Защита от перенапряжения в сети 380 вольт

Для чего нужно подключение УЗИП?

Для того чтобы защитить электрическую сеть и подключаемые к ней приборы от мощных импульсов тока и резких перепадов напряжения, устанавливается устройство для защиты линии и оборудования от импульсных напряжений (сокращенное обозначение – УЗИП). Оно включает в себя один или несколько нелинейных элементов. Подключение внутренних компонентов защитного устройства может производиться как в определенной комбинации, так и различными способами (фаза-фаза, фаза-земля, фаза-ноль, ноль-земля). В соответствии с требованиями ПУЭ установка УЗИП для защиты сети частного дома или другого отдельного здания производится только после вводного автомата.

Наглядно про УЗИП на видео:

https://youtube.com/watch?v=Xp-bwkpuQBA

Зачем в домашней сети подключают УЗИП

Специально для организации системы защиты от ударов молнии и возникающих при этом импульсов перенапряжения разработаны УЗИП – устройства защиты от импульсных помех. Отметим, что ЛЭП имеют определенные средства компенсации ударов молнии. Также в блоках питания современных электронных устройств имеются УЗИП класса III.

Однако этого недостаточно, если Вы живете в частном доме, запитанном от воздушной линии электропередачи. Методика выбора и подключения УЗИП приводится в статье «Устройство защиты от импульсных грозовых перенапряжений, схема подключения». В любом случае для защиты от молнии поможет громоотвод, о котором рассказано в статье «Как правильно сделать громоотвод и молниезащиту в частном доме своими руками».

Пределы срабатывания

Обычно выставляются пределы от 195 до 245 Вольт. И пока напряжение не выйдет за эти границы, реле будет исправно работать.

Например, если на входе в дом у вас будет 196 Вольт, то и в розетках после реле также будет 196 Вольт. А используя стабилизатор вы будете всегда иметь полноценные 220В.

И только после превышения напряжения этих величин (меньше 195В), реле отключится и обесточит аппаратуру, тем самым защитив ее от выхода из строя. Как только напряжение станет 195В, после определенной задержки времени, которую вы сами выбираете в настройках, реле включится и вновь подаст эти самые 195В в розетку.

Стоит напряжению буквально через 1 секунду опять упасть до нижнего предела, все повторится заново. То же самое происходит при изменении по верхнему пределу. Выставляете 245В, напряжение подскакивает до 250В — реле отключается и включается только после его нормализации.

Еще раз повторяю — пределы в большинстве марок реле вы выставляете самостоятельно. У каждого производителя они разные. Более подробно с ними можно ознакомиться в статье — Реле напряжения 220в для дома

Как вы понимаете, если у вас такие скачки напряжения происходят очень часто, и вы решили защититься от них с помощью реле — все это время вы попросту будете сидеть без света. Такова цена вашей защиты.

Поэтому в таких случаях лучше всего вместо реле контроля напряжения ставить стабилизатор.

Если же вы хотите просто перестраховаться и у вас проблем со светом практически нет, или они бывают не часто — тогда выбирайте установку реле напряжения. Это будет гораздо экономичный и более выгодный вариант. Разница в ценах реле и стабилизаторов очень существенна. 

Разновидности стабилизаторов

Сервоприводные. По большей части механическое устройство, которое хорошо держат перегрузки, однако плохо работают при минусовых температурах и шумит при увеличении мощности. Реакция на перепады напряжения у них медленнее, чем у электронных.

По надежности такие устройства уступают двум другим типам.

Цена – от 850 грн.

Релейные. Регулировка параметров совершается блоком силовых реле. Обеспечивают стабильную работу в широком диапазоне температур. В среднем реле рассчитаны на 40 тыс. срабатываний, или около 300-500 рабочих дней.

Цена – от 400 грн.

Электронные. Самые надежные и долговечные устройства, работающие на электронных схемах (тиристоры, симисторы). Работают практически бесшумно и обладают самой высокой скоростью реакции на перепады напряжения.

Оптимальный вариант для дорогостоящей и чувствительной электротехники.

Цена – от 1350 грн.

Как узнать, какая схема защиты будет реально работать?

