Меню

Защита от перепада напряжения от молнии

Как защитится от разрядов молнии и скачков напряжения?

Попадание молнии в дом

Вот приходит сезон летних гроз, который сопровождается многочисленными разрядами молний. Одно попадание разряда в ближайшую опору линии электропередач или даже в молниеприёмник здания или сооружения, которые находятся неподалёку от Вашего дома, может привести к огромному скачку напряжения в сети. Что в свою очередь выведет из строя Ваши бытовые приборы, а также может нанести вред жильцам и домашним животным.

В этой статье расскажу Вам, как защитится от этих природных разрядов, а так же от малых скачков напряжения в бытовых сетях электропередач.

Молниезащита зданий, загородного дома

Одним из важнейших этапов возведения любого дома, будь то частного загородного, или многоэтажного является не что иное, как организация системы молниезащиты. И действительно, при попадании молнии в дом, порча имущества и даже угроза жизни человека практически неизбежна. Ведь в результате удара молнии по зданию, вокруг образовывается электромагнитное поле, вследствие чего в электрической сети возникают сильнейшие перепады напряжения, что неизбежно ведет к порче бытовой техники. Но, при этом стоит понимать, что и это далеко не единственная угроза – удар молнии может также повредить и электрическую проводку, что может послужить причиной возникновения пожаров, грозящих порчей имущества жильцов, а порой и летальными исходами.
При обустройстве молниезащиты, как правило, применяются специальные конструкции в виде металлического троса или сетки, которые набрасываются на здание. Подобная система принимает весь удар на себя и успешно отводит заряд молнии в землю. Одним из главных достоинств подобной системы можно считать ее финансовую доступность и надежность. Но, согласитесь, массивная конструкция из арматуры, свисающая со стен и крыши – далеко не лучшее украшение фасада дома.
Ввиду этого весьма существенного недостатка, все большее распространение сегодня завоевывает система внешней активной защиты. Суть ее заключается в следующем: элементы конструкции ионизируют окружающий воздух, благодаря чему область действия защиты увеличивается. Таким образом, при ударе молнии, она притягивается специальной антенной и отводиться от дома на безопасное расстояние. Подобная система отличается долговечностью, экологичностью, надежностью и, несомненно, гораздо большей эффективностью. Никогда не забывайте, что правильное обустройство молниезащиты здания играет отнюдь не последнюю роль при его возведении, ведь от нее зависит не только сохранность имущества, но и жизнь, и здоровье людей.

Молния возле самолета

Ограничители импульсных перенапряжений и реле контроля

Для защиты домашней электрической проводки от молниевых разрядов обычно применяют ограничители импульсных перенапряжений (разрядники). Принцип их работы заключается в следующем: при прохождении сверх напряжения происходит мгновенное открытие варисторного модуля и сводит его в заземление. При нормальном напряжении в сети он закрыт.
От более маленьких скачков напряжения в сети нам помогут реле контроля напряжения. Принцип работы их следующий: при прохождении в сети завышенного или наоборот заниженного напряжения это реле производит отключение нагрузки. После того как напряжение поднялось до номинального уровня, то есть 220 вольт ±10%, оно с выдержкой времени (до 3 минут), производит включение нагрузки.
Также для этих целей применяют стабилизаторы напряжение, достоинством их перед реле заключается в том, что они автоматически поднимают или понижают уровень напряжения в сети и лишь при больших перепадах производят отключение нагрузки. Стабилизатор напряжения — это довольно сложный электрический прибор. Его главным предназначением является поддержание стабильного напряжения на выходе в условиях устойчивого электрического тока, который подается на его вход. Благодаря бытовому стабилизатору домашние электроприборы остаются в целостности и сохранности. Конструктивно, электронный прибор состоит из электронных ключей и трансформатора и управляется с помощью микропроцессорного контролера. Минусом является их высокая стоимость.
Лишь при использовании комплексной защиты с применением разрядников и реле контроля напряжения или стабилизатора можно достичь хорошей защиты от неприятностей, несущих с собой грозы и атмосферные осадки. Большинство моделей стабилизаторов не защищают от грозовых разрядов. Однако есть и такие, которые обладают подобной защитой, например, устройство производства ростовской компании Бастион — Скат 11111 на 10 кВт или же менее мощная модель для защиты отопительных котлов и холодильников — Оптивольт 2000 на 1,5 кВт, производства Курского электроаппаратного завода.

