Перепад напряжения в электросети: Скачки напряжения, 12 причин появления скачков в сети

Скачки напряжения, 12 причин появления скачков в сети

09-03-2013

Скачки напряжения. Определения и понятия

Скачки напряжения

Скачками напряжения в повседневной речи принято называть резкое (быстрое) значительное изменение значения напряжения. Как правило, под скачком напряжения понимается быстрое значительное увеличение напряжения. Юридически точного определения понятия «скачок напряжения» у нас не существует. Обычно юристы понимают под «скачком напряжения» отклонения качества поставляемой электроэнергии от требований нормативной документации.

Как правило, в судебной практике речь идет о таких скачках напряжения, которые стали причиной нанесения ущерба.

Четкого определения «скачка напряжения» в нормативной документации тоже не найти. Отраслевая нормативная документация различает следующие отклонения параметров электроснабжения от нормы: отклонения и колебания напряжения, перенапряжение.

 

Отклонение напряжения

«Отклонение напряжения» — это изменение амплитуды длительностью более 1 минуты. Различают нормально допустимое отклонение напряжения и предельно допустимое отклонение напряжения. При этом предельно допустимым является отклонение в 10% от номинального.

Колебание напряжения

«Колебание напряжения» — это изменение амплитуды длительностью менее 1 минуты. Различают нормально допустимое колебание напряжения и предельно допустимое колебание напряжения. При этом предельно допустимым является отклонение в 10% от номинального.

Перенапряжение

«Перенапряжение» — это значительное по амплитуде увеличение параметров тока. Перенапряжением считается повышение напряжения свыше 242 Вольт. Перенапряжение может проходить с длительностью и менее 1 секунды.

Таким образом, объединяя нормативные определения скачка электрического напряжения и юридическое понимание этого понятия, можно сказать, что скачками могут называться как не очень большие, но длительные изменения значения напряжения, так и кратковременные, но значительные превышения этого параметра. Последние ещё могут называться «импульсными скачками».

С точки зрения физики, важным является общая излишняя энергия, воздействующая на приборы — потребители тока. Именно эта энергия, вызванная скачком в сети, и приводит к нанесению ущерба подключенным электрическим приборам.

Причины появления скачков напряжения

Существует достаточное количество объективных и субъективных причин природного, аварийного и техногенного характера для появления скачков напряжения в электрических сетях. Ниже постараемся перечислить основные.

1 причина появления «скачка напряжения» — одновременное отключение мощных бытовых приборов

Причина появления скачка параметров тока кроется у нас дома. Сегодня современный дом очень насыщен мощными электрическими приборами. В домах со старой проводкой это очень опасно. Но и в новых домах часто бывает, что нагрузка не может быть рассчитана на использование очень мощных приборов по причине подключения всего нового дома к «старым электрическим сетям». На практике часто происходит следующее. В доме включаются несколько мощных электрических приборов, это приводит к падению параметров тока в сети. При резком отключении мощного прибора или нескольких мощных электрических приборов происходит резкий скачок.

2 причина появления «скачка напряжения» — нестабильность в работе трансформаторной подстанции

Большинство трансформаторных подстанций, осуществляющих электроснабжение в распределительных и транспортирующих сетях, было построено достаточно давно. Оборудование, установленное на этих подстанциях, имеет сегодня значительный износ. Кроме того, многие подстанции работают с большой перегрузкой ввиду увеличения потребления электроэнергии. В результате на подстанциях случаются сбои в работе оборудования, приводящие к возникновению скачков.

3 причина появления «скачков напряжения» — аварии в передающих электрических сетях

Сотни тысяч километров линий электропередач окутывают все города и поселки нашей страны. К каждому дому, к каждому участку подходит линия электроснабжения. Перефразировав известную фразу из популярного фильма, можно сказать, что без электричества сегодня и «не туда», «и не сюда». Линии электропередач построенные десятки лет назад, не молодеют и сегодня. А значит, вероятность обрывов и замыкания на линиях передач существует. Такие аварии могут спровоцировать большие скачки электрического напряжения.

4 причина появления «скачков напряжения» — обрыв «нуля»

Это, пожалуй, самый частый и опасный вид аварии, вызывающий очень большое перенапряжение. Ежегодно тысячи человек несут ущерб по причине примитивного «обрыва нуля». В случае обрыва «нуля» может произойти появление напряжения на контакте «ноль» во всех розетках дома. Это приводит к тому, что все электрические приборы, включенные в розетку, сгорают. При этом сгорают даже «выключенные» с помощью дистанционного пульта приборы. Причина банальная — ослабление контакта «ноль» в общем коммутационном щитке дома. При этом, если контакт не постоянный, то появляется, то пропадает, то возникают очень сильные скачки.

5 причина появления «скачков напряжения» — ослабление заземления

Заземление электрических приборов играет важную роль в обеспечении безопасности использования устройств. В случае нарушения изоляции электрических приборов, напряжение часто передается на корпус прибора. В этом случае «заземление» играет роль отвода этого аварийного тока. В случае ухудшения качества заземления вероятность появления скачков параметров тока существенно вырастает.

6 причина появления «скачков напряжения» — значительная перегрузка сети

Электрооборудование, смонтированное на электрических подстанциях, рассчитано на конкретное максимальное значение мощности подключаемой нагрузки. В настоящее время идет очень большой рост потребления электроэнергии в наших домах. Первая причина здесь — это строительство новых больших зданий на месте старых маленьких домиков. Вместо 10 квартир получается сразу 100 квартир в одном большом доме. Вторая причина — рост числа используемых мощных электрических приборов. Посмотрите на фасад современно многоквартирного дома, на нем 200 сплит-систем. А это дополнительно 400 кВт мощности. Плюс 100 микроволновых печей, плюс 100 электрических калориферов, плюс 100 стиральных машин, плюс 100 электрических нагревателей воды, набегает очень большая суммарная мощность дома. При этом подстанции испытывают значительные перегрузки, и скачки в таком районе города неизбежны.

7 причина появления «скачков напряжения» — плохое качество монтажа и материалов электрической домовой разводки

Если что-то не работает в электрической цепи, то нужно искать плохой контакт. Это первое правило электриков. Плохой контакт в розетке или в электрическом патроне может возникнуть из-за плохого монтажа этих устройств или по причине использования дешевых сплавов для контактных пластин этих приборов. Плохой контакт вызывает искрение. А искрение — это эпицентр появления скачков электрического напряжения и сильных импульсных помех. Было бы хорошо для исключения появления скачков напряжения не использовать розетки вовсе, но так не бывает. А значит, каждое включение или выключение мощного электрического прибора — это новый скачок напряжения в сети.

8 причина появления «скачков напряжения» — включение промышленного оборудования в смежной сети электропередач

Большие и систематические скачки напряжения в сети наблюдаются вблизи крупных промышленных объектов. Включение мощного электродвигателя порождает большие пусковые токи. Эти токи могут «вернуться» в электрическую сеть в виде большой реактивной нагрузки. И хотя на таком оборудовании должны устанавливаться специальные пускатели и дополнительные сетевые фильтры, порождения электрических скачков избежать нельзя. И вовсе не обязательно жить рядом с большим металлургическим заводом, чтобы получить неприятные электрические сюрпризы. Для порождения хорошего скачка напряжения будет достаточно соседства с насосной станцией, с мощным вентиляционным оборудованием, с автомобильной мастерской или с большим супермаркетом.

9 причина появления «скачков напряжения» — «мерцающий эффект»

Скачки напряжения могут иметь систематический характер. Возможной причиной таких скачков может быть некорректная работа регулирующего оборудования в электрических приборах. Регуляторы электрических приборов должны осуществлять включение и выключение прибора или его части для контроля определенных параметров. Пример самого простого регулятора — это регулятор температуры отопительного прибора или электрического утюга. При достижении нужной температуры элемента прибор должен отключится. Часто бывает, что регулятор срабатывает очень часто, это приводит к износу контактов коммутирующего устройства. Изношенные контакты начинают порождать скачки тока. В этом случае можно видеть на графике напряжения скачки периодического характера.

10 причина появления «скачков напряжения» — попадание молнии в линии передач

Самая эффектная и самая мощная причина, порождающая гигантские перенапряжения и скачки — это попадание молнии в линии электропередач. Я думаю, каждый человек видел, как молния попадает в линии электропередач и в металлические опоры линий передач. Нужно сказать, что история создания электрических приборов тесно связана с молнией. Первые опыты по использованию электричества проводились с энергией молнии. Современные системы электропередач имеют защиту от молнии, однако, полностью избежать появления больших импульсов в сети не удается. Мощные разряды молний порождают большое перенапряжение, которое распространяется вдоль линии передач и может дойти до конечного потребителя. И хотя импульс от удара молнии длиться сотые или тысячные доли секунды, но этой бешеной энергии в тысячи вольт достаточно для нанесения большого ущерба электрооборудованию.