Мы можем получить разумное представление о том, какими будут оптимальные варианты и компоненты защиты для использования в вашей системе, только используя комбинацию теоретических знаний, опыта (часто горького) и тестирования устройств. Для обеспечения должной управляемости процесса защиты от перенапряжений существует огромный, предлагаемый разными производителями перечень компонентов защиты. Но чтобы не превратить информационную статью в многотомное руководство, в ней будет рассказано только о двух схемах защиты цепей, доказавших свою эффективность в защите аналогового входного каскада. Основой будет устройство, которое использует для внешней связи буферный каскад на основе операционного усилителя (ОУ) в неинвертирующей конфигурации. Мы выбрали этот вариант, поскольку считается, что он самый сложный, ведь неинвертирующий вход ОУ принимает на себя весь удар импульса перенапряжения без каких-либо естественных ограничений, разумеется, до установки элементов защиты (рис. 4).

Откуда возникает перенапряжение

Планировка и строительство многих многоэтажек еще пару десятков лет назад производилась без прицела на сегодняшнее многообразие бытового электрооборудования: микроволновки, многокамерные холодильники, утюги высокой мощности и другие приборы, имеющие электрическое питание. Поэтому максимумы потребления электричества по утрам и вечерам пагубно влияют на работу всей электросети в любом жилище.

Электричество, текущее по кабелю или проводу, неспособному выдерживать такую нагрузку, способствует их ненормальному нагреву в дневные часы и охлаждению в вечерние. В силу законов физики, проводник ослабевает, поскольку он делается то шире, то уже. Контакты в щитке на первых этажах или в едином вводно-распределяющем устройстве в доме заметно ослабевают. Также нулевые контакты могут отгореть, что приводит к перепаду напряжения от 110 до 360 вольт на всех этажах, выше этажа с перегоревшими контактами.

Перенапряжение в электросети может произойти в результате попадания молниевого разряда в линию электропередач, подстанцию или элементы дома, при этом сила тока просто огромная, порядка 200 килоампер. При попадании в молниеприемник и дальнейшем прохождении молнии по контуру заземления в проводниковых материалах возникает электродвижущая сила, измеряемая в киловольтах.

Также вызвать резкий скачок напряжения могут сварочные работы или одновременное включение многими соседями электроприборов или подключение/отключение мощного потребителя. Для защиты дорогостоящей электротехники и всего частного дома необходима защита от перенапряжения в сети.

Это интересно: Замена наружной розетки на внутреннюю — выкладываем по полочкам

Схема подключения УЗО с защитой от перенапряжения

В настоящее время, в схемы с применением автоматов для защиты от перенапряжения, дополнительно встраивают устройства защитного отключения (УЗО), которые служат для обеспечения безопасности человека от поражения электрическим током.

Схема состоит из:

• Электросчетчик;
• Автомат защиты от перенапряжения;
• Устройство защитного отключения;
• Автоматы для каждой группы.

Стоит отметить, что существует две вариации сборки данной схемы. Одна служит для подключения всей электропроводки и приборов, другая для определенной группы.

В первую очередь, к электросети подключается двухполюсной автоматический выключатель. Далее от него провода подключаются к электросчетчику. После в схему встраивается УЗО

Важно понимать, что мощность УЗО, должна быть равна или на порядок превосходить модность вводного автоматического выключателя (например, автомат мощностью 20 А – УЗО мощностью 40 А). Затем, после УЗО, в схему подключается автомат с защитой от перенапряжения, и закончить сборку нужно несколькими однополюсными автоматами на каждую группу (розетки, освещение). Во второй схеме после счетчика, устанавливается дополнительный автомат (вводной 20 А, дополнительный 16 А)

После него подключается защите от перенапряжения, от которой параллельно одна фаза идет на УЗО, с автоматами на розетки, и отдельный автомат на освещение

Во второй схеме после счетчика, устанавливается дополнительный автомат (вводной 20 А, дополнительный 16 А). После него подключается защите от перенапряжения, от которой параллельно одна фаза идет на УЗО, с автоматами на розетки, и отдельный автомат на освещение.

