Jak chránit zařízení před přepětím? Ochranná zařízení pro elektrické spotřebiče

Přepětí a jiná narušení normálního provozu jednofázových a třífázových elektrických sítí vedou k selhání drahých průmyslových zařízení a ohrožují zdraví a dokonce i životy zaměstnanců podniku a běžných obyvatel. K prevenci nebezpečných situací se používají elektrická ochranná zařízení, která výrazně zvyšují bezpečnost provozu zařízení a zachovávají jeho výkonnostní charakteristiky.

Hlavní příčiny poklesu napětí v síti

Skoky v parametrech elektrické sítě se liší velikostí odchylky od jmenovité hodnoty a dobou trvání, která závisí na příčině jejich vzniku. Nejběžnější:

• Vysoké zatížení elektrické sítě, zapínání příliš výkonného spotřebiče elektřiny, což způsobuje prudký pokles síťového proudu. Když je vypnutý, objeví se opačný obraz – je pozorován ostrý skok v parametrech.
• Přerušte nulový vodič, který vyrovnává parametry napětí. Pokud se rozbije, někteří spotřebitelé dostávají proud s podhodnocenými charakteristikami, jiní s nadhodnocenými, což může poškodit zařízení, která nejsou vybavena přepěťovými ochranami.
• Použití nekvalitních komponentů při pokládce elektrického vedení, jeho silné opotřebení, porušení pravidel instalace (záměna nulových a fázových vodičů), činy úmyslného vandalismu.
• Úder blesku. Jedná se o velmi nebezpečný faktor, který může způsobit náhlé přepětí až tisíců voltů. Reakce ochranných zařízení může být zpožděná.

Možné důsledky nestability parametrů elektrické sítě

Výrobci elektrického zařízení v technické dokumentaci uvádějí přípustný rozsah napětí, ve kterém si zachovává výkonnostní charakteristiky. Ale dlouhodobý provoz zařízení s parametry sítě blízkými horní a dolní hranici přípustného intervalu vede k rychlému opotřebení a prudkému zkrácení doby provozu.

Náhlé změny parametrů sítě vedou k vážným poruchám nebo úplnému selhání zařízení. V tomto případě nejsou smlouvy o záručním servisu platné. Majitel zařízení si může vybrat jednu ze dvou možností: nést veškeré náklady na opravu či výměnu elektrozařízení sám nebo uplatnit reklamaci u dodavatele elektřiny, jehož vinu je velmi obtížné a zdlouhavé dokazovat. Racionálnějším způsobem ochrany sítě nebo jednotlivých zařízení před přepětím je instalace ochranných zařízení.

Řada ochranných zařízení

Racionální způsob ochrany zařízení a elektrických spotřebičů před přepětím v síti se volí v závislosti na povaze problému a příčině jeho výskytu.

Síťové filtry

Výrobci nabízejí několik typů přepěťových ochran pro ochranu napájení před přepětím:

• Kufr. Chrání před průmyslovým impulsním šumem značného výkonu. Efektivní pro ochranu zařízení před výboji blesku.
• Základy. Oddělte zemnící vedení a chraňte určitou skupinu elektronických zařízení.
• Transformátor. Chrání před průmyslovým rušením. Zajistěte galvanické oddělení obvodu vstupního napájení a obvodu výstupní zátěže.
• Potlačení hluku. Chraňte elektronická zařízení před atmosférickým a průmyslovým rušením, které se šíří elektrickou sítí.

Ochranné relé

Mezi ochrany proti změnám parametrů sítě patří napěťové kontrolní relé RKN, které se skládá ze dvou bloků – měřicího a akčního. První blok nepřetržitě monitoruje parametry sítě a generuje signál, když hodnoty překročí nastavený interval. Druhý blok vypíná elektrické spotřebiče. Po obnovení normálních parametrů elektrické sítě vygeneruje měřicí jednotka RKN povel k zapnutí elektrického zařízení s nastaveným časovým zpožděním, které trvá od několika sekund do 15 minut. Taková zařízení však nemohou chránit spotřebitele před pulzními rázy v parametrech sítě a zajistit jejich stabilitu.

