Защита от перенапряжения в сети

С началом грозы принято отключать дорогостоящие бытовые приборы из розетки, а ethernet кабели от компов. Это необходимо, дабы защитить их от внезапного удара молнии в ЛЭП и выхода из строя из-за перенапряжения. Но есть метод еще удобнее — установить на ввод в квартиру устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Предпосылки и последствия импульсных перенапряжений сети

Импульсные перенапряжения представляют опасность для бытовых электроприборов. Предпосылки данного явления делятся на 2 категории:

1. Атмосферные перенапряжения (молнии). Разряд попадает в линию электропередач. Потом высочайший потенциал следует до розеток потребителей и выводит домашнюю электронику из строя.
2. Техногенные перенапряжения. Неисправность контура молниезащиты. Пробой изоляции между сетями высокого и низкого напряжения.

Независимо от предпосылки, в квартирных розетках формируется разность потенциалов в несколько тыщ вольт. Импульс продолжается толики секунды. Но этого довольно дабы разрушить чувствительные электронные платы, микросхемы и микропроцессоры.

Зачем необходимо УЗИП

Задачка УЗИП состоит в защите электроприборов от перенапряжения. Устройство бережет бытовую сеть от скачков тока в следующих случаях:

• проблемы на трансформаторной подстанции и замыкания ВВ проводов на НВ линию;
• прямое попадание грозового разряда в ЛЭП;
• разряд молнии поблизости воздушных линий электроснабжения либо жилых построек.

Строение и механизм работы УЗИП

Механизм работы УЗИП основан на зависимости его сопротивления от приложенного к контактам напряжения. К примеру, если вольтаж в сети равен обычным 220 В, то сопротивление устройства составляет порядка 1-100 Мом. Если напряжение увеличивается до критичного уровня, то УЗИП резко понижает сопротивление до единиц ом и шунтирует квартиру от чрезвычайно больших токов.

Снутри устройства имеется полупроводниковый элемент — варистор. Конкретно он за несколько микросекунд сбрасывает сопротивление до малых значений.

Дополнительная информация. Варистор — это круглая, светло-синяя либо темная радиодеталь с 2-мя ножками. Ее поперечник составляет от 7 до 30 мм. Варистор нередко встречается в бытовой технике. Он врубается между фазным и нулевым проводами электроприбора либо впаивается в его плату. В случае с бытовой техникой варистор также служит для защиты от перенапряжения, только не всей квартиры, а определенного бытового устройства, в каком он установлен.

Виды УЗИП

Имеющиеся УЗИП отличаются по быстроте срабатывания. Различия объясняются неодинаковыми конструкциями и механизмами работы устройств. Потому принято выделять 3 вида устройств молниезащиты:

1. Искровые промежутки (разрядники). Представляют собой зазор между электродами.
2. Варисторные ограничители перенапряжения (ОПН). Полупроводниковые устройства. Резко понижают сопротивления при возрастании напряжения. Встречаются в УЗИП, устанавливаемых в квартирные щитки, на платах домашней техники и на опорах ЛЭП.
3. Комбинированные устройства. Соединяют внутри себя оба из перечисленных типов устройств.

Искровые промежутки (разрядники)

Более старенькый и обычной тип защиты от перенапряжения. Обычно, разрядники применяются в трансформаторных подстанциях и распределительных устройствах. На таких объектах вероятны большие скачки напряжения при коммутационных процессах.

Имеется 2 электрода. Один подключается к заземлению. 2-ой к защищаемой полосы. Пока разность потенциалов между электродами находится в границах нормы, разрядник обладает огромным сопротивлением воздуха. Как напряжение между электродами превосходит данный уровень, происходит пробой воздушного промежутка (пролетает искра). Разрядник на толики секунды сбрасывает сопротивление.

Напряжение срабатывания разрядника регулируется расстоянием между электродами. Чем оно больше, тем выше вольтаж, при котором произойдет пробой воздушного промежутка.

Принципиально! Если длительно перейти в помещении в синтетической куртке, а позже прикоснуться к чему-то железному, то между пальцем и стальным предметом пропархает искра. Произойдет пробой воздушного промежутка между заряженной от трения курткой и стальным предметом. Разрядники работают по аналогичному принципу.

Варисторные ограничители перенапряжения

Низковольтный вариант данного устройства применяется в квартирных электрощитах. Для этого на корпусе предвидено стандартное крепление под DIN-рейку. Устройство работает с напряжениями 220/380 В и защищает от перенапряжения отдельную квартиру либо трехфазного потребителя.

Высоковольтный вариант устанавливается на полосы 10 кВ и выше. Обладает сравнимо большенными размерами и массивным глиняним корпусом белоснежного либо кофейного цвета. Данный ограничитель импульсных перенапряжений еще именуют вентильным разрядником (не путать с искровым промежутком).

