземления, но чем дальше подстанция от потребителя с контуром – тем менее он эффективен. В черте города же выполнение личного контура заземления невозможно.
3. Удары молний вблизи от потребителей вызывают кратковременное повышение напряжения в их электропроводке. В современных сетях проектом обязательно предусматривается защита от перенапряжений, но старые сети ее лишены и поэтому – уязвимы.
4. Ошибки при монтаже или ремонте. Неопытные или невнимательные электрики могут при работах в щитке либо подключить потребителю две фазы (380В), либо забыть подключить на место нулевой провод (случай с обрывом нуля). Поэтому при возникновении сомнений в уровне квалификации электрика – не доверяйте ему работу.

Способы защиты от повышенного напряжения

• 1. Установка реле контроля напряжения. При повышении напряжения в сети оно отключит электроприборы и спасет их. Когда напряжение нормализуется, реле включит их обратно. Среди реле контроля напряжения выделяются две группы: для подключения в розетку и для установки в распределительный щиток. В первом случае защищается один потребитель, во втором – вся электрика в доме.

• 2. помогает защитить подключенное к нему оборудование: компьютер, телевизор, роутер – от незначительных перенапряжений в сети. Он сглаживает только импульсные воздействия и не изменяет величину напряжения. Помните: не все, что носит название «сетевой фильтр» на самом деле им является, иногда под таким названием продаются обычные удлинители с блоком розеток. В них нет начинки, выполняющей роль защиты от помех, перенапряжений и перегрузок. Приобретайте только сетевые фильтры известных фирм.

• 3. Стабилизатор защищает технику без ее отключения от сети. При изменении входного напряжения в рабочем диапазоне он выдает на выходе 220 В. Но при превышении входным напряжением порогового значения, он выключается. Этим дополнительно обеспечивается защита от обрыва нуля. Стабилизатор не защищает от импульсных перенапряжений.

• 4. Источник бесперебойного питания (ИБП) выполняет все функции стабилизатора и сетевого фильтра, но при отключении напряжения или повышении его величины выше допустимой переходит на питание нагрузки от аккумулятора.

• 5. УЗИП — устройство защиты от импульсных перенапряжений. Защищает электрооборудование от перенапряжений, вызванных близкими ударами молний.

Работа электрических устройств, подключаемых к сети 220 вольт, рассчитана на это напряжение с допуском не более десяти процентов. Для электроприборов опасность представляет как пониженное, так и повышенное напряжение.

В первом случае происходит пробой полупроводниковых элементов, а во втором перегрев двигателей. Поэтому применение защиты от скачков напряжения для дома просто необходимо. Существует несколько решений организации защиты.

Виды защиты от перепадов в электросети

Перепады напряжения в электрической сети возникают из-за влияния различных факторов. Например, внешних: молния, нештатные ситуации на линиях или оборудовании энергопотребляющих компаний. А также внутренних: подключение неисправных или особо мощных приборов, нарушение целостности проводки.

Перепады напряжения бывают разными. Для скачков, вызванных коммутационными нагрузками и перекосом фаз, применяется один тип устройств, а для импульсного сигнала, измеряющегося в миллисекундах, другой тип. Существуют три прибора защиты:

• реле контроля;
• устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП);
• стабилизатор.

Следует понимать, что если скачки напряжения присутствуют постоянно, то следует обратиться в энергопоставляющую компанию с целью измерения параметров линии и устранения причин, вызывающих перепады.

Реле контроля напряжения

Реле контроля используется как устройство защиты от скачков напряжения. Принцип работы устройства заключается в мониторинге величины напряжения на линии. В случае возникновения отклонений прибор отключает нагрузку от сети питания. Чаще всего подобные приспособления позволяют вручную задавать верхний и нижний порог срабатывания. Применение устройства оправданно в следующих случаях:

• существует вероятность возникновения короткого замыкания на линии;
• дом получает электроэнергию по длинным линиям, из-за чего напряжение может снизиться до низких показателей;
• в линию включаются мощные источники потребления энергии, из-за чего происходит перекос фаз.