Přepěťové ochrany

Tato ochranná zařízení umožňují chránit elektrické spotřebiče a zařízení před napěťovými rázy udržováním parametrů výstupního proudu na požadované úrovni. Výrobci nabízejí stabilizátory přizpůsobené pro použití v každodenním životě nebo specifickém zemědělském sektoru. Typ stabilizátoru se volí v závislosti na typu sítě (jednofázová nebo třífázová) a výkonu připojeného elektrického zařízení.

Podle principu činnosti jsou nejoblíbenější elektromechanické a elektronické stabilizátory. Zařízení prvního typu jsou doporučována pro použití v průmyslových sítích kvůli jejich odolnosti proti rušení. Lze je použít pro vysoce citlivá zařízení – lékařská, drahá průmyslová, bankovní, audio a video zařízení. Elektronické stabilizátory se často používají pro domácí účely.

Záložní napájení

Tato zařízení řeší problém nekvalitního centralizovaného napájení nebo jeho úplného vymizení. V nouzovém režimu UPS využívá energii baterie k napájení chráněného zařízení. Zařízení jsou účinná, když je napětí příliš vysoké nebo nízké, zvlnění amplitudy, kolísání frekvence a přechodové jevy.

Jaký systém ochrany elektrického zařízení před přepětím a jinými problémy se sítí je nejlepší zvolit?

Vhodné ochranné zařízení se vybírá podle problému, který má být řešen:

• Přepěťový filtr. Eliminuje rušení sítě a přepětí. Neefektivní při přepětí nebo výpadku proudu.
• RKN. Ochranné relé je účinné, když parametry sítě překročí stanovené limity. Nelze kompenzovat přepětí v nastaveném intervalu nebo eliminovat rušení sítě. Neplní ochranné funkce v případě výpadku napájení.
• Stabilizátor. Pomáhá při rušení sítě, přepětí v rámci i mimo stanovené limity. Nefunguje, pokud dojde k výpadku napájení.
• UPS. Efektivní téměř ve všech problémech elektrické sítě – přepětí v aktuálních parametrech, rušení, výpadek proudu. Mínus – doba provozu v nouzovém režimu je omezena výdrží baterie.

Ochrana před přepětím v síti je velmi důležité opatření, které nejen prodlouží životnost elektrického vedení, ale také zajistí jeho bezpečný provoz během přepětí. Pokud v elektrické síti dojde k přepětí a neexistuje vhodná ochrana, dochází k selhání domácích spotřebičů, což je následně plné požáru. Níže se budeme zabývat hlavními příčinami přepětí a také zařízeními, která ochrání elektrické vedení před ničivými důsledky tohoto jevu.

Hlavní příčiny

Nejčastěji dochází k přepětí v síti 220 a 380 voltů z následujících důvodů:

1. Přerušení nulového vodiče na napájecím vedení. Nulový vodič zajišťuje symetrii napětí ve fázích napájecí sítě s různými hodnotami zatížení ve fázích. V případě přerušení nulového vodiče se napětí v každé z fází mění v závislosti na rozdílu zatížení ve fázích: na méně zatížené fázi prudce stoupá až na 300 nebo více voltů a na více zatížené fázi prudce klesá na hodnoty pod 200 V. Proto bez ochrany proti přepětí při vysokém napětí mohou domácí spotřebiče selhat téměř okamžitě a při nízkém napětí nebudou elektrické spotřebiče fungovat správně. Zároveň existuje vysoká pravděpodobnost selhání elektrických spotřebičů, v jejichž konstrukci jsou elektromotory (kompresory).
2. Chyba při připojení v elektrickém rozvaděči. Pokud je v domě nainstalován třífázový vstup a při připojení jednofázového vedení 220 V byl omylem připojen druhý fázový vodič místo nuly, pak se v zásuvce místo 220 V objeví 380 V.
3. K přepětí došlo v důsledku bouřky zasažené elektrickým vedením (proto se doporučuje během bouřky vypnout všechny domácí spotřebiče a také nainstalovat na místě ochranu před bleskem).
4. Spínací přepětí. V případě nouzových situací v elektrické síti: zkraty na sousedních vedeních, náhlé změny zatížení v důsledku odpojení (připojení) úseku elektrické sítě, nehody v elektrárnách, mohou být pozorovány poklesy napětí, které v závislosti na velikosti mohou negativně ovlivnit provoz domácích elektrických spotřebičů.