Комбинированные устройства

Комбинированные УЗИП соединяют плюсы от перечисленных выше защитных устройств. Главные из них таковы:

1. Низкое напряжение срабатывания варисторных ОПН. Как следствие, высочайшая чувствительность к самым малозначительным превышениям напряжения.
2. Большая рассеиваемая мощность искровых разрядников. Некоторые модели в состоянии пропускать токи в 10-ки килоампер.

Классы УЗИП

Разные модели УЗИП отличаются по типу защищаемого потребителя, месту установки и техническим требованиям. Потому их принято делить на 3 класса.

Маркировка защитного устройства

Для правильного выбора и установки устройства нужно ознакомиться с его маркировкой. Она представлена в буквенно-цифровом виде и находится на корпусе УЗИП. Расшифровка обозначений приведена ниже.

• L/N — винтообразные клеммы для подключения кабелей защищаемой сети;
• знак «земля» — клемма для подключения нулевого защитного проводника;
• зеленоватый флаг на корпусе — показывает на исправность устройства;
• Un — номинальное рабочее напряжение защищаемой сети;
• Umax — предельное допустимое напряжение;
• 50 Гц — частота тока;
• In — номинал разрядного тока;
• Imax — предельный разрядный ток, который в состоянии выдержать устройство;
• Uр — напряжение срабатывания УЗИП.

Схемы подключения

Для подключения защитного устройства недостаточно ознакомления с его чертами. Дополнительно следует учитывать и характеристики питающей сети. В странах СНГ более распространены такие ее виды:

• однофазовая, TN-S;
• однофазовая, TN-C;
• трехфазная, TN-S;
• трехфазная, TN-C;

УЗИП с однофазовым питанием и системе TN-S

На картинке ниже представлена схема подключения. УЗИП врубается после вводного автоматического выключателя. Как фазный, так и нулевой провод, на защитное устройство поступает с автомата. Заземляющий же проводник идет с PE клеммника.

УЗИП с однофазовым питанием по системе TN-C

Применяется однополюсной устройство. Заземляющий проводник отсутствует. Потому устройство защиты от перенапряжений подключается между фазным и нулевым. При критичном скачке напряжения в L проводе излишний ток, минуя квартиру, потечет в N провод.

УЗИП с трехфазным питанием и по системе TN-S

Устройство защиты устанавливается после вводного автомата. Если поставить его после счетчика, то в случае удара молнии дорогой устройство учета выйдет из строя. Все 3 фазы поступают на УЗИП в согласовании с маркировкой его клемм. При таком подключении стабильность напряжения контролируется не только лишь между фазой и землей, но и между отдельными фазами.

УЗИП с трехфазным питанием по системе TN-C

В трехфазной сети лучше применять модульное устройство защиты на 3 полюса. Но по мере надобности допустимо пользоваться и 3 однофазовыми УЗИП. Независимо от комплектации уровень напряжения будет контролироваться между всеми фазными проводниками и нулем.

Автоматы либо предохранители перед УЗИП

На вводе в всякую квартиру в неотклонимом порядке устанавливается устройство защиты от КЗ либо перегрузки по току. Ранее применялись пробки (плавкие вставки). На данный момент в ходу автоматические выключатели.

УЗИП устанавливается после этих устройств. При превышении напряжения оно замыкает свои контакты. Дальше появляется большой ток недлинного замыкания. Если перед УЗИП стоит плавкая вставка, то она перегорит. Ее нужно будет поменять новейшей. Если автоматический выключатель, то он сработает, и его довольно будет просто включить.

В контексте ОИН спецы советуют конкретно плавки вставки. Разъясняется это простотой их устройства и наименьшими рисками перекрытия высочайшим напряжениям. Другими словами если под превышенным потенциалом окажется автомат, другими словами риск, что снутри него появляется дуга, и он не выполнит защитную функцию. С плавким предохранителем такая опасность мала. Но они владеют наименьшей быстротой деяния чем автоматы.

Принципиально! Не следует чинить пробки и изготавливать так именуемые «жучки». Это стремительно, недорого и просто, но временами приводит к суровым последствиям. В эталоне лучше иметь пробки на припас либо установить автоматические выключатели.

Ошибки монтажа УЗИП

При правильной установке защитное устройство гарантирует безопасность бытовых электроприборов. Распространенные примеры ошибок при монтаже УЗИП следующие:

1. Установка УЗИП в щиток с неисправным заземлением. Для работы устройство просит надежной земли. Потому перед установкой нужно убедиться в исправности заземления.
2. Неверное подключение с нарушением схемы. Корректно подключить УЗИП может только человек, разбирающийся в электрике. В случае затруднений следует обратиться к типовым схемам в технической документации на устройство.
3. Использование защитного аппарата, не подходящего по классу. При ударе молнии такое устройство в наилучшем случае выйдет из строя. В худшем оно пропустит высочайшее напряжение в квартирную электрическую сеть.