Принцип действия и параметры

В качестве основного радиоэлемента используется специализированная микросхема, управляющая переключением контактов электромагнитного реле. Микросхема при включении прибора постоянно сравнивает входное напряжение со значением опорного. При выходе, за пределы которого подаётся сигнал на управляющие контакты реле, и оно размыкает линию. При вхождении величины входного напряжения в рабочий диапазон, контроллер заставляет реле переключиться в замкнутое положение, электроприборы начинают работать. Диапазон работы прибора контроля напряжения составляет от 100 до 400 вольт.

Основными характеристиками реле являются верхний и нижний порог срабатывания. Кроме этого, их различают по следующим параметрам:

1. Мощность. Зависит от суммарного пикового значения мощности потребителей, подключённых к прибору. Выбирается обычно на 15-20 процентов больше расчётного значения. Единицы измерения вольт-ампер (ВА).
2. Способ монтажа. По виду монтажа могут располагаться в щитке на din-рейке, включаться в розетку перед защищаемым прибором, выполняться в виде сетевых удлинителей.
3. Напряжение питания. Обозначает верхний и нижний предел, при котором устройство сохраняет свою работоспособность. Единица измерения вольт, в среднем составляет значение от 50 до 400 вольт.
4. Количество фаз. В зависимости от линии бывают однофазными и трёхфазными.
5. Индикация и дополнительные функции. В качестве индикации используются различного качества экраны или светодиоды. Дополнительно могут оснащаться беспроводным способом управления, функцией запоминания аварийных ситуаций, звуковой сигнализацией, сетевым фильтром.

Корпус устройства выполняется из негорючего материала и должен советовать классу защиты IP40. Из наиболее популярных компаний, производящих реле напряжения, выделяются: Zubr, V-protector, Novatek-Electro, DigiTOP, ADECS.

Приборы защиты от импульсных перенапряжений

Используются для защиты приборов. Состоят из сменного индикатора и тепловой защиты. Применяются для предотвращения всплесков, вызванных: грозой, работой трансформатора, коротким замыканием. Импульсы, вызванные молнией, достигают десятки киловольт с длительностью сотой части микросекунд. Именно для предотвращения такого рода всплесков и нужны быстродействующие приборы, такие как УЗИП.

Принцип работы и характеристики

Действие устройства основано на использовании варистора, обладающего нелинейной вольт-амперной характеристикой, то есть на изменении его проводимости. Изделия комплектуются сменными варисторными модулями с индикаторами состояния, отображающими износ элемента.

Недостатком УЗИП является то, что после того, как они срабатывают один раз, им понадобится некоторое время, чтобы вернуться в рабочее состояние. Это не позволяет защищать устройства при многократном повторении всплесков сигнала в течение короткого времени. При защите используют три класса устройств:

1. Класс 1. Защищает от прямых попаданий ударов молний. Монтируются на входе в дом. Характеризуются импульсным сигналом с амплитудой волны 25-100 кА и длительностью фронта 350 мкс.
2. Класс 2. Защищает от перенапряжений из-за переходных процессов в электросетях. Характеристики импульсного сигнала соответствуют амплитуде 15-20 кА и длительности 20 мкс. Именно они имеют в своём составе сменные индикаторы. Общепринято, что зелёный соответствует рабочему состоянию, а при его смене на оранжевый цвет требуется замена.
3. Класс 3. Применяется для домов уже с имеющейся системой молниезащиты, а также с воздушным подводом электролинии. Устанавливаются вблизи защищаемого оборудования и характеризуются параметрами волны 1,2/50 мкс.