11 причина появления «скачков напряжения» — попадание высокого напряжения с линий трамвайных и троллейбусных контактных линий

Ситуация, когда происходит обрыв контактной трамвайной или троллейбусной линии электропередач, случается в городе несколько раз в месяц. Причиной может быть сильный порыв ветра или выполнение строительных работ, падение дерева на линию передач. При этом один из проводов контактной линии может зацепить или полностью упасть на линии обычных электропередач. В этом случае в сети можно наблюдать скачки напряжения в сотни вольт. Бывают случаи, когда такая авария приводит к сгоранию всех электрических приборов в нескольких домах рядом с аварией. При этом, если не происходит защитного отключения, то перенапряжение может вызвать даже возгорание приборов.

12 причина появления «скачков напряжения» — проведение сварочных работ

Проведение сварочных работ с помощью электрической сварки всегда приводит к появлению больших скачков напряжения во всей сети. И если в городе такое явление редко, то в деревнях и поселках встречается с завидной постоянностью. Кто-то варит забор, кто-то выбрасывает холодильник, сгоревший от большого скачка напряжения. При этом часто сварочные аппараты подключают прямо на вход проводов в дом, то есть минуя все защиты. Каждая дуга сварки в этом случае порождает большой скачок параметров тока в сети.

Таким образом, можно выделить несколько групп причин порождения скачков напряжения:

• скачки напряжения порождаются по причине плохого качества оборудования и монтажа электрооборудования и электрической разводки;
• скачки напряжения появляются по причине включения или выключения мощного оборудования или мощных электрических приборов;
• скачок напряжения обусловлен природными факторами, ударами молнии, сильным ветром, наводнением;
• скачки напряжения порождены нарушениями правил эксплуатации приборов и оборудования или недостаточного объема проведенных профилактических работ;
• скачок электрического напряжения обусловлен нарушениями при проведении строительных и сварочных работ;
• скачок напряжения появился из-за аварий техногенного характера.

 

Как бороться со скачками напряжения в сети

Важность защиты электрической сети и приборов в электрической сети от воздействия больших скачков напряжения трудно переоценить. Защита от скачков напряжения в электрической сети может строиться на применении специальных устройств для защиты от скачков напряжения, сетевых фильтров. Для защиты сети и потребителей от скачков могут использоваться и стабилизаторы напряжения со встроенной защитой от скачков напряжения. Устройства защиты от скачков напряжения могут монтироваться в коммутационные электрические шкафы или включаться непосредственно в розетку. Отдельным способом защиты от скачков является использование устройства защиты от скачков, монтируемых внутри электрического прибора.

Как защитить свой дом от скачков напряжения, смотрите в разделах Защита от скачков напряжения и Стабилизаторы напряжения.

Читайте также по теме:

---

Тех. поддержка

Бастион в соц. сетях

Канал Бастион на YouTube

Скачки напряжения в электросети: что делать, причины, защита

Любой электроприбор имеет ограничения по параметрам напряжения питания. Исключение составляют разве что лампы накаливания: да и то, при превышении значения на 25% они перегорают. Некоторые производители сложной бытовой техники предусматривают защиту по входным цепям. Даже в паспортных данных можно увидеть параметры: от 100 до 240 вольт.

Это не означает, что в процессе работы питающее напряжение может скакать от 150 до 230 вольт. Просто блок питания способен обеспечить работу бытового прибора любым входящим значением (в рамках установленного диапазона) при условии, что оно стабильно.

Однако напряжение питания в электросети может быть стабильным только при условии равномерной генерации и такого-же равномерного потребления. Например, генерирующая система выдает мощность 10 кВт, и нагрузка соответствует этому значению. В реальности потребители подключаются к сети довольно хаотично, обеспечивая переменную нагрузку.

• Для лучшего понимания ситуации разберемся с определениями. Скачок напряжения, это разговорная форма. Юридически существует понятие «отклонение от нормы». Так вот, допустимым считается отклонение значения напряжения не более 10% в любую сторону, и не более чем на 60 секунд. Кстати, производители электроприборов также ориентируются на эту норму, и закладывают подобные отклонения в параметры блоков питания.

Почему происходят скачки напряжения в энергетической сети

Обратимся к закону Ома (точнее к его следствиям). Мощность потребления исчисляется, как произведение величины силы тока на значение напряжения. Если генерирующее устройство имеет ограничение по мощности нагрузки, то при увеличении тока потребления, напряжение в линии пропорционально снижается. Аналогично происходит обратный процесс: если при фиксированной мощности генератора, снижается ток потребления, резко повышается напряжение в сети.

Информация: Речь идет об исправной линии электропередач.

Разумеется, генерирующие электроустановки проектируются таким образом, чтобы напряжение в сети автоматически стабилизировалось.

Однако на практике, параметров стабилизирующих схем часто недостаточно.

Еще одна причина, не связанная с неисправностью сети — перекос фаз. Как правило, все трансформаторные подстанции работают по трехфазной схеме 380 вольт. Возьмем, к примеру 90 квартирный многоэтажный дом. Питание помещений организуется следующему принципу: общая нейтраль, и по одной фазе 220 вольт на каждые 30 квартир.

Если на одной из фаз пропадает нагрузка (обрыв линии, сработал автомат защиты, и прочее), на оставшихся вводах автоматически возрастет напряжение.

Информация: Существует еще одно отклонение от параметров, изменение частоты переменного тока (штатно должно быть 50 Гц). Но это явление встречается реже.

Причины техногенного характера

1. В многоквартирных домах, особенно старой постройки, линии электросети сильно изношены, сечение может не соответствовать нормативам Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Кроме того, имеют место факты несанкционированного ремонта, самостоятельной замены проводки, выполненной несертифицированными домашними «электриками». Контактные группы (клеммные колодки) испорчены коррозией, многочисленными подгораниями точек контакта. Возникают скрутки проводов из различных металлов, что приводит к электрохимической коррозии.При таком состоянии проводки, даже исправная и качественная трансформаторная подстанция не в состоянии обеспечить стабильные параметры при изменении тока нагрузки. Особенно заметны скачки напряжения в электросети в летний период (когда жители включают кондиционеры), и при наступлении темноты.
2. Трансформаторные подстанции построены еще в прошлом веке. В результате изношенности, оборудование не в состоянии противодействовать перегрузкам по току, поэтому постоянно возникают серьезные просады напряжения. Часть таких трансформаторов конструктивно не имеют средств стабилизации.
3. Наращивание дополнительных мощностей потребления на линейном уровне. Любая подстанция имеет резерв по мощности. Если он не задействован, то кратковременные перегрузки гасятся запасом по току, и напряжение остается стабильным. В результате неконтролируемой застройки, энергетики вынуждены подключать новые линии на существующие сети, полностью выбирая резерв. иногда, по причине коррумпированности представителей энергетических компаний, застройщику удается даже превысить лимит потребления.Как следствие — энергосети постоянно работают в режиме перегрузки, и малейшее увеличение потребляемой мощности неминуемо приводит к скачкам напряжения.
4. Рост энергетической нагрузки в масштабах каждой квартиры (домовладения). Современный житель (особенно в городской среде) неизбежно увеличивает количество используемых электроприборов. В каждой комнате устанавливается телевизор, в квартирах имеются компьютеры, посудомоечные машины, мультиварки. Кондиционер уже давно входит в стандартное оснащение жилища. Разумеется, каждый персональный ввод электросети ограничен автоматом защиты. Но его максимальный показатель по току не рассчитан на постоянное потребление на грани срабатывания. Когда в каждой квартире сила тока близка к порогу срабатывания автомата, сети испытывают значительные перегрузки, и напряжение падает.
5. Обрыв или потеря контакта на линии нейтрали. В этом случае напряжение не пропадает (как при однофазном подключении), а резко возрастает. Превышение может составить несколько сотен вольт: зафиксированы случаи, когда напряжение в аварийной сети достигает 400–500 вольт. Понятно, что при большой нагрузке эти перепады приводят к срабатыванию линейных средств защиты. А если потребление ниже среднего, выходит из строя бытовая техника. Возможен даже пожар.
6. Самовольная коммутация электросетей на вводе. Некоторые недобросовестные жильцы используют в качестве нейтрали, системы водопровода или отопления, для обхода приборов учета электроэнергии. В этом случае возникает разброс линии фазы и нуля. Помимо опасности прикосновения к радиаторам отопления, такие художества приводят к скачкам напряжения в сети.
7. Подключение промышленного оборудования к линиям бытового назначения. Довольно часто можно наблюдать, как при строительстве домовладения, или объекта торговли (ларька), бригада работает с мощной бетономешалкой или сварочным трансформатором, запитанным от обычного щитка питания. Разумеется, потребление в активном режиме порядка 5–10 кВт в одной точке, приводит к просадам напряжения на линии.
8. Случается, что бытовая линия электропередач расположена в непосредственной близости от высоковольтных мачт, либо контактного провода троллейбусного или трамвайного маршрута. В этом случае возможен эффект наведенного напряжения.
9. Нельзя забывать о природных факторах. Речь идет не только о непосредственном грозовом разряде прямо в линию электропередач (хотя и такое случается).Статика является серьезной проблемой не только при прохождении сквозь ЛЭП грозового фронта (даже без молний), но и во время так называемых суховеев.

Как бороться со скачками напряжения

Системные меры оставим на попечение энергетикам. В их прямую обязанность входит содержание генерирующих и линейных сетей в надлежащем состоянии. Задача потребителей фиксировать аномалии напряжения и незамедлительно сообщать в компанию, которой вы оплачиваете счета за электроэнергию. Если это не помогает, необходимо жаловаться в органы контроля и добиваться предоставления качественной услуги.

