В современных бытовых приборах используется чувствительная электроника, что делает эти устройства уязвимыми перед перепадами напряжения. Поскольку устранить их не представляется возможным, необходима надежная защита. К сожалению, ее организация не входит в сферу обязанностей службы ЖКХ, поэтому заниматься этим вопросом приходится самостоятельно. Благо защитные устройства приобрести сегодня не проблема. Прежде чем перейти к описанию и принципу действия таких приборов, кратко расскажем о причинах, вызывающих скачки напряжения, и их последствиях.

Что такое перепад напряжения и его природа?

Под этим термином подразумевается краткосрочное изменение амплитуды напряжения электросети, с последующим восстановлением, близким к первоначальному уровню. Как правило, длительность такого импульса исчисляется я миллисекундами. Существует несколько причин для его возникновения:

1. Атмосферные явления в виде грозовых разрядов, они способны вызвать перенапряжение в несколько киловольт, что не только гарантированно выведет электроприборы из строя, а и может стать причиной пожара. В данном случае жителям многоэтажек проще, поскольку организация защиты от таких предсказуемых явлений входит в обязанности поставщиков электричества. Что касается частных домов (особенно с воздушным вводом), то их жильцы должны самостоятельно заниматься этим вопросом или обращаться к специалистам.
2. Скачки при коммутационных процессах, когда происходит подключение-отключение мощных потребителей.
3. Электростатическая индукция.
4. Подключение определенного оборудования (сварка, коллекторный электродвигатель и т.д.).

На рисунке ниже наглядно продемонстрирована величина грозового (U гр) и коммутационного импульса (U к) по отношению к номинальному напряжению сети (U н).

Для полноты картины следует упомянуть и о долгосрочном повышении и понижении напряжения. Причиной первого является авария на линии, в результате которой происходит обрыв нулевого провода, что вызывает повышение до 380 вольт (если быть точным, то). Нормализовать ситуации никакими приборами не получится, потребуется ждать устранения аварии.

Длительное снижение напряжения можно часто наблюдать в сельской местности или дачных поселках. Это связано с недостаточной мощностью трансформатора на подстанции.

В чем заключается опасность перепадов?

В соответствии с допустимыми нормами, допускается отклонение от номинала в диапазоне от -10% до +10%. При скачках напряжение может существенно выйти за установленные границы. В результате блоки питания бытовой техники подвергаются перегрузке и могут выйти из строя или существенно сократить свой ресурс. При высоких или длительных перепадах велика вероятность возгорания проводки, и, как следствие, пожара.

Пониженное напряжение также грозит неприятностями, особенно к этому критичны компрессоры холодильных установок, а также многие импульсные блоки питания.

Защитные устройства

Существует несколько видов защитных устройств различающихся как по функциональности, так и по стоимости, одни из них обеспечивают защиту только одному бытовому прибору, другие – всем имеющимся в доме. Перечислим хорошо зарекомендовавшие себя и наиболее распространенные защитные устройства.

Сетевой фильтр

Наиболее простой и доступный по деньгам вариант защиты маломощного бытового оборудования. Отлично зарекомендовал себя при бросках до 400-450 вольт. На более высокие импульсы устройство не рассчитано (в лучшем случае оно примет удар на себя, спасая дорогостоящую аппаратуру).

Основной элемент защиты у такого устройства – варистор (полупроводниковый элемент изменяющий сопротивление в зависимости от приложенного напряжения). Именно он выходит из строя при импульсе более 450 В. Вторая важная функция фильтра – защита от высокочастотных помех (возникают при работе электродвигателя, сварки и т.д.) отрицательно влияющих на электронику. Третьим элементом защиты является плавкий предохранитель, срабатывающий при КЗ.

Не следует путать фильтры с обычными удлинителями, которые не обладают защитными функциями, но похожи по внешнему виду. Чтобы различить их достаточно посмотреть паспорт изделия, где приведены полные характеристики. Отсутствие такового должно само по себе вызывать подозрение.

Стабилизатор

В отличие от предыдущего типа приборы этого класса позволяют нормализовать напряжение в соответствии с номинальным. Например, установив границу в пределах 110-250 В, на выходе устройства будет стабильные 220 В. Если напряжение выйдет за пределы допустимого, прибор отключит питание и возобновит его подачу после нормализации работы электросети.