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Образец стабилизатора напряжения

Выбрать стабилизатор довольно просто, если руководствоваться некоторыми правилами.
Стабилизаторы бывают однофазные и трех фазные, они значительно различаются по стоимости, потому сначала надо определиться какой из них наиболее целесообразно устанавливать в конкретном случае. Но даже если необходимость трех фазного стабилизатора вполне обоснована, лучше купить три однофазных стабилизатора и установить их на каждую фазу отдельно. Делается это для того, чтобы, в случае повреждения на одной из фаз, не происходило отключения всего питания. Кроме того это еще и дешевле обойдется.
После того как определились с типом стабилизатора, надо выбрать оптимальные характеристики напряжения который этот стабилизатор способен выдавать и стабильно поддерживать. Для этого необходимо произвести замер напряжения имеющегося в сети, причем производить этот замер надо в вечернее время суток, когда возникает пик нагрузок.
Еще одним параметром, на который необходимо обращать внимание при выборе стабилизатора является максимальная нагрузка, которую данный стабилизатор способен выдержать. Для того чтобы определить необходимую величину, надо суммировать мощность всех имеющихся в квартире потребителей и прибавить к полученной сумме еще тридцать процентов.
При установке стабилизатора необходимо помнить о том, что если мощность входного автомата будет меньше чем потребляемая мощность стабилизатора, то такой автомат будет постоянно выбивать. Поэтому надо поставить автомат с соответствующим номиналом.
Если напряжение в сети, в которую будет включаться приобретенный стабилизатор, колеблется в приделах от 170 В до 240 В, то вполне достаточно приобретения любого электромеханического или релейного стабилизатора. Если же напряжение в сети опускается ниже 170 В или поднимается выше 300 В, то необходимо использовать тиристорные стабилизаторы, имеющие более широкий диапазон величин допусков изменения входного напряжения.

Читайте также:  Подать от блока питания напряжение

Источник



Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) для частного дома

Бытовой УЗИП

Импульсным перенапряжением называется кратковременное резкое возрастание напряжения в электрической сети. Несмотря на то, что длится этот скачок совсем недолго (доли секунды), он чрезвычайно опасен как для линии, так и для подключенных к ней потребителей энергии. Чтобы не допустить повреждения кабеля и электрических приборов, используют устройства защиты от импульсных перенапряжений. В этом материале мы поговорим о том, что представляют собой эти приборы, каких видов они бывают, а также рассмотрим, как подключаются УЗИП для частного дома.

Причины возникновения импульсного перенапряжения

ИП может происходить как по технологическим, так и по природным причинам. В первом случае резкий перепад разности потенциалов происходит, когда на трансформаторной подстанции, откуда идет питание конкретной линии, возникает коммутационная перегрузка. Импульсное перенапряжение, вызванное природными причинами, случается, когда во время грозы мощный разряд бьет в молниезащиту сооружения или линию электрической передачи. Независимо от того, чем вызван скачок напряжения, он может быть очень опасен для домашней электросети, поэтому для эффективной защиты от него требуется подключить УЗИП.

Молния ударила в молниеотвод

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:

Разновидности УЗИП

Эти аппараты могут иметь один или два ввода. Включение как одновводных, как и двухвводных устройств всегда производится параллельно цепи, защиту которой они обеспечивают. В соответствии с типом нелинейного элемента УЗИП подразделяются на:

  • Коммутирующие.
  • Ограничивающие (ограничитель сетевого напряжения).
  • Комбинированные.