Защита при помощи реле напряжения

Данный способ подходит как для частных домов, так и для квартир в многоэтажках. Все что нужно, чтобы защититься от перепадов напряжения и 380в в розетках — это установить внутри вводного щитка модульное реле напряжения.

При этом оно будет защищать приборы и холодильник как от повышенных, так и от пониженных значений. Есть модели, которые дополнительно снабжены встроенной защитой от сверхтоков.

Подробнее ознакомиться с их разновидностями и выбрать для себя подходящую модель, поможет статья ниже.

Если же у вас щиток уже полностью укомплектован, и туда невозможно поместить дополнительные модульные устройства — в этом случае воспользуйтесь небольшими реле напряжения, которые просто втыкаются в розетку. 

Хотя функциональность у модульных и розеточных вариантов могут отличаться, свою главную задачу — защиту электро-приборов, они выполняют одинаково хорошо.

На сегодняшний день именно реле напряжения являются наиболее экономичным и эффективным способом борьбы с перепадами напряжения. Стабилизаторы могут подойти далеко не каждому.

Более того, некоторые девайсы даже и не спасут от мгновенного скачка. Так или иначе вызвав пожар, и выход из строя дорогой техники.

Поэтому всегда устанавливайте в своих домах и квартирах именно реле напряжения. Эти устройства средней стоимостью 3000 рублей, помогут вам сэкономить впоследствии сотни тысяч.

Как обезопасить свою квартиру от скачков напряжения?

Замена  электропроводки в квартире не поможет решить проблему. В идеале заменить электросеть дома и системы распределения. Чтобы минимизировать последствия скачков в сети, рекомендуются такие решения:

1. Реле – устройство, которое отключает приборы от питания в момент перепада напряжения. После стабилизации, реле подключает их обратно.
2. Источник беспроводного питания подбирается согласно особенностям устройства дома.
3. Стабилизаторы поддерживают питание в норме при скачках. На выбор представлены разные модели – релейные, электронные, электромеханические, феррорезонансные, инверторные.

Представленные устройства помогут решить проблему с перепадом, защитить технику, что актуально для современных сооружений.

Автоматические стабилизаторы напряжения на всю технику

При скачках или нехватке питания рекомендуется устанавливать стабилизаторы напряжения. Лучше всего устройства проявляют себя при «проседании» электроэнергии. Хорошо справляются с незначительными импульсными перепадами, но вот совсем неэффективны при высоком перенапряжении. В этом случае рекомендуется использовать их вместе с реле.

Точечная защита электросети (реле)

Специальное реле напряжения позволит решить проблему перенапряжения. Задача защитного прибора заключается в отключении электроэнергии, если показатели напряжения выходят за возможны нормы.

Только когда ситуация нормализируется, прибор возобновит питание. Защита будет обеспечена даже если на линии произошел обрыв нулевого провода или на сетевые провода попала контактная линия городского электротранспорта. Единственная ситуация, когда защитная установка бесполезна – импульсные скачки, которые образовались от близкого грозового разряда.

При защитном отключении рекомендуется обзавестись стабилизатором питания, чтобы на время перебоя быть с электричеством.

Реле напряжения 220 В для дома: управление и дополнительные возможности

Управление устройства осуществляется с помощью кнопок на передней панели. Устанавливается нижний предел (обычно от 190 до 210 В). Шаг переключения составляет 1−2 В. После таким же образом выставляется верхний предел (220−280 В, шаг в 1−2 В). На последнем этапе можно установить задержку включения – от 3 до 900 сек.

Номинальный ток прибора зависит от марки и модели и может быть равен 25А, 32А, 40А, 50А или 63А. Этот параметр будет зависеть от нагрузки, создаваемой всеми потребителями в квартире или частном доме, подключёнными к 3- или 1-фазному реле контроля напряжения. Но это лишь общие сведения. В зависимости от марки и модели, перечисленные параметры могут отличаться.

К дополнительным возможностям можно отнести термозащиту, срабатывающую при внутреннем перегреве. Она отключает устройство при нагреве до определённой температуры, что может произойти при плохом контакте.

