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

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

Виды защиты от перепадов в электросети

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

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

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

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

Реле контроля напряжения

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

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

Принцип действия и параметры

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

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

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

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

Приборы защиты от импульсных перенапряжений

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

Принцип работы и характеристики

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

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

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

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

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

Стабилизаторы напряжения

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

Виды и их параметры

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

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

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

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

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

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

Выбор оптимальной защиты

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

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

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

Перепады и скачки напряжения в существующих электросетях, к сожалению не редкость. Для защиты от таких сюрпризов на предприятиях устанавливают специальные устройства, установка таких устройств в электрощитах жилых домов не входит в обязанности ЖКХ.

Чем же опасны перепады напряжения в сети?

Возгоранием электропроводки, выходом из строя бытовой техники и потерей данных в поврежденных компьютерах.

По Российскому ГОСТу допустимое колебание напряжение в сети должно не выходить за пределы 10% от номинального, другими словами напряжение в розетке не должно опускаться ниже 198 и подыматься выше 242 Вольт, а в момент скачков напряжение может проседать до 35 и подыматься до 400 Вольт.

Необходимо понимать, что опасно не только повышенное напряжение, но и значительно пониженное.

От повышенного напряжения происходит повреждение блоков питания, которые сгорают сразу от перегрузки или значительно сокращают ресурс работоспособности.

Пониженное напряжение опасно в меньшей степени, но тем не менее, тоже зачастую приводит к выходу из строя блоков питания или компрессора холодильника и т.д.

Причины возникновения бросков напряжения:

Разряды молний вблизи линий электропередач. Во время грозы необходимо обязательно отключать от сети бытовую технику.

Аварии на подстанциях, при которых высокое напряжение порядка (6-10 тыс. Вольт) попадает на сторону низкого напряжения.

Отгорание или обрыв нулевого провода на подстанции и в электрошкафах – довольно распространенная причина. Как правило, происходит по причине неправильного или ненадежного присоединения. При его обрыве или отгорании, происходит «перекос фаз», и в части квартир повышается напряжение до 380 В и выше, а у некоторых опускается до 40 В.

Чтобы защитить бытовую электронику от гибели, а квартиру от пожара устанавливают специальную защиту. Конечно это дополнительные расходы, но они окупаются. Ведь ремонт вышедших из строя холодильников, стиральных машин, телевизоров и компьютеров влечет за собой не только денежные расходы, но и немалую потерю времени.

В настоящее время выпускается достаточно много устройств защищающих от скачков напряжения, и все они различаются как по качеству, так и по цене. Давайте познакомимся поближе с наиболее распространенными и проверенными из них.

Пожалуй, является самым распространенным и доступным вариантом защиты. Применяется для отдельно расположенного электроприбора и получившего название «Пилот» благодаря марке самого массового сетевого фильтра.

Сетевой фильтр способен защитить только маломощное электрооборудование. Например, компьютер или аудиосистема, но только от малых скачков напряжения, от значительных перепадов он не спасет, скорее сгорит сам.

Работа сетевого фильтра основана на трех основных компонентах

Предохранитель или плавкая вставка выполняет защиту от короткого замыкания и токов перегрузки.

Режекторный фильтр защищает от помех, образующихся при работе электродвигателя, генератора или сварочных аппаратов недалеко от вашего дома.

Но все вышеописанные компоненты присутствуют только в настоящих сетевых фильтрах, в дешевых удлинителях может присутствовать максимум автоматический предохранитель. Поэтому, перед покупкой стоит внимательно изучить тех. паспорт на изделие, в котором указаны все защиты присутствующие в той или иной модели. Стоит упомянуть, что для работы любого сетевого фильтра обязательно наличие заземления, так как все помехи и перенапряжения сбрасываются на землю через заземляющий проводник.

Если контур заземления отсутствует, тогда сетевой фильтр превращается в обыкновенный удлинитель.

Источник бесперебойного питания (ИБП) UPS

Источники бесперебойного питания (UPS) применяются для защиты компьютеров и другой периферийной компьютерной и вычислительной техники от основных неполадок с электропитанием: скачков напряжения, электромагнитных и радиочастотных помех, высоковольтных выбросов и полного исчезновения напряжения в электросети. При напряжении до 270 Вольт ИБП переходит на работу от аккумуляторов, что позволит продолжать работу от нескольких минут, до нескольких часов в зависимости от модели.