От нас (потребителей) зависит правильность эксплуатации электроприборов. Разумеется, в первую очередь необходимо следить за состоянием внутренних сетей с «нашей» стороны прибора учета. Защитные автоматы (пробки) должны быть исправны, внутренняя проводка соответствовать нагрузке. Если у вас розеточная сеть выполнена на проводе сечением 1.5 мм², нельзя использовать на этой линии мощные электроприборы.

Как защитить бытовую технику от скачков напряжения

Если нет возможности локализовать скачки напряжения в электросети силами потребителя, что делать для сохранения имущества и здоровья? Придется потратить немного денег на закупку специального оборудования.

1. Бытовые реле контроля напряжения (РКН). Один из экономных вариантов решения проблемы. С помощью РКН невозможно устранить отклонение от параметров в сети. Но вы сможете защитить свою технику от их пагубного влияния.
   

   Сразу оговоримся: это изделие не относится к основным средствам обеспечения электро-безопасности. РКН не заменит УЗО или защитный автомат. Потенциально, прибор убережет вас от возможного появления в сети высокого напряжения или пожара. Но от короткого замыкания или перегрева проводки, надо использовать профильные устройства.

   Система работает следующим образом: линия питания проходит через контакты реле, которые размыкаются по команде контроллера. Оператор устанавливает «коридор», чаще всего от 200 до 240 вольт. В этом диапазоне без проблем работают практически все бытовые электроприборы. Если входное напряжение выходит за рамки «коридора», реле прекращает подачу электроэнергии.

   Дополнительный параметр установки — время срабатывания. Это своеобразный компромисс между безопасностью и комфортом. Если реле будет срабатывать при малейшем признаке отклонения, прибор нанесет больше урона, чем пользы. Поэтому выставляется так называемое время задержки. Например, если отклонение от значения длится не более 10 секунд, ничего не происходит. То же самое относится к восстановлению параметра. Пока прибор не «убедится» в том, что напряжение стабилизировалось окончательно, контакты реле будут разомкнуты.

   Логика простая: лучше на полчаса выключить электроприборы, чем каждые 10–15 минут подавать и отключать питание.

   Преимущества: Абсолютная надежность. Даже если напряжение неожиданным образом подскочит до 1000 вольт, сгорит (физически) только РКН. Остальные приборы будут целы. Есть возможность настройки, постоянный контроль напряжения визуально (в каждом реле есть цифровое табло). Низкая стоимость.

   Недостатки: Ступенчатость срабатывания, нет возможности исправить параметры питания сети. Нет стабилизации: при затяжном просаде (или превышении) напряжения, придется принимать решение: или сидеть без света, или мучить электроприборы некачественным напряжением в сети.

   Тем не менее это устройство относится к самым популярным средствам защиты от скачков. Они удобно встраиваются в щитки питания, имея стандартный DIN формат.

   

2. Стабилизаторы напряжения. Это принципиально иной подход к решению проблемы. Собственно, эти приборы не относятся к средствам защиты от скачков (в привычном понимании). Стабилизатор просто не допускает расхождения параметров напряжения на выходе, поэтому и защита не требуется. По сути, это персональная трансформаторная подстанция, расположенная на территории потребителя.Принцип работы достаточно простой. Имеется схема преобразования напряжения. Это может быть импульсный блок питания, либо классический трансформатор. Имеется заданное значение выходного напряжения. Для поддержания параметров, необходимо плавающее подключение к вторичной обмотке. Собственно, происходит переключение между витками. Поэтому, так же как у РКН, у стабилизатора тоже есть предел срабатывания. Например, нельзя сделать 220 вольт из 150. Равно, как и невозможно погасить скачок напряжения силами трансформатора, если на входе 380 вольт.Как работает система, на примере классического трансформатора: Все помнят ЛАТр (лабраторный трансформатор). Он конструктивно представлял собой тороид, где по вторичной обмотке перемещался ползунок для плавного регулирования напряжения.Контроль осуществлялся вручную, с помощью стрелочного вольтметра. Когда в вечернее время напряжение падало, можно было подкрутить ползунок, и выставить нормальное значение.Современные стабилизаторы работают по такому же принципу, только переключение между обмотками происходит с помощью блока управления. Трансформаторные схемы работают с реле, либо тиристорами (во втором случае не слышен лязг контактов).Схемы с импульсным блоком питания регулируют напряжение с помощью ШИМ контроллера. Это более гибкая система, но и стоимость существенно выше (а надежность напротив, хуже трансформаторных решений).

   Преимущества: Вы не отключаете технику для защиты от скачков напряжения, а поддерживаете его в пределах допуска. Это дает возможность нормально пользоваться электроэнергией при затяжных отклонениях.

   Недостатки: В первую очередь высокая стоимость. Цена стабилизатора для квартиры сопоставима с большим плазменным телевизором. Еще одна проблема — инерционность (за исключением ШИМ контроллеров). Защита от импульсных скачков отсутствует. После выхода из параметра, напряжение восстановится лишь через несколько секунд.

3. Блок бесперебойного питания. При соответствующей мощности, это идеальная защита от бросков напряжения. Питание осуществляется от аккумуляторных батарей, которые работают в режиме буферной подзарядки. То есть, пока параметры сети в норме, оборудование питается напрямую. Как только значение вышло за пределы нормы, мгновенно включается преобразователь на 220 вольт, электроприборы «не замечают» просада.Секрет в наличии достаточной емкости батарей, чтобы взять на себя нагрузку.Отсюда первый, и главный недостаток: высокая стоимость. Для поддержания правильных параметров сети на выходе, требуется хороший запас АКБ. Иначе их хватит всего на несколько минут.Преимущества очевидны: у вас полностью автономное питание (в смысле полной защиты от внешних проблем), но с ограниченным сроком действия. Поэтому при регулярном просаде напряжения, следует подумать об ином способе.Технически комплекс представляет собой преобразователь напряжения с чистым синусом, блок управления (контроль за входным напряжением), и комплект батарей. Преобразователь одновременно является зарядным устройством (когда напряжение в сети есть).

Итог

Решение проблемы скачков напряжения существует, стоимость вопроса зависит от поставленных задач и качества электроснабжения.

Видео по теме

Хорошая реклама

 

причины, способы защиты, куда жаловаться

В резких перепадах напряжения бытовой сети может быть косвенно виновна компания, предоставляющая услуги электроснабжения, но и велика вероятность, что такие процессы вызваны форс-мажорными обстоятельствами. Вне зависимости то причин, последствия для бытовых электроприборов могут быть фатальными. Собранная информация поможет узнать, чем вызваны скачки напряжения, как обезопасить электроприборы, куда подавать жалобу и требование по возмещению ущерба.

Определение термина

Под данным понятием подразумевается резкие перепады сетевого напряжения, выходящие за пределы допустимых отклонений. Напомним, что согласно действующим нормам допустимые отклонения напряжения не должны превышать  от номинала, а предельно допустимые —  Собственно, параметры, характеризующие качественное напряжение указываются в договоре на предоставление услуг. При этом описание допустимых пределов не должно противоречить действующим нормам.

Под данное определение попадает кратковременное перенапряжение и понижение напряжения, а также отклонения (длительностью более минуты) и колебания (продолжительность менее минуты). Под это описание также подходят импульсные перенапряжения, называемые бросками.

Броски напряжения негативно отражаются на качестве напряжения

Основные причины возникновения скачков напряжения в сети

Есть много причин различного характера, вызывающие отклонения напряжения от нормы в сети частного дома или квартиры. Рассмотрим наиболее распространенные случаи:

1. Увеличение или уменьшение тока нагрузки в системе электроснабжения. Причина кроется в одновременном подключении к сети мощных электроприборов (электрические печи, бойлеры, масляные обогреватели и т.д.). Наибольший пик нагрузки приходится на вечерние часы, особенно в холодное время года, следствием этого является понижение напряжения.
2. Перегрузка трансформаторной подстанции может стать причиной нестабильной работы ее оборудования. Проблема заключается в том, что большинство узлов энергосистем проектировались и строились более 30-40 лет назад, соответственно, они были рассчитаны на более низкую нагрузку. Для исправления ситуации необходима модернизация оборудования проблемных узлов, а это требует серьезных финансовых вложений.
3. Причинами кратковременных скачков напряжения также могут быть аварии на ЛЭП или кабельных магистралях. Это может быть связано как с общим состоянием линий, так и неблагоприятными погодными условиями.
4. Резкий скачок напряжения происходит при обрыве нуля или плохом электрическом контакте нулевого проводника. В первом случае произойдет повышение напряжения вплоть до 380 Вольт, во втором, будут наблюдаться кратковременные скачки с 220 до 380 В.
5. Проблемы с внутридомовой разводкой электросети. Причины могут быть связаны с использованием при некачественных материалов, неправильно выполненным монтажом или «старой» проводкой. В результате происходят скачки и колебания напряжения, сопровождаемые сильными импульсными помехами.
6. Бросок напряжения возникает в тех случаях, когда на смежной линии системы электроснабжения подключен мощный потребитель, например промышленный объект. Известно, что в момент включения электродвигателей образуются сильные пусковые токи, это приводит к тому, что начинает «прыгать» напряжение. Причем установка специальных сетевых фильтров на таком объекте только частично исправляет ситуацию. Заметим, что совсем необязательно жить рядом с промышленным объектом, чтобы ощутить все эти прелести, подобный эффект может давать небольшая мастерская, торговый центр или любое общественное здание оборудованное мощной вентиляционной системой.
7. К возникновению импульсных перенапряжений может привести попадание молнии в ВЛ. Напряжение импульса может измеряться в киловольтах.
   Попадание молнии в ЛЭП вызывает сильное перенапряжение сети

Это гарантировано выведет из строя включенные в розетки электрические приборы, несмотря на краткосрочность импульса (порядка нескольких миллисекунд) броска. Большинство устройств, обеспечивающих защиту, просто не успеют сработать.