Разновидности УЗИП

Коммутирующие защитные аппараты

Для коммутирующих устройств, находящихся в обычном рабочем режиме, характерно высокое сопротивление. Когда происходит резкое увеличение напряжения в электрической сети, сопротивление прибора мгновенно падает до минимального значения. Основой коммутирующих аппаратов защиты сети являются разрядники.

Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)

Ограничитель импульсных перенапряжений также характеризуется высоким сопротивлением, плавно снижающимся по ходу возрастания напряжения и повышения силы электротока. Постепенное снижение сопротивления – это отличительная черта ограничивающих УЗИП. Ограничитель сетевого перенапряжения (ОПН) имеет в своей конструкции варистор (так называется резистор, величина сопротивления которого находится в нелинейной зависимости от воздействующего на него напряжения). Когда параметр напряжения становится больше порогового значения, происходит резкое увеличение силы тока, проходящего через варистор. После сглаживания электрического импульса, вызванного коммутационной перегрузкой или ударом молнии, ограничитель сетевого напряжения (ОПН) возвращается в обычное состояние.

Ограничитель сетевого напряжения

Комбинированные УЗИП

Устройства комбинированного типа сочетают в себе возможности коммутационных и ограничивающих аппаратов. Они могут как коммутировать разность потенциалов, так и ограничивать ее возрастание. При необходимости комбинированные приборы могут выполнять одновременно обе этих задачи.

Классы устройств защиты от ИП

Существует 3 класса аппаратов защиты линии от перенапряжения:

Устройства I класса устанавливаются в распределительном щите или вводном шкафу и позволяют обеспечить защиту сети от импульсного перенапряжения, когда электрический разряд во время грозы попадает в ЛЭП или молниезащиту.

Приборы II класса обеспечивают дополнительную защиту электрической линии от повреждений в результате удара молнии. Устанавливают их и в том случае, когда необходимо защитить сеть от импульсных скачков напряжения, вызванных коммутацией. Их монтируют после устройств I класса.

Читайте также:  Свойство внимания для снятия напряжения

Рассказ про УЗИП от специалистов компании ABB на видео:

Аппараты класса I+II обеспечивают защиту отдельных жилых домов. Монтаж этих приборов производится неподалеку от электрического оборудования. Они играют роль последнего барьера, сглаживающего остаточное перенапряжение, которое, как правило, имеет незначительную величину. Устройства этого класса выпускаются в виде специализированных электророзеток или вилок.

Разновидности УЗИП

Одновременная установка устройств I, II и III класса гарантирует трехступенчатую защиту электрической линии от импульсных скачков напряжения.

Как подключить УЗИП в частном доме?

Защитные устройства могут включаться в бытовые электрические сети (с одной фазой и рабочим напряжением 220В) и в токоведущие линии промышленных объектов (три фазы, 380В). Исходя из этого, полная схема подключения УЗИП предусматривает воздействие соответствующего показателя напряжения.

Если роль заземления и нулевого проводника играет общий кабель, то в такой схеме устанавливается простейшее одноблоковое УЗИП. Подключается он следующим образом: фазная жила, подключенная ко входу защитного устройства – выходной кабель, соединенный с общим защитным проводником – защищаемые электроприборы и оборудование.

В соответствии с требованиями современной электротехнической документации нулевой и заземляющий проводники объединяться не должны. Исходя из этого, в новых домах для защиты цепи от скачков напряжения применяется двухмодульный аппарат, имеющий три отдельных клеммы: фаза, нейтраль и заземление.

Подключение УЗИП – схема в линии TNC и TNS

В таком случае включение устройства в схему производится по другому принципу: фаза и нулевой кабель идут на соответствующие клеммы УЗИП, а затем шлейфом на подсоединенное к линии оборудование. Заземляющий проводник также подключается к своей клемме защитного прибора.