Подбор ИБП происходит по мощности защищаемого электроприбора.

Стабилизаторы напряжения.

Установка стабилизатора напряжения является идеальным вариантом для тех, кто пользуется дорогостоящей электронной аппаратурой. В отличие от ИБП и сетевых фильтров стабилизатор напряжения постоянно нормализует напряжение до 220 Вольт. А при повышении напряжения до 250 Вольт, отключит подачу электроэнергии. После нормализации напряжения в электросети, стабилизатор в автоматическом режиме подключит электропитание.

Установка стабилизатора напряжения возможна как на отдельный электропотребитель, так и на всю сеть дома или квартиры. В последнем случае подбор стабилизатора напряжения происходит исходя из мощности всего электрооборудования дома.

Реле контроля напряжения устанавливают именно для защиты от скачков напряжения. Причем реле защищают не только от повышенного, но и от пониженного напряжения. Реле работает полностью в автоматическом режиме и восстанавливает электроснабжение с небольшой задержкой после возвращения его показателей на входе в норму. Устанавливаются реле в щитах на DIN – рейку. В настоящее время выпускается множество моделей реле с индикацией и возможностью ручной корректировки пределов напряжений, а так же времени отключения и подключения нагрузки.

В любом случае если у вас возникают трудности с выбором технического устройства для защиты от перепадов напряжения лучше обратится к специалистам.

Материалы, близкие

Скачки и перепады напряжения в наших электросетях, к сожалению, не редкость. На предприятиях для защиты от таких сюрпризов установлены специальные устройства, а вот в распределительных щитах жилых квартир и домов их нет. И в обязанности служб ЖКХ установка таких приборов не входит.

Чем опасны «перепады настроения» в сети?

• Потеря данных в компьютерах от сбоя в работе электроники.
• Перегорает домашняя бытовая техника.
• Возгорание электропроводки и, как следствие, пожар.

Согласно российского ГОСТа допустимое отклонение напряжения должно быть в пределах ±10% от номинального, т.е. в обычной бытовой розетке оно должно быть от 198 до 242 Вольт. Во время скачков напряжение в сети может колебаться от 35 до 400 вольт и выше.

Нужно знать, что опасно не только чрезмерное повышение напряжения, но и его значительное понижение.

При повышенном напряжении (броски) блоки питания, особенно импортной техники, либо сразу сгорают от перегрузки, либо на годы уменьшают ресурс своей работоспособности.

Пониженное напряжение (просадки) менее опасно, тем не менее, оно тоже может привести к выходу из строя, например, компрессора холодильника, блока питания бытовой техники и т.д.

Причин бросков напряжения несколько:

• Грозовые разряды (молнии) вблизи линии электропередач. Поэтому во время грозы нужно обязательно выключать из сети всю бытовую технику.
• Аварии на высоковольтных сетях и подстанциях, когда высокое напряжение (6 или 10 тысяч Вольт) попадает на сторону низкого напряжения.
• Обрыв (отгорание) нулевого провода в электрошкафу или на подстанции - самая распространенная причина. Отгореть провод может в том случае, если он ненадежно или неправильно присоединен. В случае его обрыва (отгорания), происходит так называемый «перекос фаз», когда в части квартир напряжение поднимается до 380 В и выше, а у кого-то снижается до 25-40 В.

Чтобы уберечь бытовую технику от преждевременной гибели, а дом от пожара необходимо приобрести и установить специальные аппараты защиты.

Да, это дополнительные траты, но они того стоят. Ведь даже если удастся отремонтировать вышедшие из строя компьютер, холодильник, телевизор или стиральную машину - головная боль, потеря времени и денежные расходы пострадавшим все равно обеспечены.