При использовании защите всех трех ступеней одновременно к расположению УЗИП, предъявляются требования в удалении друг от друга. Устройство первого класса располагается от второго на расстоянии не менее 15 метров, между приборами второго и третьего классов промежуток должен составлять пять метров. Если требуемую длину выдержать невозможно, дополнительно в линию включается согласующее устройство. Оно представляет собой активно-индуктивную нагрузку, равную сопротивлению провода. Соблюдение этих требований позволит правильно реагировать устройствам защиты на изменения в сети. УЗИП характеризуются такими параметрами:

Наиболее популярными производителями являются: Schneider Electric, ABB, Saltek, Legrand, IEK.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор (нормализатор) напряжения применяется для поддержания стабильного и качественного напряжения в сети. Его назначение - поддерживать выходной сигнал на уровне 220 вольт, независимо от его уровня на входе. Стабилизатор не улучшает форму сигнала, не исправляет синусоиду, а только корректирует величину напряжения. При этом стоит заметить, что к стабилизаторам, вносящим изменение в синусоиду входного сигнала из-за своей конструкции, подключать приборы содержащие электродвигатели нельзя, так как это приводит к их перегреву.

Виды и их параметры

Стабилизаторы выпускаются с точной регулировкой, но с медленным реагированием на изменение входного сигнала (электромеханические) или с высокой скоростью реакции, но с погрешностью при подстройке уровня сигнала. Перед тем как подобрать себе вид оптимального нормализатора, необходимо померить уровень сигнала в сети. Измерения проводятся в разное время суток на протяжении недели.

Таким образом, определяется требуемый диапазон работы, а при возможности нужно исследовать, насколько быстро изменяется величина напряжения, и вид стабилизатора. Если величина изменяется медленно, оптимальным будет электромеханический тип. Если существуют резкие провалы, то ступенчатый. По принципу работы различают:

1. Релейные. Основными радиоэлементами, входящими в состав такого типа устройств, являются многообмоточный трансформатор и мощные реле. При отклонениях сети от номинального напряжения происходит автоматическое переключение обмотки с использованием силового реле. Такой нормализатор характеризуется низкой ценой, но главный его недостаток в ступенчатой подстройке величины напряжения. При этом на выходе получается уже не чистая синусоида.
2. Сервомоторные. Другое название - электромеханические. В работе используется автотрансформатор и двигатель, последним управляет система контроля. Обладает: низкой ценой, плавной регулировкой, компактными размерами и чистой синусоидой на выходе. К недостаткам относят шум и низкую скорость срабатывания.
3. Инверторные. Действуют на основе двойного преобразования, сначала переменный ток в постоянный, а затем снова в переменный. Всё управление происходит с применением микроконтроллера. Работают в большом диапазоне входного сигнала с высокой скоростью реагирования. Обеспечивают защиту и от импульсных помех, но при этом являются самыми дорогими устройствами.
4. Симисторные. Принцип работы такой же, как у релейного типа, но вместо механических узлов используются полупроводники, работающие в режиме ключа. Отличаются быстротой срабатывания и высоким коэффициентом полезного действия. При этом они совершенно бесшумные, но сложны в своих схемотехнических решениях.
5. Феррорезонансные. Для бытового применения не используются, так как имеют большой вес и высокий уровень шума. Работают на эффекте феррорезонанса.

При изготовлении стабилизаторов используются различные методы достижения стабильного сигнала на выходе устройства. Любой нормализатор обязан поддерживать напряжение в допустимом диапазоне при его отклонении. Если отклонение составит большее значение, стабилизатор отключится и прервёт подачу электричества к подключённой нему нагрузке. Нормализаторы характеризуются такими параметрами:

1. Максимальное входное напряжение. Это максимальный уровень сигнала, понижающийся стабилизатором до 220 вольт.
2. Минимальное входное напряжение. Это минимальный уровень сигнала, повышающийся стабилизатором до 220 вольт.
3. Выходное напряжение. Величина максимального выходного напряжения, подающегося со стабилизатора на нагрузку.
4. Полная мощность. Пиковая мощность, которую может выдержать устройство, измеряется в ВА.
5. Вид индикации. Может использоваться цифровой экран или аналоговые приборы.
6. Тип. Принцип работы.
7. Количество фаз. В зависимости от типа электропроводки бывают двух видов: однофазные и трёхфазные.