Результаты тестирования

Для получения результатов по эффективности защиты была протестирована серия операционных усилителей с использованием стандарта МЭК (IEC‑61000–4-2) в части требований по устойчивости к электростатическим разрядам. В таблице 4 показано, какие компоненты предохраняют те или иные схемы защиты. Несмотря на то, что стандарт предусматривает испытания тремя воздействиями импульса перенапряжения уровнем ±8 кВ, все представленные схемы (чтобы обеспечить достаточный технологический запас по степени защиты) прошли тестирование при 100 импульсах воздействия уровнем ±9 кВ.

Таблица 4. Список устройств и соответствующих им конфигураций защиты, которые прошли испытания на соответствие стандарту IEC-­61000­-4-­2

Наименование

продукта

Основная характеристика, полоса пропускания

Элементы защиты

R, Ом

C, пФ

D, V_WM

AD823

С входным каскадом на полевых транзисторах

220

100

16 МГц

68

36

ADA4077

Малошумящий, рецизионный

220

100

3,9 МГц

68

36

ADA4084

Low noise

220

100

15,9 МГц

68

36

ADA4522

Малошумящий, рецизионный

220

100

2,7 МГц

68

36

ADA4528

Малошумящий, рецизионный

220

100

3 МГц

68

36

ADA4610

Малошумящий, рецизионный

220

100

15,4 МГц

68

36

ADA4622

Малошумящий, рецизионный

220

100

8 МГц

68

36

ADA4625

Low noise, JFET

220

100

18 МГц

68

36

ADA4661

Прецизионный

220

100

4 МГц

68

36

LT1490

Микромощный

220

100

200 кГц

68

36

LT6016

Маломощный, прецизионный, OTT

220

100

3,2 МГц

68

36

LT6018

Малошумящий, прецизионный

220

100

15 МГц

68

36

LT1636

Микромощный, OTT

220

100

200 кГц

220

36

LT1638

Микромощный, OTT

220

100

1,1 МГц

68

36

LT1494

Микромощный, прецизионный, OTT

220

100

100 Гц

68

36

Согласно стандарту МЭК, требуется, чтобы заземление генератора испытательного импульса было подключено к заземлению усилителя через два резистора номиналом 470 кОм параллельно с конденсатором емкостью 30 пФ. Используемая тестовая установка выполнена более жесткой, потому что заземление генератора испытательного сигнала было напрямую связано с заземлением усилителя. Для дополнительной аутентичности эти результаты были также проверены и с помощью описанной выше схемы заземления в соответствии с требованиями МЭК. Имейте в виду, что усилители имеют очень разные внутренние структуры — то, что пригодно для устройств из предложенного списка, может работать или нет для других. Рекомендуется, чтобы при использовании иных операционных усилителей или других защитных компонентов они предварительно были тщательно протестированы.

Используемые компоненты защиты:

• Резисторы: серия ERJ-P6, типоразмер 0805, производство компании Panasonic.
• Конденсаторы: керамические, типоразмера 0805, диэлектрик C0G/NPO, номинальное рабочее напряжение 100 В, производства компании Yageo.
• TVS-диоды: CDSOD323‑T36SC, производство компании Bourns (двунаправленные, напряжение 36 В, с малым током утечки, нормированные для защиты от электростатического контактного разряда, электрических быстрых переходных процессов (пачек) и устойчивые к выбросам напряжения в рамках требований соответствующих стандартов).
• Варисторы для защиты от разрядов статического электричества: многослойные варисторы серии MLA, типоразмер 0603, рабочее напряжение 26 В, производство компании Bourns.

Классификация электрооборудования по рабочему напряжению

Практическими экспериментами выявлено, что через установленную молниезащиту при ее пробое в электрическую схему здания вероятность проникновения импульсов разрядов более 6 киловольт составляет около 10%. Этот показатель взят за основу расчета и проектирования электроприборов, создания защит от высоковольтного перенапряжения, как наиболее вероятного.

Устройства защиты от импульсного перенапряжения бытовой электрической сети создаются для работы с этими группами напряжений.

Категория электроприборов №1

Изготавливаются с изоляцией, обеспечивающей защиту от импульсов напряжения, не превышающих 1,5 кВ. Устанавливаются внутри электрических приборов, работающих со сложной электронной схемой или полупроводниковыми элементами.