В некоторых случаях (например, в сельской местности) установка стабилизатора является единственным способом повысить напряжение до необходимой нормы. Бытовые стабилизаторы выпускают двух модификаций:

• Линейные. Они предназначены для подключения одного или нескольких бытовых приборов.
• Магистральные, устанавливаются на входе электросети здания или квартиры.

И первые, и вторые следует подбирать исходя из мощности нагрузки.

Источники бесперебойного питания

Основное отличие от предыдущего типа является возможность продолжения подачи питания подключенного устройства после срабатывания защиты или полного отключения электричества. Время работы в таком режиме напрямую зависит от емкости аккумуляторной батареи и мощности нагрузки.

В быту эти устройства в основном используются для подключения стационарных компьютеров, чтобы при проблемах с электросетью не потерять данные. При срабатывании защиты ИБП будет продолжать подачу питания в течение определенного времени, как правило, не более получаса (зависит характеристик устройства). Этого времени вполне достаточно, чтобы сохранить необходимые данные и корректно отключить компьютер.

Современные модели ИБП могут самостоятельно управлять работой компьютера через USB интерфейс, например, закрыть текстовый редактор (предварительно сохранив открытые документы), после чего произвести отключение. Это довольно полезная функция, если пользователь при срабатывании защиты не находился рядом.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Все перечисленные выше приборы обладают общим недостатком, у них не реализована действенная защита от импульса высокого напряжения. Если таковой произойдет, он, практически гарантированно выведет такие устройства из строя. Следовательно, защита должна быть организована таким образом, чтобы после срабатывания можно было оперативно привести ее в рабочее состояние. Этому требованию, как нельзя лучше отвечают УЗИП. На их основе организуется многоуровневая система защиты внутренних линий частного дома.

Одна из принятых классификаций таких устройств показана в таблице.

Таблица 1. Классификация УЗИП

Категория	Применение
В (I)	Обеспечивают защиту при прямом попадании грозового разряда по системе молниезащиты. Место установки – вводно-распределительное устройство или главный распределительный щит. Основная нормирующая характеристика – величина импульсного тока.
С (II)	Защищают токораспределительную сеть от коммутационных импульсов, а также играют роль второго защитного уровня при грозовом разряде. Место установки – распределительный щит.
D (III)	Обеспечивают последний уровень защиты, при которой к потребителям не допускаются остаточные броски напряжения и дифференциальные перенапряжения. Помимо этого обеспечивается фильтрация высокочастотных помех. Установка производится перед потребителем. Могут быть выполнены в виде модуля под розетку, удлинителя и т.д.

Пример организации трехуровневой защиты продемонстрирован ниже.

Конструктивные особенности УЗИП.

Устройство представляет собой платформу (С на рис. 6) со сменным модулем (В), внутри которого находятся варисторы. При их выходе из строя индикатор (А) изменит цвет (в приведенной на рисунке модели на красный).

УЗИП Finder (категория II)

Внешне устройство напоминает автоматический выключатель, крепление – такое же (под DIN рейку).

Особенностью УЗИП является необходимость замены модулей при выходе варисторов из строя (что довольно просто). Конструкция модулей выполнена таким образом, что установить их на платформу с другим номиналом невозможно. Единственный серьезный недостаток связан с характерными особенностями варисторов. Им необходимо время, чтобы остыть, многократное попадание грозового разряда существенно усложняет этот процесс.

Защитное реле

В завершении рассмотрим реле контроля напряжения (РКН), эти устройства способны обеспечить защиту бытовых приборов от коммутационных импульсов, перекоса фаз, а также пониженного напряжения. С грозовыми импульсами они не справятся, поскольку на это не рассчитаны. Их сфера применения – защита внутренней сети квартиры, то есть там, где обеспечение грозозащиты входит в обязанности электрокомпаний.

Приборы могут устанавливаться во входном щитке, непосредственно, после электросчетчика, для этого предусмотрено крепление под DIN рейку.

Помимо этого выпускаются модификации приборов в виде удлинителей питания и модулей под розетку.

Данные устройства могут произвести только защитное отключение сети, при выходе напряжения за указанные пределы (устанавливается кнопками управления), после нормализации электросети производится ее подключение. Стабилизация и фильтрация не производятся.