Наиболее известны компании, выпускающие стабилизаторы, следующие: Mustek, Powercom, Defender, APC, Ресанта.

Выбор оптимальной защиты

При выборе лучшей защиты для дома в первую очередь необходимо исходить из того, какая природа перепадов напряжения может возникнуть на электролинии. Чаще всего применяются одновременно два устройства. На входе в щиток устанавливается реле контроля, а к дорогостоящим устройствам подключается стабилизатор. Важно отметить, что отсекатель не может полностью заменить стабилизатор напряжения, а лишь дополняет его функции.

Главное отличие от стабилизатора в том, что реле не выравнивает напряжение, а только моментально отключает нагрузку, находящуюся под его защитой. При проживании в высотных домах УЗИП практически не используют, так как для защиты от воздействия грозы применяются молниеотводы, и попадание молнии в линию электропередачи практически сводится к нулю. А вот в частном секторе такой прибор необходим.

Существует ещё один тип прибора - источник бесперебойного питания (ИБП). Нередко его назначение путают со стабилизатором. Но на самом деле он не является полноценным прибором защиты от перепадов напряжения, а лишь при его пропадании переходит в режим работы от собственных аккумуляторов. Единственно, он может защитить устройства при низком значении напряжения в сети, но при этом его форма сигнала далека от синусоидальной.

Я обещал рассказать о том, как защититься от жуткого явления под названием «обрыв нейтрали». Сегодня мы об этом и поговорим. Сразу скажу, что автоматические выключатели от этой напасти защитить не способны. Здесь нужно другое устройство – реле напряжения (РН). Вот три экземпляра, наиболее распространенные на российском рынке:

Собственно, что же это такое, реле напряжения? Это устройство, непрерывно контролирующее величину напряжения питающей сети и отключающее потребителей в том случае, когда напряжение выходит за допустимые пределы, и чем быстрее РН сработает, тем лучше. Но после отключения потребителей оно продолжает контролировать напряжение питания и когда напряжение вернется в норму, реле снова подключит потребителей к сети. Из предыдущей вы, дорогой читатель, узнали, что обрыв нейтрали опасен неконтролируемым «гулянием» фазных напряжений, губительным для бытовой техники. Реле напряжения позволяет защитить технику в этой ситуации.

У европейских производителей вы не найдете РН с высоким быстродействием. Дело в том, что в Европе они попросту не нужны. Своевременное и качественное обслуживание электросетей исключает кошмар под названием «обрыв нейтрали». Чего не скажешь о России. Поэтому два из трех представленных на фотке устройств – российского производства, ну а третье – вездесущий китаец. С него и начнем.

Автоматический защитный модуль АЗМ-40А от фирмы «Ресанта»

«Ресанта» — довольно известный на российском рынке китайский производитель. Выпускает много чего, в том числе и такие вот реле напряжения:

Я не буду утомлять вас лишними разговорами и сразу перейду к перечислению достоинств и недостатков.

Достоинства:

1. Низкая цена, примерно 500 рублей.

2. Отсутствие каких бы то ни было органов управления. Это важно, когда реле устанавливается не внутри квартиры, а в этажном электрощите. Нет «крутилок» — соответственно, ничьи шаловливые ручонки не смогут загнать реле в недопустимый режим работы. Но это достоинство влечет за собой и один из недостатков.

Недостатки:

1. Чересчур широкий диапазон рабочих напряжений – 170…265В. ГОСТ 13109-97 устанавливает предельно допустимые отклонения напряжения питающей сети +/-10% от номинала, то есть – 198…242В. Поскольку наши электросети и в этот диапазон не вписываются, можно его расширить до +/-15%, то есть – 187…253В. Но заявленный производителем диапазон 170…265В – это уже слишком. И изменить его невозможно, «крутилок»-то нет.

2. Низкое быстродействие. Заявленное время отключения – 1…6с. Почему такой разброс – вообще непонятно. Но даже если реле сработает за одну секунду, нежная бытовая электроника может успеть пострадать.