В каждом из описанных случаев чрезмерный ток, возникающий при перенапряжении, уходит в землю по кабелю заземления или общему защитному проводу, не оказывая воздействия на линию и подсоединенное к ней оборудование.

Ответы на вопросы про УЗИП на видео:

Заключение

В этой статье мы рассказали о том, что же такое УЗИП, каких типов бывают эти устройства и как они классифицируются, а также разобрались с тем, как производится их подключение к защищаемой цепи. Напоследок нужно сказать, что использование этого прибора, в отличие от УЗО, в линии электропитания частного дома обязательным не является. Включение его в сеть в каждом отдельно взятом случае требует учета индивидуальной заземляющей схемы, а также размещения ГЗШ и вводного автомата. Поэтому перед покупкой и установкой УЗИП настоятельно рекомендуем воспользоваться консультацией опытного электрика.

Источник

Защита домашней электропроводки от грозовых перенапряжений

Грозовой разряд очень опасен, так как его величина может достигать нескольких сотен тысяч вольт. После каждой грозы выходит из строя техника, повреждаются линии электропередач, а также могут пострадать люди. Куда ударит молния определить нельзя, поэтому ошибочно полагать, что это явление обойдет стороной ваш дом.

Молния может ни разу не попасть в тот или иной участок электросетей и соответственно опасность грозы может недооцениваться. Если молния за несколько лет ни разу не попала в тот или иной участок электросети, то это не значит, что такая возможность исключена.

гроза и молния

Возникновение в бытовой электросети грозового перенапряжения при отсутствии соответствующей защиты приведет к выходу из строя бытовых электроприборов, включенных в тот момент в сеть, а также существует опасность того, что пострадают жители дома. Следовательно, необходимо позаботиться о защите домашней электропроводки от грозовых перенапряжений, чтобы избежать возможных негативных последствий.

Прежде всего, следует отметить, что защиту от перенапряжений должны обеспечивать снабжающие организации путем установки на линиях электропередач соответствующих защитных устройств. Но, как часто бывает на практике, большинство воздушных линий электропередач находятся в неудовлетворительном состоянии и не имеют должной защиты от возможных перенапряжений. В таком случае вопрос защиты домашней электропроводки от возможных перенапряжений – это проблема самих потребителей.

Модульные ограничители перенапряжений

Модульный ограничитель перенапряжения

Для защиты электросетей на распределительных подстанциях, а также непосредственно на воздушных линиях электропередач применяются нелинейные ограничители перенапряжений, так называемые ОПН.

Основной конструктивный элемент данных защитных устройств – варистор, элемент с нелинейными характеристиками. Нелинейность характеристик заключается в изменении сопротивления варистора в зависимости от величины приложенного к нему напряжения.

В нормальном режиме работы электросети, когда напряжение находится в пределах номинальных значений, ограничитель напряжения имеет большое сопротивление и не проводит ток. В случае возникновения импульса перенапряжения, который возникает при попадании молнии в провода электрической сети, сопротивление варистора ОПН резко снижается до минимальных значений и нежелательный импульс уходит в заземляющий контур, к которому подсоединен ограничитель перенапряжения.

Ограничитель импульсных перенапряжений ОПС1

Таким образом, ОПН ограничивает скачки напряжения до безопасного уровня, тем самым защищая оборудование и потребителей от повреждения и других негативных последствий перенапряжений.

Читайте также:  При нагрузке просадка напряжения генератора

Для реализации защиты от перенапряжений в домашней электропроводке существуют компактные модульные ограничители перенапряжений. Такое защитное устройство устанавливается в домашний распределительный щиток и не занимает много места.

Модульный ОНП имеет такой же принцип работы, как и ограничители, применяемые в электросетях. Соответственно он будет работать только при наличии рабочего заземления электропроводки. В противном случае установка модульного ОПН будет бесполезна, так как в случае возникновения перенапряжения в сети опасный импульс не будет ограничен.