8. Возникают скачки и по техногенным причинам, одна из них – обрыв сетевого провода трамвайной или троллейбусной контактной сети с последующим попаданием на ВЛ. Это приведет к тому, что превышение нормального напряжения в сети составит порядка нескольких сотен вольт. На практике встречались случаи, когда в результате такой аварии выгорали (в буквальном смысле) электроприборы в ближайшем доме.
9. Возникают скачки также при работе сварочного оборудования. Такая проблема более характерна для сельской местности, поскольку в хозяйстве часто возникает потребность для ремонта с применением сварки, например, подварить петли на воротах. Нередко некоторые умельцы с целью сэкономить подключают сварочное оборудование на вход, минуя счетчик и устройства защиты. В результате при образовании дуги происходят скачки и броски электрического тока в линии, от которой также запитаны дома соседей.

Мы назвали далеко не все причины, по которым  образуются скачки входного напряжения, но приведенных примеров вполне достаточно, чтобы подвести итоги. Перепады и скачки могут быть вызваны:

• Резким изменением нагрузки.
• Авариями, вызванными воздействием стихии или имеющие техногенную природу.
• Износом оборудования.
• Отсутствием резерва мощности.

В первых двух случаях доказать вину компании, предоставляющей услуги, будет проблематично, в последних двух можно рассчитывать на получение компенсации.

Возможные последствия скачков напряжения

Изменения напряжения, выходящие за установленные нормами рамки, потребителям электроэнергии грозят выходом из строя электроприборов. Напомним, что при 220 вольтах нижняя максимально допустимая граница – 198,0 В, верхняя – 242 В.

Наибольшую опасность для домашних электроприборов представляют грозовые перенапряжения, поскольку величина импульса может достигать нескольких киловольт. Ниже представлен блок питания 40” телевизора после попадания разряда молнии в ВЛ, от которой был запитан частный дом. Ни реле напряжения, установленное на вводе, ни внутренняя защита и предохранители электронного устройства сработать не успели.

Блок питания телевизора после попадание молнии в ЛЭП

С большой вероятностью бытовая техника «сгорит», если перенапряжение вызвано обрывом нуля. В таких случаях напряжение начинает стремиться к 380,0 В (на практике обычно 300-320 В, но и этого достаточно для выхода приборов из строя).

Броски меньшого уровня вызывают сбои в работе электронного оборудования, а также сокращают срок эксплуатации техники, оборудованной компрессорами или электродвигателями. На электронагревательные приборы незначительные перепады и скачки практически не оказывают серьезного влияния, исключение составляет оборудование с электронной системой управления.

Способы защиты от скачков напряжения

Поскольку нельзя полностью исключить вероятность импульсных скачков, перенапряжений или других видов отклонений от нормы сетевого напряжения, то необходимо найти способ обезопасить дорогостоящую технику. Нет необходимости «изобретать велосипед» поскольку имеются готовые решения. Кратко расскажем о каждом из них.

Реле контроля напряжения

Решить проблему перенапряжения или его проседания можно установив специальное реле напряжения. Данное защитное устройство (не путать с электронным УЗО) производит отключение электроэнергии, если напряжение на вводе выходит за рамки установленного диапазона.

Реле напряжения СР-721М

Восстановление питания происходит после нормализации ситуации. Данные приборы обеспечивают защиту, если произошел обрыв нулевого провода или на сетевые провода ВЛ попадает контактная линия городского электротранспорта. Против импульсных скачков, возникающих при близком грозовом разряде, реле напряжения практически бесполезны.

Следует учитывать, что при защитном отключении пропадает сетевое напряжение, чтобы не ждать в темноте пока стабилизируется питание, рекомендуется обзавестись источником с бесперебойным питанием. Расскажем об особенностях такого решения.

Источники бесперебойного питания

По сути, эти устройства не являются средствами защиты, но используются совместно с таковыми для обеспечения аварийного электропитания. Обеспечивать весь дом бесперебойным питанием нецелесообразно, поскольку это будет очень дорогим решением. Но можно запитать участок электропроводки, например, линию освещения.

Бытовые бесперебойники Makelsan

При выборе ИБП необходимо учитывать суммарную мощность электроприборов, которые будут запитаны от него, и на основании этого выбирать прибор с соответствующим максимальным током. Подробно о выборе ИБП можно узнать из материалов нашего сайта.

Стабилизаторы напряжения

При плохом качестве электроэнергии (скачки, броски и т.д.), рекомендуется использовать специальные стабилизаторы напряжения. Эти устройства особенно эффективны при «проседании» электропитания на входе.

Модельный ряд стабилизаторов Каскад

Стабилизаторы отлично справляются с импульсными помехами, но малоэффективны против высокого уровня перенапряжения, поэтому их рекомендуется использовать совместно с реле напряжения.
https://www.youtube.com/watch?v=p7eBlxAFbAw

Защита от грозовых перенапряжений

Обеспечить надежную защиту в данном случае могут только ограничители перенапряжения. Для частных домов, с питанием от ВЛ, установка ОПН необходима, в противном случае при грозе следует отключать от розеток все электроприборы.

Ограничители перенапряжения

ОПН эффективны только в качестве защиты от высоковольтных бросков, в остальных случаях они бесполезны.

Как видите, идеальной защиты нет, поэтому необходимо остановиться на комплексном решении.

Куда жаловаться и как компенсировать ущерб?

Обращаться с жалобами, а также за компенсацией ущерба нужно в компанию, с которой заключен договор на предоставление услуг электроснабжения. Заметим, что быстрому рассмотрению способствует подача коллективных заявок, поэтому если инцидент коснулся соседей по улице или других жильцов многоквартирного дома рекомендуем самоорганизоваться и действовать совместными усилиями. Контактные данные поставщика услуг, указаны в договоре.

Если при скачках напряжения сгорела бытовая техника, для получения компенсации необходимо действовать в следующем порядке:

1. Необходимо обратиться в энергокомпанию, чтобы ее представители зафиксировали факт аварии и составили соответствующий акт.
2. Пришедшую в негодность технику необходимо отнести в сервисный центр, для составления экспертизы, подтверждающий факт выхода приборов и указания причины.
3. Пишется письмо-претензия поставщику электроэнергии, к письму прилагается копия акта о факте аварии и заключения экспертизы сервисного центра.
4. Если компания отказывается возмещать убытки, то данный спор решается в районной судебной инстанции.

Использованная литература

• В.Ф.Ермаков «Качество электроэнергии»
• Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций» 1987
• Пестриков В.М. «Домашний электрик и не только» 2006
• Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
• Успенский Б.  «Стабилизаторы напряжения и тока на ИМС» 1985

Защита от перенапряжения, скачков и перепадов напряжения в квартире

Перепады напряжения и прочие неполадки в электросетях отнюдь не редкость. Они могут привести к выходу из строя дорогостоящей техники и даже угрожать жизни и здоровью людей. Для предотвращения подобных последствий на рынке имеются различные устройства защиты электрической сети, применяемые в зависимости от характера неполадок.

В этой статье вы узнаете: что собой представляют перепады напряжения и каковы их причины; Какие существуют устройства защиты сети и в каких случаях используются.

Допустимые параметры электроэнергии

В России и на пост-советском пространстве стандартным напряжением является 220 вольт (для рядовых потребителей электроэнергии). При этом в реальности напряжение колеблется в определенных рамках от данного номинала. Допустимая амплитуда отклонения от нормы устанавливается нормами и актами, регулирующими предоставление данной услуги потребителю. При 220В минимальное допустимое значение составляет 198В, а максимальное — 242В.

Спасут ли пробки или автоматы?

Долгое время в домах использовались «пробки»: плавкие предохранители, защищающие от скачков напряжения. На смену им пришли современные и более удобные автоматы (автоматические выключатели). На сегодняшний день в большинстве квартир это единственные средства защиты от неполадок в сети.

Пробки и автоматические выключатели позволяют защититься от короткого замыкания, перегрева проводки и возгорания при перегрузке. Однако мощный электрический импульс может успеть пройти через автомат и вывести технику из строя. Такое случается, например, в следствие удара молнии. То есть обычные пробки не могут обеспечить полноценную защиту от перепадов напряжения.