3. Малое время задержки перед повторным включением. Если произойдет кратковременная «просадка» напряжения и реле сработает, то повторно оно включится через 2…3мин. Этого явно мало. Для большинства бытовой техники это непринципиально, но вот для холодильников имеет значение. Задержка перед повторным включением должна быть не менее 5 минут.

4. Хоть производитель и заявляет максимальный ток в 40А, зная любовь китайцев к экономии, грузить реле током более чем 30А я не советую.

5. Опыт показывет, что АЗМ-40А имеет один неприятный глюк. В отдельных случаях (не всегда) при кратковременной просадке напряжения реле срабатывает (отключает нагрузку), через положенное время зажигает зеленый светодиод, но вот нагрузку не подключает. И пока вы не снимете вводным автоматом питание с реле, а затем снова включите, этот глюк не пропадет. А если это произойдет в ваше отсутствие? Напряжение уже давно в норме, а реле потребителей не подключает. Вечером вы придете к потекшему холодильнику.

6. Значительные габариты. В щите реле занимает ширину в три стандартных модуля, в то время как оба россиянина, участвующих в сегодняшнем обзоре – только по два модуля. Но на фоне остальных недостатков это уже мелочи.

Заключение. Так себе устройство. Можно применить, когда с бюджетом совсем туго, а хоть как-то защититься хочется.

Реле напряжения РН-111М от ООО «Новатек-электро»

«Новатек» — серьезный российский производитель из Санкт-Петербурга. Занимается производством автоматики, приборов учета и т. д. В том числе делает вот такое реле:

Достоинства:

1. Достаточно высокое быстродействие (0,2с)

2. Широкий диапазон регулировок верхнего (230…280В) и нижнего (160…220В) пределов напряжения и времени повторного включения (5…900с).

3. Наличие удобного цифрового индикатора, отображающего режимы работы реле и значения уставок регулировок.

4. Компактность.

Недостатки:

Недостаток один – низкая нагрузочная способность контактов, всего 16А. Для квартиры этого явно недостаточно. Поэтому РН-111М необходимо использовать совместно с дополнительным контактором, а катушку контактора еще и защищать отдельным автоматом. В сумме вся эта конструкция займет в щите пять модулей, а по деньгам потянет примерно на 2300 рублей. Правда, у «Новатек» есть еще реле РН-113 с нагрузочной способностью 32А, но там и цена и габариты другие. Да и 32А тоже маловато, запаса нет.

Заключение. Неплохой девайс, но низкая нагрузочная способность заставляет применять дополнительное оборудование, что ведет к увеличению стоимости и занимаемого в щите места. Можно применить, если не удалось приобрести следующего участника обзора.

Устройство защиты многофункциональное УЗМ-51М от ЗАО «Меандр»

Компания «Меандр» (тоже питерская) занимается разработкой и производством промышленной автоматики, в том числе и устройства УЗМ-51М:

Без преувеличения можно сказать, что на сегодняшний день на российском рынке это самая «хищная» защита от скачков напряжения. Судите сами:

Достоинства:

1. Широкие диапазоны регулировок верхнего (230…280В) и нижнего (160…210В) пределов напряжения.

2. Время срабатывания всего 0,02с. Отлично!

3. Нагрузочная способность 63А. Достаточно для любой квартиры, даже самой «навороченной».

4. Бонусом к основной функции (защиты от повышенного/пониженного напряжения) идет варисторная защита от импульсных перенапряжений, способная поглощать импульсы с энергией до 200Дж.

5. Компактность. В щите занимает всего два модуля. Никаких дополнительных устройств (как в случае с РН-111М) не требуется.

6. Гуманная цена. В розницу реле стоит немногим более 1900 рублей, а профессионалу продадут еще дешевле, за 1700.

Недостатки:

Единственный недостаток и недостатком-то не назовешь. Отсутствует цифровой индикатор. Это никак не сказывается на работе устройства, но несколько снижает информативность. Впрочем, «Меандр» недавно анонсировал запуск в производство модели УЗМ-51Ц, в которой «циферки» уже будут.

Заключение. Ставить всем!