Предостережения

Не следует доверять защиту своего дома самодельным конструкциям, в бытовых условиях бывает проблематично настроить собранную схему и протестировать ее работу в критических режимах.

Не имея практического опыта в организации грозозащиты, не стоит пытаться реализовать ее самостоятельно, эту работу лучше доверить профессионалам. Рекомендуем рассматривать эту часть статьи как информационную.

Все манипуляции с электрощитом, приборами и проводкой необходимо проводить только при отключенном электропитании.

Могут вылезать из строя бытовые приборы: электрические лампочки, различные нагревательные приборы, электродвигатели холодильников и других приборов, радиоаппаратура и т.д.Предлагаю автомат, который контролирует состояние электрической сети и автоматически отключает и выключает нагрузку. Нагрузка будет включаться в работу только при нормальном состоянии электрической сети.Пороговая схема запитывается от сети через гасящие резисторы R3, R4 и диоды VD1...VD4. Стабилитрон VD8 служит для стабилизации напряжения питания схемы. Изменяющееся напряжение сети поступает через диодный мостик VD1...VD4 на делитель R1, R2. С движка резистора R2, который устанавливает напряжение срабатывания устройства, управляющее напряжение подается через диод VD5 на базу транзистора VT1. Реле поворотов на тиристоре схемы Стабилитрон VD6 служит для защиты транзистора от больших напряжений. При напряжении в сети больше нормы, напряжение на базе транзистора повышается, он открывается и включает реле К1. Контакты К1.1 замыкаются, срабатывает реле К2 и отключает контактами К2.1 нагрузку.После восстановления напряжения в электрической реле К1 обесточивается, отключает реле К2, которое контактами К2.1 включает нагрузку.Светодиоды VD10, VD12 служат для индикации состояния устройства.Реле К2 - любое с рабочим напряжением обмотки 220 В, К1 -также любое из серии РЭС-9.Налаживание устройства сводится к установке резистором R2 напряжения срабатывания автомата.Н. Басенков, г. Добруш...

Для схемы "УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ"

Бытовая электроникаУСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ А.ПАКАЛО, 340074, Украина, г.Донецк-74, ул. Волго-Донкая, 7"г" - 5, тел.22-26-93.Предлагаю простое устройство, которое в случае аварии электросети защитит телевизор, видеомагнитофон, холодильник и т.д. от перенапряжения. Как правило, при аварии в сети присутствует напряжение 380 В (действующее значение), приносящее все неприятности. При подобной ситуации устройство защиты от перенапряжения срабатывает, создавая короткое замыкание. "Выбитые" пробки (плавкие или автоматические) прекращают подачу электроэнергии в квартиру.Схема устройства приведена на рисунке.Напряжение срабатывания защиты приближенно равно 255 В.В реальности напряжение срабатывания несколько больше из-за наличия в пороговой цепи резистора R1. Этим резистором можно в некоторых пределах изменять напряжение срабатывания. В авторском варианте Ucp=270 В. К174КН2 микросхема Конденсаторы С1 и С2 образуют с R1 RC-цепочку, которая препятствует срабатыванию устройства при импульсных выбросах в сети Схема работает следующим образом. При напряжении в до 270 В стабилитроны VD3, VD4 закрыты. Также закрыты и тиристоры VS1, VS2. При превышении действующего значения напряжения более 270 В открываются стабилитроны VD3, VD4, и на управляющие электроды тиристоров VS1, VS2 поступает открывающее напряжение. В зависимости от полярности подупериода сетевого напряжения, ток проходит либо через тиристор VS1, либо через VS2. Когда ток превышает 10 А, срабатывают автоматические выключатели (пробки), обезопасив электроприборы от перегорания.Настраивать устройство не требуетсяБез конденсаторов С1 и С2 пора срабатывания не превышает одного полупериода напряжения сети, однак...