Основные причины возникновения скачков напряжения в сети

Скачки напряжения могут отличаться по величине отклонения от нормы, по своей продолжительности и динамике возрастания/убывания в зависимости от причин их возникновения:

• Большая нагрузка на сеть. Одновременное подключение большого числа электроприборов при недостаточной мощности сети приводит к нестабильности напряжения. Это может быть заметно, например, как мерцание лампочек или внезапное выключение электроприборов. Данное явление встречается часто, особенно по вечерам;
• Мощный потребитель по соседству. Случается, если рядом находятся промышленные объекты, торговые центры, офисные здания с мощной вентиляционной системой и так далее.
• Обрыв нулевого провода. Нулевой провод выравнивает напряжение у потребителей электроэнергии. При его обрыве (сгорании, окислении) часть потребителей получат повышенное напряжение (а другие заниженное), что с высокой вероятностью приведет к выходу из строя незащищенной электротехники.
• Ошибки при подключении. Например, если были перепутаны нулевой и фазный провода;
• Плохая проводка. Сбои возникают из-за изношенности проводки, использования некачественных материалов и неправильно выполненных монтажных работ.
• Удар молнии. Попадание молнии в линии электропередачи может вызывать стремительный скачек напряжения в тысячи вольт. Представляет особую опасность, так как средства защиты не всегда успевают сработать.

Возможные последствия скачков напряжения

Производители электрической техники учитывают нестабильный характер напряжения и возможность его скачков и падений. Например, прибор с номинальным напряжением 220 вольт может работать при 200В и выдерживать скачки до 240В. При этом регулярная работа аппаратуры при больших отклонения от нормы сокращает срок ее эксплуатации. Сильные скачки напряжения могут вывести технику из строя, и даже нанести ущерб имуществу и здоровью, например, вызвав пожар.

Справка. Поломки электрических приборов в результате скачков напряжения не покрываются договорами о гарантийном обслуживании, то есть бремя расходов на ремонт и замену ложится на владельца, что может стать серьезным ударом по семейному бюджету. В некоторых случаях существует возможность предъявления иска к поставщику электроэнергии, однако это долго, сложно и дорого, а также не гарантирует успеха. Проще заранее предусмотреть защиту своего дома от подобных неприятностей.

Способы защиты от скачков напряжения

В зависимости от характеристик скачка напряжения и природы его возникновения используются различные устройства защиты. Рассмотрим основные из них:

Сетевой фильтр

Простое и доступное решение для защиты маломощного оборудования. Обычно представляет собой удлинитель или моноблок с вилкой, розеткой (или розетками) и выключателем с индикацией подачи питания. Следует отличать сетевые фильтры от обычных удлинителей, которые не имеют защиты, но очень похожи по виду. Защищает от скачков до 400 — 500 вольт, а ток нагрузки не может превышает 5 — 15 А.

Справка. С технической стороны сетевой фильтр представляет собой нехитрую систему из нескольких конденсаторов и катушек индуктивности. При этом блоки питания большинства современных электроприборов уже имеют в своем составе схемы, выполняющие аналогичную функцию. То есть на практике сетевые фильтры часто выполняют роль простого удлинителя с дополнительной защитой от скачков в сети.

Реле защиты РКН и УЗМ

Устройство прерывает подачу электроэнергии, если напряжение выходит за пределы допустимых значений. После возвращения напряжения в установленные рамки подача восстанавливается (автоматически или в ручную в зависимости от модели). Устройство подключается после входного автомата.

Основные достоинства РКН и УЗМ:

• Скорость срабатывания в несколько миллисекунд;
• Выдерживает нагрузку от 25 до 60 А;
• Небольшие размеры и удобный монтаж;
• Достаточные диапазоны максимального и минимального напряжения;
• Отображение показателей электрического тока в реальном времени;

Прибор эффективен для защиты от разрыва нулевого провода и умеренных скачков напряжения. Однако реле не могут обеспечить стабильное напряжение и защитить от импульсного скачка, вызванного ударом молнии.

Расцепитель минимального-максимального напряжения (РММ)

Устройство защищает от высокого и низкого напряжения. Эффективен в случае разрыва нулевого провода и перекоса фаз в трехфазной сети, но не защищает от высоковольтных импульсов.

Прибор отличается небольшими размерами, простотой установки и доступной ценой.

Обратите внимание. РММ не оснащен функцией автоматического включения, что может привести к порче продуктов в холодильнике, остановке отопления помещений в зимний период и подобным проблемам.

Стабилизаторы

Приборы используются для «сглаживания» подачи электроэнергии в сетях, склонных к нестабильной работе. Эффективны в случае падения мощности, но могут не справиться с высоким напряжением.

К достоинствам прибора относятся: длительный срок эксплуатации; быстрое срабатывание; поддержание напряжения на стабильном уровне. Главным недостатком стабилизаторов является высокая цена.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Используются для защиты от быстрых мощных скачков напряжения, как правило вызываемых ударом молнии в линию электропередач. Выделяют два вида подобных устройств:

• Вентильные и искровые разрядники. Устанавливаются в сетях высокого напряжения. В случае импульсного перенапряжения в устройстве происходит пробой воздушного зазора, фаза замыкается на заземление, разряд уходит в землю;
• Ограничители перенапряжения (ОПН). В отличие от разрядников имеют небольшой размер и используются в частных домах. Внутри установлен варистор. При обычном напряжении ток через него не течет, но в случае скачка происходит возрастание тока, что позволяет снизить напряжение до нормальной величины.

Датчик повышенного напряжения (ДПН)

Используется вместе с УЗО (устройство защитного отключения) или дифференциальным автоматом. ДПН определяет превышение установленной нормы напряжения, после чего УЗО размыкает цепь.

Заключение

Наиболее распространенные средства защиты от скачков напряжения: автоматы и пробки, — эффективны не во всех случаях. В частности они не справляются с мощными скачками напряжения, что ставит под угрозу сохранность электротехники и всего дома в целом. Рынок предлагает разнообразными устройствами защиты электросети, применяемые в зависимости от характера перепадов напряжения и причин их возникновения. Потребителям электроэнергии остается выбрать необходимые приборы и правильно их установить.

Перепады (скачки) напряжения в электросети, причины и методы защиты

Перепады (скачки) сетевого напряжения существуют давно, однако в последнее время данная проблема становиться всё более актуальной для нашей страны. Это связанно с постоянным ростом потребления электроэнергии.

Если до 90-х годов вся бытовая техника состояла из телевизора, холодильника и магнитофона, то теперь в каждой квартире множество мощной и одновременно чувствительной бытовой техники (компьютеры, кондиционеры, морозильные камеры, микроволновые печи, стиральные машины, видео и аудио аппаратура и т.д.), которая практически всё время подключена к сети.

Результатом перепада напряжения в электросети может стать выход из строя части бытовой техники, установленной в квартире и подключенной в этот момент к сети. В подавляющем большинстве случаев причиной выхода из строя бытовой техники, является перенапряжение в сети.

После того как у потребителей сгорает бытовая техника, люди начинают задавать вопросы: Как такое могло произойти? В чем причина? Как избежать? И возможно главный вопрос Кто виноват?

Далее я попытаюсь доступно ответить на большинство поставленных вопросов.

Почему возникают перенапряжения в сети

Причин несколько. Выделим самые распространенные:

1. Начнем с того, что к электросети переменного тока подключены не только Вы один (ваша квартира или дом), а множество таких же, как и Вы потребителей, что немаловажно, и еще многие промышленные и строительные объекты. Казалось бы, какое влияние может один дом оказать на электросеть? Безусловно, незначительное влияние.

А если одновременно с Вами тысяча потребителей выключат свою технику, особенно большой мощности (электрочайники, водонагреватели, микроволновые печи, кондиционеры, стиральные машины), тогда мы получаем некое перенапряжение, все Вы замечали по вечерам перепады напряжения, это заметно по лампам накаливания.

Но не стоит пугаться оно все равно будет меньше допустимого ГОСТ и все Ваше оборудование продолжит работу в нормальном режиме.

Другое дело, что если одновременно вкл/выкл своё оборудование целый завод или строительный объект. Представляете, какой «скачок» напряжения произойдет!

Данный вариант возможен в районах, где инфраструктура связана с большим заводом или крупным строительством. Тогда возможно, что ваша техника выйдет из строя.

2. Самая распространенная причина для жилого сектора — это обрывы нулевого провода.

Все Вы знаете, в каком плачевном состоянии находятся электрические трансформаторные подстанции, вводные устройства в здание и этажные электрощитовые подъездов, чаще всего из-за отсутствия обслуживающего электрика или его безграмотности.

Периодически необходимо проводить профилактические ремонты в электрощитовых, что в принципе не делается, поэтому со временем болтовые соединения ослабевают, ухудшается надежность электрического контакта, что может привести к отгоранию питающих проводов.

Гораздо чаще отгорает нулевой провод (синего цвета), что приводит появлению в Вашей розеточной группе, напряжения свыше допустимого из-за неравномерности потребления электроэнергии.

На рисунке видно, что при нормальной работе, напряжение между любым фазаным проводом (красного цвета) и нулем (синего цвета) всегда примерно 220 вольт, ток идет от фазы к нулю, а между фазаными проводами напряжение 380 вольт. В момент обрыва нулевого провода, ток пойдет между фазами, т.е. в розетках будет перенапряжение в пределах до 380 вольт, зависит оно от мощности электроприборов подключенных в этот момент.