То есть для реализации защиты домашней электропроводки от грозовых перенапряжений при помощи модульного ограничителя перенапряжений обязательным условием должно быть наличие работоспособного заземления, предусмотренного конфигурацией электрической сети или же индивидуального заземляющего контура.

Реле напряжения

Реле напряжения

Что касается реле напряжения, а также устройств, имеющих соответствующую функцию (стабилизатор, источник бесперебойного питания и др.), то следует учитывать, что данные устройства могут работать в заданных пределах рабочего напряжения, их изоляция не способна выдерживать высокие напряжения.

Поэтому в случае попадания молнии грозовой импульс повредит реле напряжения и другие устройства, имеющие соответствующую функцию, не только выйдут из строя, но также повредятся другие электроприборы, включенные в сеть, так как опасный импульс пойдет дальше по электропроводке и включенным в сеть бытовым электроприборам.

То есть реле напряжения не может выполнять функцию защиты от грозовых импульсов. Но все же данное защитное устройство должно быть установлено в домашнем распределительном щитке.

Реле напряжения осуществляет отключение электропроводки в случае выхода напряжения за границы допустимых пределов, так как чрезмерное снижение или увеличение напряжения бытовой электрической сети может привести к выходу из строя бытовых электроприборов.

Сетевые фильтры

Сетевой фильтр

Большинство сетевых фильтров имеют встроенный варистор, то есть данные устройства осуществляют защиту включенных электроприборов от скачков напряжения. Многие люди приобретают сетевой фильтр и считают, что включенная в него техника будет защищена от возможных перепадов напряжения. Но при этом в большинстве случаев не учитывается тот факт, что варистор сетевого фильтра, как и в ограничителе напряжения, ограничивает опасный импульс перенапряжения только при наличии рабочего заземления электропроводки.

В сетевом фильтре варистор соединяет фазный или нулевой проводник электропроводки с защитным заземляющим проводником и в случае возникновения перенапряжения опасный импульс уходит в заземляющий контур по заземляющему проводнику, тем самым защищая электроприборы от повреждения. Поэтому включение сетевого фильтра в сеть, не имеющую рабочего заземления, сводит на нет защитную функцию – бытовые электроприборы не будут иметь защиты и в случае возникновения грозового импульса выйдут из строя.

Другие 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.

Многие люди при приближении грозы сразу отключают от сети телевизор, компьютер или другую технику, которая имеет внешнюю антенну или подключена к внешним кабельным сетям. После грозы, включив технику в сеть оказывается, что она вышла из строя по причине попадания грозового импульса через внешний кабель или антенну.

Какие меры защиты существуют в данном случае? Чтобы исключить возможное попадание грозового импульса через кабель необходимо его отключить от устройства. Например, отключить сетевой кабель от компьютера или маршрутизатора, либо если идет речь о телевизоре – отключить антенный кабель или кабель кабельного телевидения.

Существуют также специализированные грозозащитные устройства для защиты сетевых кабелей и устройств от разрядов молнии. Но данные устройства достаточно дорогие и соответственно в быту не используются. Более того, они могут оказаться вовсе неэффективными и не обеспечить защиту в случае необходимости.

Защита от импульсных перенапряжений

В заключении следует отметить, что попадание разряда молнии в бытовые электроприборы, электропроводку очень опасно для людей, находящихся в данный момент в непосредственной близости к данным электроприборам, элементам электропроводки. Если бытовой электроприбор, поврежденный разрядом молнии, можно отремонтировать либо приобрести новый, то для человека это может закончиться плачевно.

Также не исключено возгорание техники или электропроводки в результате попадания грозового импульса. Следовательно, нельзя пренебрегать защитой домашней электропроводки от грозовых перенапряжений, а также стараться по возможности отключать сетевые кабели и внешние антенны в случае приближения грозы.

Источник