Категория электроприборов №2

Изоляция защищает от импульсов до 2,5 кВ. Применяется для бытовых электрических приборов, электрифицированного инструмента домашнего мастера: дрелей, перфораторов и подобных устройствах.

Категория электроприборов №3

Создаются с защитой изоляции от импульсов до 4 кВ. Она устанавливается на розетках и выключателях, электродвигателях, электрических плитах, электропроводке, внутри распределительных щитов.

Категория электроприборов №4

Изоляция выдерживает проникновение импульсов до 6 кВ. Ею снабжаются автоматические выключатели, разрядники, счетчики электроэнергии.

Поскольку электрические приборы ГРЩ своей изоляцией способны сами выдерживать импульсы напряжения до 6 кВ, то их защиту с помощью УЗИП не выполняют. А вот все остальные бытовые потребители нуждаются в защите — снижении возникающих перенапряжений до 1,5 кВ, как минимум. Эту задачу УЗИП и обеспечивает.

Как правильно защитить бытовую технику

Не стоит недооценивать важность защиты от скачков напряжения. Регулярные перепады в сети приводят в неисправное состояние электронику точного оборудования, выводят из строя реле и двигатели холодильников, морозильных камер

Часто даже способствуют сгоранию техники. Чтобы этого не случалось, нужно оборудовать дом надежными защитными приборами.

Реле контроля напряжения

Реле контроля напряжения трехфазное ZUBR 3F, 5А

Такая защита от повышенного напряжения позволяет мгновенно отключать все приборы от сети. Устройство контролирует параметры Вольт и при их резком повышении блокирует подачу питания к бытовой технике. После того как сеть стабилизирует свою работу, аппарат снова включается в работу и запускает технику.

Различают точечные реле (вилки и переходники), а также устройства по типу автомата для установки на DIN-рейку к распределительному щитку. В первом случае аппараты контролируют и защищают отдельные бытовые приборы. Так сказать, являются индивидуальными. Второй вариант — это надежный автомат защиты от перепадов напряжения в сети для всего дома.

Стабилизатор напряжения

Релейный стабилизатор напряжения

Такая защита по напряжению предполагает изменение параметров по Вольтам до тех пор, пока они не будут приведены к нормальному состоянию. К примеру, стиральная машина или телевизор, подключенные через стабилизатор, работают всегда на одном напряжении. Если аппарат улавливает резкий скачок, то пропускает к бытовой технике лишь нормальный показатель 220-230 В.

Главные технические параметры стабилизаторов — время реакции на скачок, точность стабилизации, диапазоны входного напряжения и уровень издаваемого шума.

Все устройства такого типа делят на несколько видов:

• Релейные. Самые дешевые виды стабилизаторов. Имеют низкий уровень мощности. Если и используются до сих пор, то на отдельные бытовые устройства.
• Электромеханические (их еще называют сервоприводными). Рабочие характеристики подобных аппаратов мало отличаются от стабилизаторов релейных. Единственная разница между первыми и вторыми – чуть более высокая цена.
• Электронные. Подобные устройства собирают на базе симистора или тиристора. Такие стабилизаторы отличаются хорошей мощностью, долговечностью, точностью реакции на скачки напряжения. При максимально быстром своем действии электронные устройства обеспечивают надёжную защиту от перепадов напряжения.
• Электронные двойного преобразования. Подобные стабилизаторы — самые дорогие из всех. При этом они хорошо защищают как отдельные бытовые приборы, так и всю электросеть в доме. Выделяют одно- и трехфазные устройства. Первые применяют в быту. Вторые — на крупных промышленных, коммерческих объектах. Стабилизаторы двойного преобразования способны сглаживать резкие перепады в диапазонах от 90 до 380 Вольт с отменной точностью.

ИБП (источник бесперебойного питания)

Источник бесперебойного питания (ИБП) APC Back-UPS CS 650VA/400W

Главная задача ИБП — не защита от высокого напряжения, а обеспечение автономного резервного электроснабжения при резких и непродолжительных отключениях энергии. Подобные аппараты особенно нужны в частных домах, если в поселке остро стоит проблема частого отключения света.