Например, на одной фазе включен электрочайник, а на другой фазе лампочка, а на третьей фазе телевизор, при пропадании (отгорании) нулевого провода, напряжение между фазами 380 Вольт оказывается на ваших бытовых прибороах. Мощность которую потребляет электрочайник, будет проходить через лампу и телевизор, лампочка ярко всыхнет, а телевизор наверняка задымится.

3. Причина чисто человеческий фактор, точнее безграмотность электрика или уверенность в себе домашнего мастера.

Дома погас свет, одна из наиболее частых причин отгорание фазного провода (L1, L2, L3) или нулевого рабочего проводника (N), Вы самостоятельно или, вызвав электрика, восстанавливаете электропитание, при подключении перепутали провода, подключив вместо 220В (фаза-ноль), напряжение 380В (две фазы), возможно даже не себе, а соседям по этажу.

Результат, мгновенный выход из строя всего электрооборудования подключенного к электросети.

4. Скачки напряжения, вызванные грозовыми разрядами вблизи линий электропередачи (ЛЭП), происходит в районах где применяются воздушные линии передач электроэнергии.

Очень опасно, я настоятельно рекомендую, если у Вас нет специального оборудования, для защиты от перенапряжений, выключайте бытовую технику из сети во время грозы.

5. Ещё одна причина перепадов (скачков) напряжения, это кража заземляющего проводника (заземления) в электрических стояках этажных щитов, подъезда жилого многоквартирного дома. Стал с таким сталкиваться последнее время довольно часто.
Как надеюсь известно, заземление нужно для защиты от поражения электротоком при пробое изоляции электрооборудования, и в принципе без него все будет работать.
Чем иногда пользуются «продвинутые» собиратели цветного металла, вырезают заземление из кабельного стояка подъезда, это делается очень быстро, буквально несколько секунд на каждом этажа дома.
Кто-то скажет причем здесь перенапряжение. А в том, что при подключении квартир применяется три провода, фаза, ноль и заземление, последние два (ноль и заземление) иногда путают между собой, вот и получается, что при краже заземления, если на этаже было подключено хотя бы две квартиры к нему, на обе квартиры приходит две разноименные фазы, между которыми 380 Вольт.

Вред заниженного сетевого напряжения

Возможна такая ситуация, когда напряжение в сети сильно занижено. Что часто встречается на объектах старой постройки в связи с неспособностью старых проводов выдавать необходимую мощность, а также переключением коммунальными службами, специально, всех квартир стояка на одноименную фазу, из-за боязни отгорания нулевого рабочего проводника, что привело бы к перенапряжению в сети. Пониженное напряжение сети может повредить некоторым бытовым приборам или их функциям, к примеру, микроволновая печь вращает тарелку, но не нагревает; стиральная машина работает без остановки; самая частая поломка это выход из строя компрессора холодильника, в связи постоянном включенном положении, даже когда Вас нет дома.

Порча оборудования от заниженного напряжения встречается реже, чем от перенапряжения. Избежать выхода из строя техники можно, также используя пункты из раздела «Как бороться с перенапряжением в сети»

И так мы рассмотрели основные причины перепадов напряжения в электросети, но легче от этого не становиться ведь техника уже сгорела, тогда читайте дальше.

Кто ответит за потерянную бытовую технику

Как это ни парадоксально, несмотря на то, что поставщик электроэнергии обязуется обеспечивать Вас напряжением установленного качества, скорее всего Вы не сможете получить компенсацию за утраченное оборудование.

Это связано со следующими соображениями.

Как Вы сможете доказать, что причина выхода из строя техники есть перенапряжение в сети, а не дефект техники.

Отсутствие реального контроля и сбора статистики приводит нас к следующему выводу. В 99% случаев Вы не сможете получить компенсацию за утраченное оборудование т.к. невозможно доказать чья в этом вина, как мы уже говорили ранее существует множество причин перенапряжения как связанных с человеческим фактором так и форс-мажорных по определению (разряд молнии вблизи ЛЭП).

Что же делать, неужели каждый раз выкидывать технику? Конечно же, нет. Существуют методы борьбы с перепадами напряжения в электросети.

Как бороться с перенапряжением в сети

Существует несколько способов:

1. Реконструкция электросетей и обслуживание грамотным электротехническим персоналом, очень дорогостоящий вариант и только снижающий опасность возникновения перенапряжения, чаще всего зависит от коммунальных служб

2. Использование стабилизаторов напряжения, идеальный вариант для тех, кто использует очень дорогостоящую аппаратуру. Вы подключаете сетевые провода к стабилизатору и уже с него снимаете качественное напряжение. Вариант очень хороший — имеется только один минус — это цена. Цена на хороший (качественный) стабилизатор мощностью 5 кВт составляет свыше 30000 тенге.

Соответственно если у Вас большое количество аппаратуры придется затратить круглую сумму, но зато уж после этого (при правильном выборе стабилизатора) можете быть спокойны Ваша техника надежно защищена.

3. Если Вы работаете с ценной информацией на компьютере, тогда выбирайте источник бесперебойного питания (ИБП), что чаще всего применяется в административных зданиях, но только на офисную технику, на всю бытовую технику «бесперебойник» не установишь также из-за высокой цены и высоких эксплуатационных расходах.

4. Реле напряжения — самый доступный вариант защиты от перепадов (скачков) напряжения в бытовой и офисной электросети.

В Казахстане есть такие приборы:
Однофазное реле напряжения РН-113
Однофазное реле напряжения РН-111М

Вывод

В данной статье я выразил лишь свой взгляд на существующую проблему перепадов напряжения в бытовых и промышленных сетях. Я не претендую на абсолютную истину по всем позициям. Стоит учитывать, что методы борьбы справедливы на момент написания статьи.

По вопросам приобретения и установки обращаться по телефонам:
8-701-513-7091
8-705-513-7091
8-707-513-7091

почему происходит скачок напряжения и горит бытовая техника

Как защитить технику от перепадов напряжения | Сетевые фильтры | Блог

Внезапные перепады напряжения грозят плачевными последствиями для бытовой техники: выход из строя без надежды на ремонт. А для загородного дома в период летних гроз эта проблема становится наиболее актуальной. Почему происходят перепады и чем они опасны для техники? Как надежно защититься от скачков напряжения?

Чем опасны перепады напряжения

Перепад напряжения может быть вызван одновременным отключением нескольких мощных устройств, аварией на электросетях, нестабильной работой подстанции из-за перегрузки, эксплуатацией сварочного аппарата, низким качеством материалов электропроводки или ее монтажа. Нередко к существенному скачку напряжения приводит и удар молнии по линии электропередач.

Большинство перепадов незначительны и остаются незамеченными нами, но не техникой. Любой скачок, из-за которого напряжение в сети становится выше 250 Вольт, снижает срок службы подключенных устройств или дестабилизирует их работу. Даже несущественные отклонения на 5-10 %, происходящие регулярно, приводят к сбоям в управляющих блоках, сбросу настроек, возникновению помех. Перепады на 10-25 % сокращают срок службы приборов почти вдвое. А скачки напряжения до 300 Вольт выводят из строя блоки питания, управляющие и сенсорные панели, электродвигатели, сетевое оборудование.

В большинстве многоквартирных домов качество электропроводки оставляет желать лучшего, они не выдерживают нагрузки, ведь в каждой квартире одновременно работают десятки приборов. Безусловно, лучше поменять в квартире проводку, чтобы минимизировать вероятность перепадов и не довести до пожара. Но даже если нет такой возможности, обезопасить себя и родных можно.

Основной параметр при выборе устройств, способных защитить от перепадов напряжения, — это  выходная мощность, которая берется из силы тока (указывается в амперах А) умноженной на напряжение (указывается в вольтах В). Ее величина, указываемая в вольт-амперах (ВA), должна соответствовать общей мощности, потребляемой приборами. Поэтому перед приобретением нужно посчитать общую мощность техники, которую вы планируете подключить. 

Сетевые фильтры

Так называемый сетевой фильтр — это зачастую просто разветвитель/удлиннитель, защитные функции у которого либо фактически отсутствуют, либо являются минимальными и способны защитить только от перегрузки или короткого замыкания.

Однако среди «обманок» прячутся и настоящие сетевые фильтры, которые с помощью LC-контура фильтруют высокочастотные помехи в сети. Стоимость таких устройств, естественно, выше, но для некоторых видов техники наличие полноценной фильтрации необходимо. У приборов с LC-контуром есть характеристика «Подавление электромагнитных / радиочастотных шумов». Если вам нужен такой вариант, обращайте на нее внимание.

Стабилизаторы напряжения

Если подаваемое напряжение в сети не соответствует заданным нормам, стабилизатор нормализует его. К тому же стабилизатор повторяет функции хорошего сетевого фильтра: защита от короткого замыкания, от перенапряжения и высоковольтных импульсов, а также фильтрация помех. Маломощные стабилизаторы можно устанавливать для отдельного электроприбора, например, для холодильника, так как этот прибор наиболее болезненно реагирует на скачки напряжения. Супермощные стабилизаторы устанавливаются для всей сети, такие модели наиболее полезны для загородных домов или в районах, где с напряжением постоянные проблемы.