Для схемы "Автомат защиты от перенапряжения"

Предлагаемый автомат отключает нагрузку и отключается сам при напряжении в больше предельно допустимого и при периодическом его пропадании ("моргании" света).При нажатии кнопки SB1 "Вкл" на реле К1 поступает сетевое напряжение через контакты К2.1 с разъема Х1. Реле срабатывает и самоблокируется контактами К1.1. Через контакты К1.2 сетевое напряжение поступает через диод VD5 на делитель R3-R4, на разъем Х2 "Нагрузка" и на трансформатор Т1, который служит для питания самого автомата. С движка резистора R4, который устанавливает напряжение срабатывания устройства, управляющее напряжение подается через диод VD6 на базу транзистора VT1. Стабилитрон VD7 служит для защиты транзисторов от больших напряжений. При напряжении в больше нормы, напряжение на базе составного транзистора VT1-VT2 повышается, он открывается и включает реле К2. Простой регулятор тока Контакты К2.1 размыкаются, реле К1 обесточивается и отключает контактами К1.2 нагрузку и сам автомат. При кратковременном пропадании напряжения в также разблокировывается реле К1 и отключает нагрузку. Для включения требуется снова нажать кнопку SB1. Светодиоды VD3 и VD4 служат для индикации состояния устройства.Реле К1 - любое с рабочим напряжением обмотки 220 В, К2 - также любое из серий РЭС-9, РЭС-22 с напряжением срабатывания на 2...3 В ниже питающего напряжения.Т1 - сетевой, малогабаритный, с напряжением на вторичной обмотке 12...15 В.Налаживание сводится к установке резистором R4 напряжения срабатывания автомата.А.Лысунец, п.Возжаевка, Амурской обл....

Для схемы "Защита телефонной линии"

Для схемы "Индикация подключения электроприборов к сети 220 В"

Для схемы "ЗАЩИТА ИМПОРТНЫХ ТЕЛЕФОННЫХ АППАРАТОВ"

Для схемы "ЗАЩИТА РЭА ОТ БРОСКОВ НАПРЯЖЕНИЯ"

Для схемы "Защита аппаратуры от повышенного сетевого напряжения при помощи инте"

Для схемы "Сигнализатор уровня напряжения в сети"

Импортные телефонные аппараты и трубки в основном рассчитаны на телефонную сеть с напряжением 48 В. В сетях СНГ с напряжением 60 В они часто выходят из строя. Для снижения напряжения питания автор использует устройство, приведенное на рисунке.В качестве ограничителя используются стабилитроны VD1, VD2 типа Д814Д и резистор R1 типа МЛТ 0,5 Вт. Сопротивление резистора может меняться от 51 до 150 Ом в зависимости от длины линии.Устройство монтируется внутри телефонного аппарата, телефонной вилки или розетки.Литература 1. Кизлюк А. И. Справочник по устройству и ремонту телефонных аппаратов зарубежного и отечественного производства....

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Прибор не только осуществляет защиту по напряжению, но и:

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

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

Встроенный вольтметр, позволяющий просматривать действующие значение напряжения в сети.

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

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

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

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

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

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

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

РН-113 РН-112 РН-111М РН-101М РН-117

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

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

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

Реле напряжения РН-116

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

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

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

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

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

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

Защита от перенапряжения - это функция источника питания, которая отключает оборудование, когда напряжение превышает заданный параметр. Перенапряжения могут возникать в самом источнике или в распределительных сетях и длиться всего несколько миллисекунд, однако даже столь недолговременное проявление электромагнитных воздействий на бытовые приборы губительно, особенно для электронного оборудования, содержащего полупроводниковые компоненты.

Причины возникновения аварийных ситуаций в бытовой электросети

Основные факторы перегрузок в сети 220 и 380 Вольт:

• грозовые разряды, молнии - самые высокоэнергетические явления на Земле;
• неправильная эксплуатация оборудования и низкий уровень квалификации персонала электросети;
• нарушение правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок, в результате чего у потребителя будет не 220 В, а 380 В или менее 110 В;
• искра статического электричества;
• обрыв нулевого провода;
• импульсное напряжение из-за попадания грозы в линию электропередач;
• перепады тока в сети из-за одновременного включения большого количества приборов и оборудования.

Последствия перенапряжения в сети

Воздействие состояния перенапряжения может полностью вывести из строя электрооборудование, вызывать сбои в работе устройств, привести к пожарам, а порой и к взрывам. По количеству случаев второе место в стране занимают пожары, вызванные перенапряжениями в сети, когда ток мгновенно растет до сотни тысяч ампер, резко выделяется огромное количество тепла в электропроводке или приборах, с последующим воспламенением их изоляции или пластмассовых изделий.