В настоящее время технических устройств для защиты от перепадов напряжения достаточно много. И не все они равноценны, как по цене, так и по качеству. Кроме того, к сожалению, на защитные устройства этого класса пока не существует единого государственного стандарта. То есть, нет норм, устанавливающих, при каком значении напряжения следует отключать нагрузку, какова при этом должна быть задержка по времени и прочее. Ввиду отсутствия общего стандарта сертификация таких приборов происходит при технических условиях, определяемых самими производителями и за их счет. А это затрудняет сравнение подобных устройств друг с другом.

Рассмотрим наиболее проверенные и распространенные устройства защиты от бросков напряжения.

Это самый доступный вариант защиты, но только для одного отдельно расположенного электроприбора. В народе это устройство приобрело название «пилот», благодаря названию марки одного из сетевых фильтров.

Сетевой фильтр защищает только маломощное оборудование (компьютер, аудио или видеосистема) и только от небольших перепадов напряжения. От значительных бросков он не спасет, в лучшем случае перегорит сам.

А точнее перегорит встроенный в него варистор – электронный элемент, который при кратковременном скачке напряжения рассеивает энергию скачка в виде тепла.

Второй важный элемент сетевого фильтра – режектор. Он защищает от высокочастотных помех, создаваемых работающими электродвигателями, генераторами и сварочными аппаратами вблизи вашего дома.

Третий элемент - плавкая вставка (предохранитель) - защищает от коротких замыканий.

Но все эти элементы встроены только в настоящие сетевые фильтры, а не в «удлинители», в которых нет никаких защищающих элементов, но которые вам с радостью продадут, если вы не знаете разницы. Поэтому, чтобы не ошибиться, перед покупкой следует изучить технический паспорт - там должны быть указаны все защитные системы той или иной модели.

Для любого, даже самого дорогого, сетевого фильтра обязательно наличие качественного грамотно сделанного заземления.

Потому что все импульсные помехи, перенапряжения фильтр сбрасывает на землю именно через заземляющий проводник.

Без наличия физического заземления фильтр превращается в обычный удлинитель.

Это идеальный вариант для тех, кто использует дорогостоящую аппаратуру. В отличие от сетевых фильтров и ИБП, если напряжение в сети колеблется в пределах допустимого, стабилизатор не отключает подачу энергии, а нормализует напряжение ровно до 220 В. А вот если напряжение повыситься до 250 В и более, отключит подачу электроэнергии от сети. После того, как работа электросети нормализуется, стабилизатор автоматически подключит питание.

Стабилизатор можно установить как на отдельный крупный электроприемник, так и на всю домашнюю сеть. Во втором случае нужно суммировать потребляемую мощность всего электрооборудования в доме и, исходя из этой мощности, выбрать стабилизатор.

4. Реле контроля напряжения (РКН)

Самые продвинутые в списке устройства, предназначенные именно для защиты от перепадов напряжения. Причем не только от повышенного, но и от пониженного. Эти умельцы самостоятельно включают подачу электроэнергии после того, как напряжение в сети придет в норму, с небольшой выдержкой времени.

Выглядят они как 2-3 обычных современных модульных автомата, соединенных вместе. И также устанавливаются в щитках на DIN-рейку.

Из достаточно большого количества предлагаемых на рынке РКН наиболее проверенные и востребованные – АЗМ-40 (автоматический защитный модуль) ООО «РЕСАНТА» и УЗМ-50 (устройство защиты многофункциональное) ЗАО «МЕАНДР».

Принцип работы обоих изделий основан на сравнении напряжения сети с эталонными величинами аналоговым устройством управления.

Защита квартиры, офиса ото повышенного напряжения УЗМ-50, УЗМ-51

• Номинальный ток коммутации 63 А
• Максимальный ток коммутации 80 А (в течении 30 мин)
• Установка верхнего порога срабатывания от 230 В до 280 В с шагом 5В
• Установка нижнего порога срабатывания от 210 до 160 В с шагом 5В
• Двухпороговая защита от перенапряжения /(задержка срабатывания) > 230...280 В /(0,2 с) > 300В /(20 мс)
• Двухпороговая защита от снижения напряжения /(задержка срабатывания) < 210...160 В/ (10 с) < 130В /(100 мс)

Устройство защиты многофункциональное УЗМ-51, УЗМ-50 защита оборудования (электрооборудования квартиры, офиса и пр.) при выходе сетевого напряжения за допустимые пределы однофазных сетях. После подачи питания либо после аварийного отключения, включение происходит автоматически при восстановлении сетевого напряжения до нормального.

