Защита от перенапряжений

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:

Стабилизатор напряжения — контролирует размер сетевого напряжения.
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.
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.
Сетевой фильтр – защитное устройство со встроенной электронной схемой защиты от импульсных, низко- и высокочастотных сетевых помех путем их сглаживания.
Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) — устройство, защищающее оборудование от коммутационных перенапряжений и молний, является лучшим средством защиты.
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.
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.

Импульсные перенапряжения

Причиной высоковольтных импульсов являются удары молнии вблизи линии электропередач или непосредственно в провод (прямой удар молнии – ПУМ), переключения на подстанциях, включение или отключение мощных электродвигателей. Кратковременные импульсы достигают нескольких десятков киловольт и представляют опасность для электроприборов и внутренней проводки дома. По устойчивости к перенапряжениям, низковольтное оборудование (до 1000 В), разделено на четыре категории:

4 категория – до 6 кВ. Сюда входят счетчики, автоматические выключатели.
3 категория – 4 кВ. В этой категории выключатели, розетки, электроплиты.
2 категория – 2,5 кВ. Во вторую категорию входят бытовые приборы включаемые в розетки: обогреватели, ручной электроинструмент.
1 категория – не более 1.5 кВ. Бытовая электроника, приборы содержащие микросхемы.

Чтобы гарантированно защитить имеющуюся в доме технику, надо понизить напряжение импульса до величины не более 1,5 кВ.

Импульсное перенапряжение

Существует еще такое понятие как импульсное перенапряжение в сети. Импульсное перенапряжение – это очень резкий и очень кратковременный скачек напряжения в сети, который длится доли секунды, но за это время может успеть испортить проводку и электроприборы. Особенно опасным может оказаться такой скачок для домашней сети в частном доме. От этого защищают специальные приборы – устройства защиты от импульсных перенапряжений.

Причиной импульсного скачка напряжение может стать:

Коммутационная перегрузка.
Удар молнии в молниезащиту.

В любом из этих случаев поможет УЗИП. Их активно используют для защиты от перепадов сети частного дома. Устройства бывают:

Одновводными.
Двухвводными.

В зависимости от типа нелинейного элемента они бывают:

Коммутирующими.
Ограничивающими сетевое напряжение.
Комбинированными.

Принцип работы у каждого вида разный. Коммутирующие защитные аппараты характеризуются высоким сопротивлением. При резком скачке напряжения в электросети сопротивление моментально падает до минимума. Ограничивающие УЗИП – ограничители сетевого перенапряжения – тоже имеют высокое сопротивление. Но отличительный принцип работы их – в плавном снижении сопротивления по мере роста напряжения. Как только напряжение становится больше допустимого, сила тока резко возрастает. После сглаживания электрического импульса ОПН возвращается в исходное состояние.

Импульсный скачок напряжения – серьезная угроза для крупных объектов и жилых домов. Существует три ступени защиты от этой угрозы. Аппараты для защиты от ИП, соответственно, делятся на три класса:

I класс – устройства, устанавливаемые на щите и обеспечивают защиту от разряда молнии.
II класса – устройства, обеспечивающие защиту от повреждений электросетей после удара молнии или скачком напряжения по причине коммутации.
Аппараты III класса используются для защиты отдельно стоящих домов. Это последняя защита, которая сглаживает остаточное перенапряжение. Устройства представляют собой специальные электророзетки.

Все три класса, примененные вместе, обеспечивают трехступенчатую защиту объекта. В отличие от УЗО, эти приборы не считаются обязательными, однако повышают уровень защиты от неожиданностей и степень безопасности для дома и жильцов. Подключение аппаратов защиты от ИП требует учета существующей заземляющей схемы и характеристик системы электроснабжения.

Принимая решение о применении тех или иных средств защиты от скачков напряжения лучше советоваться с опытным электриком.

Пути попадания грозовых импульсов

Защита домашней электропроводки от попадания грозовых импульсов не позволяет полностью защитить электроприборы от попадания молнии. Не стоит забывать, что молния может ударить не только в провода электрических сетей, но и в кабельные линии другого назначения, которые проложены открытым способом. В данном случае речь идет о сетевом кабеле интернета, телевизионном и телефонном кабеле. Также молния может попасть в установленную вне помещения антенну.

При попадании молнии в кабель или антенну грозовой разряд попадает в устройство, которое к ним подключено. То есть можно сделать вывод, что наличие защиты бытовой электрической сети от грозовых импульсов не исключает попадание опасных импульсов другим путем.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений – УЗИП

Первоначально в качестве таких устройств использовались газовые разрядники, устанавливаемые последовательно, со ступенчатым понижением импульса. В настоящее время в УЗИП используются варисторы – элементы, сопротивление которых уменьшается при увеличении напряжения. При превышении порогового значения, варистор направляет высоковольтный импульс на заземление. При этом срабатывает защитный автомат, установленный перед УЗИП. Современные устройства защиты не требуют ступенчатой установки, так как одно комбинированное устройство, выполняет требования предъявляемые к нескольким категориям. Они маркируются как 1+2+3.

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.

Защита частного дома от перенапряжений — УЗИП кто-нибудь ставит?

Молния — природный электрический разряд. Чтобы защитится от этого явления, нужно создать два контура обороны. Если говорить о защите многоквартирных домов, то об этом думают госучреждения. Но вот защита частного дома — дело рук самих обладателей собственности.

К первому контуру относится внешняя защита. Для этого устанавливают молниеотвод. Тема первого контура заземления очень интересная, обширная и многогранная. Она требует тщательного исследования, поговорим о ней в другом посте. Предлагаю рассмотреть подробно второй контур – внутренняя защита, которая обеспечивается специальными устройствами – ограничителями перенапряжения (ОПН).

СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Применяются во вводно-распределительных устройствах, главных распределительных щитах, квартирных щитах. Устанавливаются на DIN-рейку в металлических распределительных щитовых. В обязательном порядке требуется наличие заземляющего проводника РЕ, для сброса импульсной тепловой энергии. ОПН устанавливается между фазой и землей или нулевым проводником и землей. Срабатывает ОПН за считанные доли секунд, гарантируя надежную защиту от повреждения электрооборудования.

ОПН надежно защищает от скачков напряжения, коммутационных перенапряжений, дифференциальных перенапряжений и высокочастотных помех. Для того чтобы был сброс импульсного перенапряжения, необходимо иметь наличие защитного заземления, такие системы как TN-C-S, TN-S, TT .

КЛАССИФИКАЦИЯ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Устанавливается на вводе здания.
Предназначен для защиты от атмосферных молний и коммутационных перенапряжений.
Защищают силовую распределительную сеть, оборудование главного распределительного щита и вводный электрический счетчик.

Устанавливается в водном щите квартиры или офиса.
Предназначен для защиты от наведенных атмосферных и коммутационных перенапряжений, проскочивших через ограничитель В.
Защищает внутреннею электропроводку квартиры, офиса, автоматику щитовой, квартирный электрический счетчик.

Устанавливают в квартирном щите, возможна установка непосредственно в оборудовании.
Предназначен для защиты от высокочастотных помех, прошедших через ограничители класса В и С.
Защищает электрическое оборудование, электрические приборы, переносные электрические устройства.