Перепады напряжения губительно влияют на все бытовые электроприборы, защитить их можно только применяя специальное устройство защиты от перенапряжения.

Виды защитных устройств

Для борьбы с сетевыми перепадами напряжения существует много различных устройств, которые легко установить самостоятельно. Изделия помогают максимально эффективно защитить свой дом и близких людей от аварийных ситуаций, вызванных перенапряжением сети.

Существует несколько видов защитных устройств от перенапряжения:

1. Стабилизатор напряжения - контролирует размер сетевого напряжения.
2. Источник бесперебойного питания (ИБП) - устройство аварийного поддержания работоспособности оборудования при отключении основного источника, выполнен по принципу резервного аккумулятора. ИБП все же отличается от автономной системы питания, так как обеспечивает молниеносную защиту, питая прибор от энергии батарей. Время аварийной работы ИБП очень короткое (несколько минут), но этого достаточно для запуска другого источника или правильного отключения приборов от сети.
3. Автоматический выключатель - электрическое устройство с функциями, аналогичными функции плавкого предохранителя. Защита от перенапряжения сети самых простых выключателей обеспечивается соленоидом, который активируется чрезмерным увеличением тока. Малые автоматические выключатели широко используются вместо плавких предохранителей для защиты электрических систем в домах и квартирах.
4. Сетевой фильтр - защитное устройство со встроенной электронной схемой защиты от импульсных, низко- и высокочастотных сетевых помех путем их сглаживания.
5. Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) — устройство, защищающее оборудование от коммутационных перенапряжений и молний, является лучшим средством защиты.
6. Трансформаторы (понижающие и повышающие) - изменяют напряжение до рабочего, когда в сети наблюдается регулярная просадка или подъем напряжения, из-за чего приборы не могут функционировать в полную силу.
7. Устройства защитного отключения (УЗО) - наиболее распространенные средства защиты людей от опасности удара электрическим током при касании устройств и оборудования под напряжением, а также для защиты от пожара, вызванного токами утечки. Другие средства защиты эти функции выполнять не могут, так как реагируют только на перегрузку сетей.

Источники возникновения импульсных помех

Импульсная помеха (ИП) создается мгновенным всплеском напряжения в электросети с амплитудой более 4-6 тыс. В. ИП бывают в виде одиночного или множества (пачки) чередующихся импульсов. Это самая распространенная «болезнь» электросетей и наносит непоправимый вред электронным компонентам бытовой техники. Защита от ИП — питание оборудования с помощью сетевых фильтров. Другие системы защиты электрооборудования практически не настроены на защиту от ИП, поэтому не могут ее обеспечить.

Различают источники ИП:

1. Природные источники — удары молний поблизости с электросетями (воздушными или подземными), зона действия до 20 км.
2. Техногенные источники — процессы коммутации в период оперативного управления системами электропередач (включения/выключения) и аварийных ситуаций на трансформаторных подстанциях.

Согласно оперативным данным, наиболее часто встречаются ИП техногенного характера, что объяснимо уровнем изношенности сетей и большой потребительской нагрузкой.

Классы безопасности оборудования по защите от ИП

В зависимости от мощности импульса, оборудование по защите от ИП делится на классы:

• молниезащита - 0 (А);
• вводный щит для сооружения I (B);
• электрощиты для помещений - II (C);
• оборудование по ГОСТ- III (D).

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Различают УЗИП - варисторы и разрядники различных конструкций, обычно имеющие индикаторы, подающие сигнал об отключении. Варисторы обладают определенными недостатками: после срабатывания они должны остыть, что снижает уровень готовности грозозащиты при неоднократных ударах молний. Они крепятся на DIN-рейку, поэтому их легко заменить в случае необходимости.

Защита от перенапряжения и надежность применения устройства зависит от эффективности заземления с равными потенциалами TN-S или TN-CS, разделением защитного и 0-провода. УЗИП устанавливают с шагом 10 м по кабелю, чем обеспечивается расчетная последовательность срабатывания УЗИП.

На воздушных линях УЗИП устанавливается из разрядников и плавких вставок, в общем домовом щитке — варисторы кл. I, II, а на этажах — III кл. При необходимости дополнительной защиты розетки оборудуют в виде сетевых удлинителей.