ZUBR D340t Улучшенная модель реле напряжения с термозащитой.

• Встроенная защита от внутреннего перегрева
• Возможность корректировки индикации напряжения
• Время отключения при превышении не более 0,05 с
• Время отключения при понижении не более 1,10 с
• Максимальный ток нагрузки 40 А
• Максимальная мощность нагрузки 7,2 кВт
• Напряжение питания 100-400 В
• Основные размеры 80 × 90 × 54 мм
• Коррекция индикации ±20 В

Реле напряжения ZUBR R216y - удачная модель реле контроля напряжения для использования на кухне. Например, одновременно можно защитить холодильник и телевизор. Заземляющий контакт розетки и вилки устройства обеспечивает дополнительную безопасность, защищая от поражения электрическим током. Соответствует всем нормам эксплуатации бытового оборудования.

• Отечественный стандарт вилки и гнезд Наличие заземляющего контакта
• Регулируемый верхний предел напряжения 210-270 В
• Регулируемый нижний предел напряжения 120-200 В
• Время откл. при превышении не более 0,05 с
• Время откл. при понижении не более 1,20 с
• Максимальный ток нагрузки 16 А
• Максимальная мощность нагрузки 3 кВт
• Напряжение питания 100-400 В
• Масса в полной комплектации 0,12 кг
• Основные размеры 42 × 53 × 143 мм
• Время задержки на включение 3-600 с

Знакомые многим пользователям скачки питающего напряжения в электросети 220в встречаются очень часто, их причиной являются нарушения в работе трансформаторной подстанции или перегрузки в действующих линиях электропередач. Единственный выход из сложившейся ситуации – установка в квартире устройства защиты от скачков напряжения, обеспечивающего безопасную работу всего подключённого к нему оборудования (смотрите фото ниже по тексту).

Надёжная защита от скачков напряжения всей имеющейся в квартире бытовой техники возможна лишь при условии достаточной мощности стабилизирующих устройств. Попробуем более детально разобраться с типами и моделями фирменных агрегатов, чаще всего применяемых в бытовых условиях и в офисных конторах. Но сначала желательно ознакомиться с основными видами отклонений питающих напряжений от нормы.

Виды перепадов напряжения

Известно несколько видов перепадов напряжения в сети, классифицируемых по их продолжительности и амплитуде. В соответствии с этими признаками, все они делятся на следующие группы:

• Кратковременные всплески небольшой величины, связанные с переходными процессами из-за включения силового оборудования (лифта или насосных станций, подключенных на эту же фазу) или с сильными грозовыми разрядами;
• Длительные падения напряжения ниже допустимого ПУЭ уровня;
• Сильное превышение допустимого максимума (перенапряжение, достигающее значений 260-300 Вольт) в течение длительного времени;
• Постоянные всплески напряжения значительной по величине амплитуды, возникающие из-за неисправности станционного оборудования.

Обратите внимание! Все приведённые выше отклонения расположены в порядке возрастания их опасности для подключённой к бытовой сети аппаратуры.

В связи с указанной классификацией для защиты от перепадов напряжения должны применяться различные типы оборудования (включая устройства, реагирующие на кратковременные всплески). Указанное обстоятельство предполагает совершенно иной подход к выбору защитных приборов, применяемых для подключения бытовой техники.

Если при кратковременных всплесках в сети чаще всего срабатывают входные двухполюсные автоматы, то в ситуации с длительным превышением напряжением значений порядка 300 Вольт могут случиться очень неприятные вещи. При этом возможно полное выгорание дорогостоящего оборудования, не защищённого качественным стабилизирующим устройством. Такие же последствия наблюдаются в случае попадания в строение сильного грозового разряда (особо опасно это явление в сельской местности).