В сетях 220 Вольт используются однофазные стабилизаторы, в сетях 380 Вольт — три однофазных либо один трехфазный. Хороший стабилизатор хоть и стоит в разы дороже сетевого фильтра, однако он реально защищает технику от серьезных перепадов напряжения и обеспечивает стабильную работу.

Источники бесперебойного питания (ИБП)

ИБП объединяет в себе функции сетевого фильтра и стабилизатора (кроме резервного типа), но помимо этого позволяет технике работать еще какое-то время после отключения электропитания. Бесперебойники бывают трех типов: резервные, интерактивные и с двойным преобразованием.

Резервный вариант — самое простое и дешевое решение. Он пропускает ток через LC-контур, как в хороших сетевых фильтрах, а если необходимое напряжение отсутствует, осуществляется переключение на аккумуляторы. К недостаткам резервных бесперебойников можно отнести задержку при переключении на батареи (5 – 15 миллисекунд).

Интерактивные ИБП оснащены ступенчатым стабилизатором, позволяющим поддерживать надлежащее напряжение на выходе без использования батарей, что увеличивает срок их службы. Такие источники бесперебойного питания годятся для ПК и значительной части бытовой техники.

Бесперебойникис двойным преобразованиемпреобразуют полученный переменный ток в постоянный, а на выходе подают снова переменный с необходимым напряжением. Аккумуляторные батареи при этом все время подключены к сети, переключение не производится. ИБП данного типа отличаются более высокой стоимостью, в то же время создают больший шум при эксплуатации и сильнее нагреваются. Применяются в основном для требовательного к надежности питания оборудования: серверов, медицинское оборудования.

Реле напряжения

Реле напряжения, также называемые реле-прерывателями, производят размыкание электрических цепей при перепадах напряжения. После отключения питания реле через небольшие временные интервалы проверяет состояние напряжения, и при нормальных значениях возобновляет подачу тока.

Некоторые модели оснащения регуляторами, позволяющие настраивать реле под разные приборы, устанавливая верхний и нижний предел перепадов для отключения, а также время последующей активации. Существуют модели реле-прерывателей как для монтирования в электрощиток, так и для отдельной установки в розетку.

Причины возникновения перенапряжений в электрической сети и методы их устранения

Перепады напряжения в бытовой электрической сети сегодня не редкость. Это одна из причин выхода из строя электробытовых приборов. Причины перепадов напряжения разнообразны и зависят от электрической сети. Как правило эта проблема решается весьма просто с помощью покупки стабилизатора напряжения, но обо всем по порядку.

1. Бытовая электрическая сеть. Многоквартирный дом

1.1 Несоблюдения проведения ППР

Причина перепадов напряжения в многоквартирном доме в основном одна, это плохое контактное соединение нулевого проводника или его отсутствие (отгорание). Это может произойти из-за неудовлетворительного проведения ППР (планово-предупредительный ремонт). График ППР составляется на год, в котором указаны периодичность текущего ремонта, технического обслуживания, обходов. При проведении ППР действующая электроустановка и другое электрооборудование должно очищаться от пыли (пыль является токопроводящим материалом), поджимать контакты (в том числе и нулевые), замена неисправных автоматических выключателей, патронов и т.д. Очень часто электротехнический обслуживающий персонал игнорирует эти работы и «выполняет» их только на графике ППР с соответствующей отметкой. Поэтому не вовремя обнаруженное плохое соединение нулевого проводника приводит к перенапряжению в сети.

1.2 Увеличенная нагрузка

Другая причина перепадов напряжения, это увеличенная нагрузка на электрическую сеть. Многие дома, когда проектировались не учитывали реалии сегодняшних дней. Это домашние солярии, кондиционеры, мульти или сплит-системы, микроволновая печь и т.д. При выборе сечения провода эта нагрузка не учитывалась. Поэтому при прохождение большего тока проводник греется, а потом охлаждается. Как мы знаем из школьных учебников физики материал при нагреве расширяется, а при охлаждении сужается. Время превышающую номинальную нагрузку это часы максимум, утреннее и вечернее время. Когда люди идут на работу и приходят они включают в бытовую электрическую сеть максимальное количество электроприборов, происходит максимальное воздействие на электрическую сеть. Проводник греется и расширяется, а потом наоборот и так каждый день. Ослабевают контакты. В итоге они могут ослабнуть до плохого соединения или отгорание и происходит перепады напряжения.

1.3 Участок перепадов напряжения

Нулевой контакт может отгореть в любом месте. Если он отгорел в вводном устройстве дома (ВРУ), то перенапряжение пойдет по всему дому, если на первом этаже подъезда, то только по этому подъезду и так далее. Другими словами, перенапряжение происходит на участке от места обрыва или плохого соединения нулевого проводника.

1.4 Величина перепадов напряжения

Согласно ПУЭ и другой нормативной документации за качество напряжения отвечает энергоснабжающая организация. Для бытовых электрических сетей напряжение должно соответствовать величине 230В ± 5 %. Но это не значит, что если у вас в сети напряжение 242 В, то это нормально. Это теоретически может быть, если вы живете в частном доме, и он первый от трансформаторной подстанции.

При аварийной ситуации в бытовой электрической сети и возникновением скачков напряжения, величина напряжения может быть от 140В до 380В. У вас может быть 320В, а у соседа 280В. Это зависит от места в котором произошел обрыв нулевого проводника и включенной нагрузки (сопротивление) на этом участке цепи.

1.5 Защита от перенапряжения

От перепадов напряжения служат стабилизаторы напряжения и выпускаются всевозможные реле. Выбирать защиту от перенапряжения необходимо относительно вашей электропроводке и электробытовых приборов, и их мощности. Стабилизаторы напряжения могут иметь различную мощность. Самая распространенная мощность для стабилизаторов от 3 до 6кВт. Он сглаживает напряжение на входе и при выходе выдает необходимое вам напряжение. Его можно отрегулировать как вам нужно, по максимальному и минимальному уровню напряжения, к примеру, в рабочем диапазоне от 210В до 230В. Стабилизатор напряжения — это отдельный прибор и требует отдельного места. Он может быть, как на отдельный электроприбор, так и защищать всю квартиру или дом.

В квартире лучше установить реле от перенапряжения, которое устанавливается на дин-рейку в этажном электрощите и защищает от перенапряжения всю квартиру.

---

2. Бытовая электрическая сеть. Частный сектор

2.1 Причины перенапряжения

Тут как в многоквартирном доме одной из основных причин является плохое соединение нулевого проводника в вводном устройстве дома, в контактном соединение на опоре ВЛ (Воздушной линии электропередач или ТП (трансформаторная подстанция). Но кроме этого существует еще ряд причин.

2.2 Падение напряжения

Если у вашего соседа циркулярная пила, станок с мощным электродвигателем, а другой пользуется мощным сварочным аппаратом, то при включении этих агрегатов происходит просадка напряжения. в некоторых случаях может доходить до 180-140В, что отрицательно сказывается на некоторые электробытовые приборы, в первую очередь холодильники. В компрессоре холодильника возникает «тяжелый» пуск что негативно влияет на его работоспособность. Это относится и к другим электробытовым приборам.

2.3 Молния

Очень часто в частном секторе перенапряжение вызвано ударом молнии. В данном случае необходимо установить защиту от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые возникают от удара молнии.

3. Вывод

Перенапряжение в электрической сети сегодня не случайность, а реалии нашего времени. В случае выхода из строя электробытовых приборов по причине перенапряжения ответственность несет энергоснабжающая организация. Но это через суд и очень малый процент, что вы его выиграете. Это надо доказать.  В данном случае лучше купить и установить защиту от перенапряжения, например, стабилизатор напряжения, чтоб обезопасить дорогостоящую электробытовую аппаратуру от поломки.