Устройство защиты от скачков напряжения 220 вольт для дома

Защита от перенапряжения 220 В - это та задача, которую придется решать самим: думать головой и собирать защиту собственными руками. Современная бытовая и вычислительная техника безопасно работает от 190 до 240 В. Скачок напряжения создает разрушительные последствия для техники, когда напряжение мгновенно увеличивается в разы и резко падает.

Наиболее распространенные причины перенапряжения:

• одновременное отключение/включение большого количества приборов;
• повреждение 0-провода;
• попадание молнии в ЛЭП;
• обрыв провода внешним объектом;
• нарушения схемы подключения проводов в щите.

Промышленность выпускает большой список приборов, способных достаточно надежно обеспечить защиту от перенапряжения сети 220 В, бытовых приборов - от повреждения и высоких параметров сети:

1. РКН (реле контроля напряжения) устанавливаются, когда перепады напряжения - явление редкое. РКН - прибор, отключающий электрическую цепь при изменении разности потенциалов и включающий, когда параметры сети нормализуются, должен иметь собственную мощность, превышающую общую мощность подключенного оборудования.
2. ДПН (датчик перепадов напряжения) срабатывает при изменении разности потенциалов. ДПН вызывает утечку тока, ее обнаруживает уже другой автомат - УЗО, он же и отключает сеть.

Стабилизаторы напряжения

Для нормальной эксплуатации электрического оборудования напряжение должно поддерживаться в диапазоне от 190 В и до 240 В. Защита от импульсных перенапряжений происходит при превышении допустимых параметров, например вызванных сварочными работами, выполняемыми недалеко от дома, или появлениями тока короткого замыкания в общей домовой электросети. В этом случае стабилизатор мгновенно отключает электричество. После стабилизации сети защитное устройство самостоятельно подает напряжение на приборы потребителя.

Сетевые фильтры

Если фильтр не может справиться с помехами, то он отключает питание встроенным предохранителем. Защита от перенапряжения применяется для бытовых многоуровневых компьютерных сетей. Схема сетевого фильтра обеспечивает один из самых простых, дешевых и эффективных способов защиты от перенапряжения. Обычно это связано с регулируемым выходом и защищенным контуром или нагрузкой. СФ, функционирующие на базе транзистора, управляют выходным током и напряжением. Устройство защиты отключает оборудование, когда напряжение превышает заданное значение.

Защита от перенапряжения с использованием разрядников

Грозовые, квазистационарные и коммутационные перенапряжения воздействуют на работоспособность электрооборудования. Основные защитные устройства — РВ (вентильные разрядники) и ОПН (нелинейные ограничители перенапряжений). Надежность их работы зависит от:

• Выбора числа устройств, их параметров и места расположения.
• Внутренней защиты от перенапряжений самого разрядника, который не защищен от такого вида воздействия.
• Испытаний в нормальных условиях, они не должны пробиваться.

Разрядники для защиты от перенапряжений (варистор) состоят из резистора и искрового просвета, соединенных последовательно. Такая схема подключения меняет характеристики во влажной среде, поэтому их герметично закрывают. Этот вид разрядников срабатывает бесшумно и не дает выбросов газа и пламени.

Явление перенапряжения в наших сетях не редкость, системы электроснабжения устарели, так как не рассчитаны на современный возросший бытовой уровень жизни потребителей. Раздувшиеся нагрузки потребления электричества разрушают изношенные сети, в результате чего перепады напряжения случаются все чаще и чаще.

Подводя итог, следует сказать, что методы защиты от перенапряжения, конечно, рассчитаны на защиту от поражения высоким напряжением оборудования и людей, но не дают гарантии на 100%. Во время грозы и коммутационных явлений в сети лучшая защита всегда — это полное отключение от электросети дорогостоящего оборудования.

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

Причины скачкообразных импульсов в устройствах электроснабжения:

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

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

Возможные последствия

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

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

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

Как минимизировать потери

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

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

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

Удар молнии в молниеотвод в частном доме

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

Способы защиты домашней сети

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

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

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

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

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

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

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

Стабилизатор для защиты от скачков напряжения

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

Разновидности реле напряжения

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

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

Вконтакте