Способы и средства защиты

Известно несколько подходов к предотвращению аварийных ситуаций, возникающих из-за нарушений нормального режима электроснабжения для дома. К таким приёмам можно отнести:

• Использование в цепях питания специальных реле, обеспечивающих контроль рабочего напряжения (РКН);
• Применение многофункциональных средств защиты от перенапряжений (УЗМ), монтируемых во входной цепи электросети сразу вслед за вводным автоматом;
• Установка расцепителя по минимуму и максимуму напряжения (РММ);
• Питание бытовых приборов через типовые стабилизаторы напряжения;
• Использование в квартире мощного «бесперебойника» (ИБП).

Рассмотрим каждый из перечисленных выше видов защитного оборудования более подробно.

РКН и УЗМ

Одно из наиболее простых решений по защите электросети от токовых всплесков и перенапряжений – установка в неё реле типа РКН с индикаторным табло или предохранительного устройства марки УЗМ. Суть работы оборудования этого класса достаточно проста и состоит в следующем:

• Встроенный в прибор электронный модуль непрерывно отслеживает поступающее в цепь напряжение и полностью отключает его в случае отклонения значения от номинала (в любую из сторон);
• Система работает и после полного пропадания питания, а при его появлении вновь начинает функционировать, автоматически регулируя номинал в заданном диапазоне значений;
• Границы регулировки параметров питающего напряжения обычно задаются вручную.

Помимо этого, реле напряжения позволяют выставлять задержку времени на включение электропитания после его пропадания в достаточно широком диапазоне значений (от 10 сек до 6 минут).

Дополнительная информация. Для большинства периодически включаемых и выключаемых бытовых устройств (холодильников и кондиционеров, в частности) повторное включение осуществляется с задержкой до 5-ти минут.

Устройства этого типа обычно монтируются в электрощите на специальную DIN-рейку с типоразмером 35 миллиметров. К преимуществам защитных приборов РКН и УЗМ следует отнести:

• Широкий диапазон установки значений рабочих напряжений;
• Возможность отключения при перегрузе по току и КЗ;
• Высокая скорость срабатывания реле (не более 0,2 сек.).

К этому следует добавить значительный диапазон регулировки выходного тока (от 25-ти до 63-х Ампер). Образец этих приборов приводится на рисунке ниже.

Реле контроля напряжения РММ

Так называемые «расцепители» питающих линий по принципу своего действия очень схожи с уже рассмотренными ранее устройствами. Они также осуществляют непрерывный контроль сетевого напряжения и при предельных его отклонениях в виде скачка тока мгновенно отключают автомат, к которому подсоединяется сам прибор. Повторное включение устройства в работу производится нажатием кнопки «Возврат».

Обратите внимание! Иногда этот прибор изготавливается в общем корпусе с защитным автоматом, то есть представляет собой одно целое (образец прибора по стандарту IEK приведён на фото ниже).

К достоинствам приборов типа РММ следует отнести компактность, простоту конструкции и вполне доступную цену. Единственный их недостаток – это отсутствие автомата возврата в рабочее положение.

Стабилизаторы напряжения и бесперебойники

Стабилизирующие устройства (или попросту стабилизаторы) относятся к разряду дорогостоящего оборудования, обеспечивающего высокую степень защищённости домашней сети от колебаний напряжения и тока в нагрузке. Они способны гарантировать постоянство выходного напряжения в заданных пределах при любых его изменениях на входных клеммах.

Перед покупкой такого агрегата, в первую очередь, следует определиться с количеством одновременно подключаемых к нему потребителей, что существенно влияет на выбор марки и мощности стабилизирующего устройства. К основным достоинствам этих аппаратов следует отнести:

• Высокое быстродействие и долговечность;
• Повышенная точность регулирования сетевых параметров;
• Гарантированное постоянство рабочего выходного напряжения.

К числу недостатков следует отнести высокую стоимость покупного изделия и большое энергопотребление.

При рассмотрении преобразователей типа ИБП необходимо уметь отличать их от стабилизаторов по признаку наличия в них встроенных аккумуляторных батарей. Благодаря этому, такие устройства не только обеспечивают поддержание напряжения в заданных пределах, но и гарантируют непрерывную работу подключённых к ним бытовых потребителей.

Важно! Время присутствия напряжения на выходе при его пропадании в сети зависит от ёмкости и качества зарядки аккумуляторов, а также от количества подсоединённых к ИБП нагрузок.