---

Полезно прочитать также: Как защитить бытовую технику от перепадов напряжения в сети

Падение напряжения в электрических цепях

Падение напряжения в электрической цепи можно рассчитать по закону Ома как

U = RI (1)

, где

U = падение напряжения (вольт, В) )

R = электрическое сопротивление в электрической цепи (Ом, Ом)

I = ток (амперы, A)

Пример — Падение напряжения

Падение напряжения в линии электропередачи 100 футов :

Электрическое сопротивление в цепи можно рассчитать

R = (1.02 Ом / 1000 футов) (100 футов) 2

= 0,204 Ом

Падение напряжения в цепи можно рассчитать с помощью (1)

U = ( 0,204 Ом ) (10 ампер)

= 2,04 вольт

Круговые милы и падение напряжения

Падение напряжения также можно рассчитать с использованием милов, например

U = KPLI / A (2)

где

K = удельное сопротивление ( Ом — круговые милы / фут)

P = фазовая постоянная = 2 (для однофазной) = 1.732 (для трехфазного)

L = длина провода (футы)

A = площадь провода (круглые милы)

Удельное электрическое сопротивление для различных материалов проводов

• Твердая медь, К = 11 (температура 77 ^o F — 121 ^o F), K = 12 (температура 122 ^o F — 167 ^o F)
• Твердый алюминий, K = 18 (температура 77 ^o F — 121 ^o F), K = 20 (температура 122 ^o F — 167 ^o F)
• Многожильный медный, K = 11 (температура 77 ^o F — 121 ^o F) , K = 12 (температура 122 ^o F — 167 ^o F)
• Многожильный алюминий, K = 19 (температура 77 ^o F — 121 ^o F), K = 20 (температура 122 ^o F — 167 ^o F)

Пример — Удельное сопротивление и падение напряжения

При значениях из приведенного выше примера падение напряжения ок. n рассчитывается как

U = (11 Ом — круговые милы / фут) 2 (100 футов) (10 A) / (10400 мил)

= 2.11 В

Медный проводник — Таблица падения напряжения

Падение напряжения в медном проводнике можно оценить с помощью

U = f IL (3)

, где

f = коэффициент из таблицы ниже

I = ток (амперы)

L = длина проводника (футы)

0,0323

9016 0,02 902

902 9016 9016

902

902 902

902 902

Размер		Фактор — f —
AWG
		Однофазный	Трехфазный
14	2.08	0,476	0,42
12	3,31	0,313	0,26
10	5,26	0,196	0,17	0,196	0,17	0,196	0,17
6	13,3	0,0833	0,071
4	21,2	0,0538	0,046
3		0.0431	0,038
2	33,6	0,0323	0,028
1	42,4	0,0323	0,028	0,028
2/0	67,4	0,0222	0,020
3/0	85,0	0,019	0,016
4/0	107.2	0,0161	0,014
250		0,0147	0,013
300		0,0131	0,011
0,011
0,0115	0,009
500		0,0101	0,009

.Проблема падения напряжения инвертора

— как решить

Всякий раз, когда в инверторе используется ШИМ для включения синусоидального выхода, падение напряжения инвертора становится серьезной проблемой, особенно если параметры рассчитываются неправильно.

На этом веб-сайте вы могли встретить множество концепций синусоидальных и чистых синусоидальных инверторов, использующих ШИМ-каналы или интеграции SPWM. Хотя эта концепция работает очень хорошо и позволяет пользователю получить требуемые выходные сигналы, эквивалентные синусоиде, они, похоже, борются с проблемами падения выходного напряжения под нагрузкой.

В этой статье мы узнаем, как исправить это с помощью простого понимания и расчетов.

Сначала мы должны понять, что выходная мощность инвертора — это просто произведение входного напряжения и тока, подаваемого на трансформатор.

Поэтому здесь мы должны убедиться, что трансформатор правильно рассчитан для обработки входного питания, чтобы он давал желаемый выходной сигнал и мог выдерживать нагрузку без каких-либо падений.

Из следующего обсуждения мы попытаемся проанализировать с помощью простых вычислений метод, позволяющий избавиться от этой проблемы путем правильной настройки параметров.

Анализ выходного напряжения в преобразователях прямоугольной формы

В схеме преобразователя прямоугольной формы мы обычно находим форму волны, показанную ниже, на силовых устройствах, которые подают ток и напряжение на соответствующую обмотку трансформатора в соответствии со скоростью проводимости МОП-транзистора с использованием этого прямоугольная волна:

Здесь мы видим, что пиковое напряжение составляет 12 В, а рабочий цикл составляет 50% (равно времени включения / выключения сигнала).

Чтобы продолжить анализ, нам сначала нужно найти среднее напряжение, индуцированное на соответствующей обмотке трансформатора.

Предположим, что мы используем центральный отвод 12-0-12 В / 5 ампер, и предположим, что к одной из обмоток 12 В приложено напряжение 12 В при 50% рабочем цикле, тогда мощность, индуцированная внутри этой обмотки, может быть рассчитана следующим образом:

12 x 50% = 6 В

Это становится средним напряжением на затворах силовых устройств, которые, соответственно, приводят в действие обмотку трафарета с такой же скоростью.

Для двух половин обмотки трафарета мы получаем 6В + 6В = 12В (объединяя обе половинки трафо центрального отвода.

Умножение этого 12 В на полную токовую нагрузку 5 А дает нам 60 Вт

Теперь, поскольку фактическая мощность трансформатора также составляет 12 x 5 = 60 Вт, это означает, что мощность, индуцированная в первичной обмотке, заполнена, и, следовательно, выход также будет заполнен, позволяя выходу работать без падения напряжения под нагрузкой.

Эти 60 Вт равны фактической мощности трансформатора, то есть 12 В x 5 А = 60 Вт. поэтому выходной сигнал трафарета работает с максимальной силой и не снижает выходное напряжение, даже если подключена максимальная нагрузка 60 Вт.

Анализ выходного напряжения инвертора на основе ШИМ

Теперь предположим, что мы применяем прерывание ШИМ на затворах силовых МОП, скажем, со скоростью 50% рабочего цикла на затворах МОП-транзисторов (которые уже работают с коэффициентом заполнения 50% от основного генератора, как обсуждалось выше)

Это снова означает, что на ранее рассчитанное среднее значение 6 В теперь дополнительно влияет подача ШИМ с коэффициентом заполнения 50%, что снижает среднее значение напряжения на затворах МОП-транзистора до :

6 В x 50% = 3 В (хотя пик все еще составляет 12 В)

Объединяя это среднее значение 3 В для обеих половин обмотки, мы получаем

3 + 3 = 6 В

Умножение этого 6 В на 5 ампер дает 30 Вт.

Ну, это на 50% меньше, чем рассчитан трансформатор.

Следовательно, при измерении на выходе, хотя выход может показывать полные 310 В (из-за пиков 12 В), но под нагрузкой это может быстро упасть до 150 В, так как среднее напряжение первичной обмотки на 50% меньше номинального значения. .

Чтобы исправить эту проблему, мы должны работать с двумя параметрами одновременно:

1) Мы должны убедиться, что обмотка трансформатора соответствует среднему значению напряжения, подаваемому источником с помощью прерывания ШИМ,

2) и току обмотка должна быть соответственно определена так, чтобы выходной переменный ток не падал под нагрузкой.

Давайте рассмотрим наш вышеупомянутый пример, где введение 50% ШИМ привело к уменьшению входного сигнала на обмотку до 3 В, чтобы усилить и решить эту ситуацию, мы должны убедиться, что обмотка трафарета должна быть соответственно рассчитана на 3 В. Следовательно, в этой ситуации трансформатор должен быть рассчитан на 3-0-3 В

Токовые характеристики трансформатора

С учетом вышеупомянутого выбора схемы 3-0-3 В, а также с учетом того, что выходная мощность от сети предназначена для работы с мощностью 60 Вт. нагрузка и постоянное 220 В, нам может потребоваться, чтобы первичная обмотка трактора была рассчитана на 60/3 = 20 ампер, да, это 20 ампер, которые потребуются трафарету, чтобы гарантировать, что 220 В поддерживается при полной нагрузке 60 Вт. прилагается к выходу.

Помните, что в такой ситуации, если выходное напряжение измеряется без нагрузки, можно увидеть аномальное увеличение значения выходного напряжения, которое может превышать 600 В. Это может произойти, потому что, хотя среднее значение, наведенное на МОП-транзисторы, составляет 3 В, пиковое значение всегда составляет 12 В.

Но не о чем беспокоиться, если вы случайно увидите это высокое напряжение без нагрузки, потому что оно быстро упадет до 220 В, как только будет подключена нагрузка.

Сказав это, если пользователям неприятно видеть такой повышенный уровень напряжения без нагрузки, это можно исправить, дополнительно применив схему регулятора выходного напряжения, которую я уже обсуждал в одном из своих предыдущих постов, вы можете эффективно применить то же самое. с этой концепцией тоже.

В качестве альтернативы, повышенное напряжение можно нейтрализовать, подключив к выходу конденсатор 0,45 мкФ / 600 В или любой конденсатор аналогичного номинала, который также поможет отфильтровать ШИМ в плавно меняющуюся синусоидальную форму.

Проблема с высоким током

В рассмотренном выше примере мы увидели, что при 50% -ном прерывании ШИМ мы вынуждены использовать схему 3–0–3 В для источника питания 12 В, вынуждая пользователя выбирать ток 20 А. Трансформатор просто получить 60 Вт, что выглядит совершенно неразумно.

Если 3V требует 20 ампер для получения 60 ватт, это означает, что 6V потребует 10 ампер для выработки 60 ватт, и это значение выглядит вполне управляемым ……. или, чтобы сделать его еще лучше, 9V позволит вам работать с трафаретом 6,66 А, что выглядит еще более разумно.

Приведенное выше утверждение говорит нам, что если средняя индукция напряжения на обмотке канала связи увеличивается, требования по току снижаются, а поскольку среднее напряжение зависит от времени включения ШИМ, просто подразумевается, что для достижения более высоких средних напряжений на обмотке канала связи Во-первых, вам просто нужно слишком увеличить время включения ШИМ, это еще один альтернативный и эффективный способ правильно усилить проблему падения выходного напряжения в инверторах на основе ШИМ.

Если у вас есть какие-либо конкретные вопросы или сомнения относительно темы, вы всегда можете воспользоваться полем для комментариев ниже и записать свое мнение.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.