В подавляющем большинстве случаев УЗИП защитит ваш дом от импульсных перенапряжений. Они появляются в итоге ударов молнии поблизости ЛЭП либо аварий на трансформаторных подстанциях. Подобные вещи нереально предсказать заблаговременно, потому защита от перенапряжений пойдет на пользу хоть какому электрощиту.

Независимо от того, приобретается УЗИП для личного дома либо квартиры, следует направить внимание на его класс. Другие принципиальные характеристики — это малое напряжение срабатывания, предельный импульсный ток КЗ и количество защищаемых фаз. Более значимо верно избрать схему подключения устройства к сети.

Защита электрических сетей от перенапряжения

Перенапряжение – это превышение максимально допустимого уровня напряжения в сети на 10 и поболее процентов.

Зависимо от типа сети допустимые по нормативам значения варьируются в спектре:

• однофазовая электросеть – от 198 до 242 вольт;
• трехфазная электросеть – от 342 до 418 вольт.

Если напряжения превосходит данные характеристики, то речь уже идет о перенапряжении сети и необходимо принимать защитные меры.

Опасность перенапряжения

Опасность перенапряжение заключается в том, что оно может вызвать в сбои в работе электрооборудования и привести к частичной либо полной его поломке. Оно может стать предпосылкой сгорания холодильников, стиральных машин, телевизоров, компов и других бытовых устройств.

Необходимо отметить, что поломка домашней техники – это не самое ужасное последствие перенапряжения. Оно может стать предпосылкой возгорания помещения и человечьих смертей, потому принципиально применять средства защиты и обезопасить домашнюю электросеть.

Предпосылки появления перенапряжения

Более распространенная причина перенапряжения – это отгорание либо обрыв нулевого провода, что приводит к тому, что ток циркулирует между фазами и часть потребителей получает пониженное напряжение, а часть – завышенное.

Также нередко предпосылкой перенапряжения становится ошибка при подключении кабеля в распределительном щитке – нулевой провод врубается на место фазного и в квартиру заместо положенных 220 вольт поступает 380.

Значительную опасность для сети представляет разряд молнии в полосы электропередач. В итоге ударе появляется импульсное перенапряжение, достигающее нескольких тыщ вольт. Бывают случаи перенапряжения из-за сбоев на электрических подстанциях.

Методы защиты от перенапряжения

Для защиты от завышенного напряжения применяются следующие устройства:

• стабилизаторы напряжения;
• реле напряжения;
• ДПН+УЗО;
• УЗИП.

Остановимся на каждом устройстве подробнее.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы обеспечивают надежную защиту сети от перенапряжения. Если напряжение выходит за максимально допустимый спектр, то стабилизатор отключает присоединенную группу от сети. Когда напряжения нормализируется, то регулятор включает питание опять. Современные стабилизаторы оснащаются мониторами, отображающими текущее напряжение и показывающими график его скачков.

В продаже можно повстречать разные типы этих устройств:

• релейные;

• феррорезонансные;

• электромеханические;

• симисторные.

Есть разные схемы монтажа регуляторов. Сбалансированный вариант – это установка устройства на каждый электроприёмник, который нужно защитить. Эта схема хороша тем, что для каждого потребителя можно подобрать подходящий по точности и мощности стабилизатор. Естественно, этот вариант и самый дорогой, потому в большинстве случаев один стабилизатор устанавливается на группу либо на всю квартиру. Его мощность рассчитывается методом суммирования мощности всех устройств.

Реле напряжения

Установка реле – это тоже достаточно действенный метод обезопасить домашнюю сеть. При огромных перепадах напряжения, реле автоматом отключает потребителя, а при стабилизации – включает. Современные защитные реле выпускаются с процессорами, которые позволяют проводить более узкую настройку устройства.

Реле, как и стабилизаторы, можно устанавливать на отдельные приборы, на группы и на всю домашнюю сеть. При защите отдельного устройства, он подключается к реле, а оно уже к сети питания. При защите всего дома либо группы устройств, реле устанавливается на распределительном щитке.

Датчик завышенного напряжения (ДПН) + устройство защитного отключения (УЗО)

ДНП – это датчик завышенного напряжения, а УЗО – устройство защитного отключения. ДНП проводит мониторинг работы сети и если значения напряжения превосходят норму, то УЗО размыкает сеть.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

УЗИП – это устройство защиты от импульсных напряжений. УЗИП применяется для защиты сети от импульсного перенапряжения, в особенности, от попадания молнии в ЛЭП. Устройство можно устанавливать, как на часть, так и на всю сеть.

В последнем случае УЗИП устанавливается около каждого электрического потребителя и на вводе в электрический щит.

Видео: Реле напряжения. Защита от перепадов (скачков) напряжения.