Есть также разновидность источника бесперебойного питания с функцией стабилизатора. Если случится резкий высокий скачок напряжения, такой ИБП способен мгновенно переключиться на резервное питание и выровнять параметры Вольт в сети до оптимальных.

Датчик перепадов напряжения

Сетевой фильтр MOST EHV 2м (белый)

Это небольшое устройство, так же как и реле, контролирует скачки напряжения в сети. Но его монтируют сразу с УЗО (устройством защитного отключения). Если датчик выявляет нарушение сетевых параметров, он провоцирует утечку тока. В этом случае УЗО обнаруживает её и отключает питание на дом в аварийном режиме.

Установка УЗИП — ограничители импульсного перенапряжения, правильный монтаж и подключение

Ограничители импульсного перенапряжения — скачкообразное напряжение атмосферного происхождения является основной причиной выхода из строя электронного оборудования и простоев производства. Наиболее опасный тип перенапряжения вызван прямыми ударами молнии.

Фактически, молния создает пики тока, которые генерируют перенапряжения в сети электропередачи и передачи данных, последствия которых могут быть чрезвычайно нежелательными и опасными для систем, сооружений и людей. У разрядников для защиты от перенапряжений есть много применений, от защиты дома до коммунальной подстанции.

Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого дома, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях. В данной публикации мы расскажем как правильно подключать ограничители импульсного перенапряжения, и покажем схемы соединения. В частности здесь речь пойдет о конкретном устройстве ОИН-1.

Для чего нужен ОИН-1 и его функциональные возможности

Прибор ограничителя импульсных напряжений в первую очередь нужен для защиты электрической сети переменного тока 380/220v. Скачкообразные, импульсные напряжения, многократно превышающие штатные значения, могут возникать из-за грозовых разрядов.

Кроме этого, действующее сетевое напряжение может изменяться в следствия бросков тока в электросети. Возникают они как правило во время подсоединения к сети либо отключения каких либо мощных электрических устройств.

В схему прибора ОИН-1 включен мощный варистор, выполняющий функции разрядника, которые применялись в устройствах более старшего поколения.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений в силовом щитке

В этом варианте прибор подключен к защищаемой электрической цепи по параллельной схеме.

В случае каких либо возникших аварийных ситуаций, когда штатное напряжение начинает периодически «прыгать» до критического уровня, тогда устройство защиты мгновенно сработает.

Принцип действия защиты заключается в следующем. Во время образования в силовой цепи внезапного подъема напряжения, например, от грозового разряда. При этом на варисторе снижается сопротивление, и как следствие возникает короткое замыкание, после чего срабатывает автомат и отключает электрическую цепь. Установленные в этом силовом тракте, после варистора, различные приборы не получат повреждений, благодаря тому, что вовремя сработали ограничители импульсного перенапряжения.

В процессе эксплуатации ОИН-1 он может получить повреждения, чтобы убедится в его исправности, нужно ориентироваться на показание встроенного индикатора. В случае, если индикатор отображается зеленым цветом, то прибор находится в рабочем состоянии, а если индикатор покраснел, тогда устройство защиты подлежит замене.

Область использования

Защитный ограничитель напряжения ОИН-1 очень востребован при монтаже электро сетей, его практически всегда устанавливают в распределительных щитках на входе в помещение. А подключается он в цепь непосредственно перед прибором учета электроэнергии, то есть и сам счетчик будет под защитой от перенапряжения.

Кроме этого, данный прибор используется для защиты от перенапряжений, начиная от жилого дома до коммунальной подстанции. Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого помещения, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях.

Технические параметры

№	Таблица основных характеристик ОИН-1:	Значение
1	Стандартное напряжение	220 В
2	Номинальный разрядный ток	6
3	Максимальный РТ	13
4	Остаточное напряжение	2200
5	Уровень защиты	не ниже IР21
6	Температурный режим	от -50 до +55
7	Параметры устройства (размеры)	80 × 17,5 × 66,5
8	Вес	0,12 кг
9	Срок службы	3–3,5 года