Стоимость этих изделий также достаточно высока; её конкретное значение зависит от параметров самого устройства и ёмкости встроенного аккумулятора (АКБ). Приборы с функцией бесперебойного питания обычно применяются для вполне конкретных устройств (компьютера, например, или телевизора), где пропадание питания может привести к потере информации или нарушениям в работе оборудования.

Обзор популярных моделей

«ZUBR»

Начнём с такого распространённого украинского изделия, как защитное реле марки «ZUBR», пользующееся определённым спросом в России. На это устройство производителем даётся гарантия на срок до 5-ти лет; при этом многие пользователи хорошо отзываются о его работе.

Релейный прибор с индексом 25D, например, рассчитан на предельные токи до 25-ти Ампер и обеспечивает неплохие характеристики стабилизации сетевого напряжения (включая тепловую защиту). Эта модель привлекает к себе пользователей относительно низкой стоимостью (для России она составляет порядка 1500-1900 рублей).

«РЕСАНТА»

Это изделие также достаточно дешево (до 700 рублей) и пользуется определённой популярностью в широких потребительских массах. Другим его плюсом является отсутствие каких-либо органов ручного управления, что в некоторых ситуациях выглядит как недостаток (все зависит от предпочтений пользователя).

К недоработкам этой системы можно отнести широкий диапазон регулируемых напряжений (от 170 до 265 Вольт), что означает продолжение работы оборудования в опасных для некоторых образцов техники условиях.

Обратите внимание! Из-за отсутствия органов регулирования изменить эти границы не представляется возможным.

Добавим ко всему сказанному большие габариты прибора и низкое быстродействие по защитному отключению (до 6-ти секунд). За такой промежуток времени при сильных перенапряжениях большинство приборов точно сгорит. Время восстановления этого устройства составляет всего 2-3 минуты, что недостаточно для некоторых образцов бытового оборудования (для холодильников, например, этот показатель должен быть не менее 5-ти минут).

РН-111А (113)

Данная модель релейного оборудования выпускается известным и надёжным производителем (фирмой «Новатек»).

Изделия марки РН-113 имеют целый ряд преимуществ, основные из которых приводятся ниже:

• Прежде всего, это достаточно высокое быстродействие, составляющее 0,2 секунды (сравните с предыдущей моделью с её 6-ю секундами);
• Далее большой диапазон регулировки граничных пределов напряжения;
• Возможность самостоятельного задания момента повторного включения;
• Наличие цифрового индикатора с отображающимися на нем режимами работы и функциональными параметрами.

Единственным недостатком этого устройства считается низкая нагрузочная способность (всего 16-32 Ампер), что для загородных объектов потребления иногда бывает недостаточно.

В связи с этим специалисты советуют дополнять прибор отдельным контактором и специальным автоматом, обеспечивающим защиту его релейной части. В итоге вся комбинированная конструкция может обойтись пользователю в сумму порядка 2,5-3,0 тысяч рублей (для модели РН 113, рассчитанной на 32 Ампера, стоимость комплекта существенно возрастёт).

УЗМ-51М

Этот прибор выпускается питерской фирмой «Меандр» и считается одним из наиболее надёжных и эффективных образцов оборудования данного класса.

К его достоинствам следует отнести:

• Довольно широкий диапазон установки предельных значений напряжения (от 160-ти до 280-ти Вольт);
• Высокое быстродействие (время срабатывания – всего лишь 0,02 секунды);
• Максимальная нагрузочная способность – до 63-х Ампер;
• Наличие защитного механизма от импульсных перенапряжений;
• Сравнительно небольшие размеры и отсутствие необходимости дополнять комплект какими-либо элементами.

Добавим к этому невысокую стоимость изделия, которое можно приобрести на рынке примерно за 2 тыс. рублей.

В заключенной части отметим, что перед принятием окончательного решения по выбору защитного оборудования желательно обратиться к специалисту, способному оценить возможные угрозы и предложить пользователю тот или иной образец. При этом важно понимать, что приобретение пусть и дорогого, но достаточно эффективного средства защиты от всплесков питания и перенапряжений равноценно надёжному вложению денег.

Видео

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. 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.