Vizuální video příklad účinku přepětí

Jak vidíte, mnoho faktorů, včetně přírodních, ovlivňuje přetížení v jednofázových a třífázových sítích. Proto musí být domácí rozvody chráněny, aby se nestaly obětí nehody.

Zařízení na ochranu proti přepětí

V moderním světě existuje mnoho různých zařízení pro ochranu před přepětím v síti, která lze snadno připojit vlastníma rukama. Podívejme se na zařízení, která se používají k ochraně před nežádoucími poklesy napětí.

Mezi nejužitečnější pro použití v domě a bytě patří:

1. StabilizátorToto zařízení převádí (stabilizuje) vstupní napětí na napětí dané hodnoty. Instalace stabilizátoru je relevantní, pokud v síti dochází k neustálým poklesům napětí. Je třeba vzít v úvahu, že stabilizátor pracuje pouze při napětí, které nepřekračuje přípustné hodnoty uvedené v jeho technických specifikacích. V případě přepětí nad přípustné limity může stabilizátor selhat. Proto je nutné zvolit stabilizátor napětí s vestavěnou ochranou proti přepětí, a pokud taková funkce neexistuje, nainstalovat napěťové relé pro ochranu. O tom, jak zapojit stabilizátor napětí, jsme hovořili v příslušném článku!
2. Napěťové reléToto ochranné zařízení, na rozdíl od SN, nepřevádí vstupní napětí. Napěťové relé je určeno k odpojení domovního rozvodu od elektrické sítě v případě nežádoucího přepětí (GOST 3699-82). Na relé jsou nastaveny minimální a maximální limity napětí a pokud dojde k přepětí nad nastavené limity, relé odpojí domovní rozvod, čímž chrání domácí spotřebiče. RN může být vyrobeno ve formě modulárního zařízení pro instalaci do rozvaděče (známá Barrier), zabudovaného do prodlužovacího kabelu (síťový filtr s odpovídající funkcí) a také ve formě elektrické zástrčky (například ZUBR). O tom, jak vybrat napěťové relé, jsme hovořili v samostatném článku.
3. Multifunkční ochranné zařízení (MPD)Toto zařízení lze instalovat do rozvaděče místo napěťového relé. UZM plní několik funkcí, jednou z nich je ochrana elektrické sítě před přepětím. Jak UZM-51M funguje a jak ho zapojit, jsme popsali v samostatném článku.
   
4. Jednotka nepřetržitého napájeníOpět mohu z vlastní zkušenosti potvrdit jeho účinnost. Více než desetkrát mi UPS zachránil počítač před náhlým vypnutím při sepnutí napěťového relé v elektrickém rozvaděči. „Zdroj nepřerušitelného napájení“ má nízkou cenu, takže je nesmírně nutné si tento typ ochrany proti přepětí pořídit, pokud máte počítač. Většina moderních zdrojů nepřerušitelného napájení má navíc vestavěný stabilizátor, což je obzvláště důležité pro počítačové vybavení, které je náchylnější k negativním dopadům přepětí než jakýkoli jiný domácí spotřebič. Přečtěte si, jak vybrat UPS, v našem článku: https://samelectrik.ru/sovety-po-vyboru-besperebojnika.html.
   
5. SPD. Před přepětím (které se vyskytuje během bouřek a může poškodit zařízení) se můžete chránit instalací přepěťové ochrany (SPD) ve vaší domácnosti. Toto zařízení je dnes poměrně populární a hojně se používá jak v každodenním životě, tak ve výrobě. Více podrobností o tom, co je SPD a jak funguje, jsme uvedli v samostatném článku, který vám důrazně doporučujeme přečíst. Je třeba poznamenat, že SPD lze také nazývat modulárními přepěťovými ochranami (MOA).
6. Kontaktování dodavatele energieDodávatel elektřiny je v souladu se smlouvou o dodávce elektřiny povinen zajistit normální (v rámci povolených limitů) úroveň napětí elektrické sítě v souladu s GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009). Pokud tedy máte trvale nadměrně nízké nebo naopak vysoké napětí, musíte se obrátit na dodavatelskou organizaci s odpovídající stížností. Nejúčinnější je podat kolektivní stížnost, protože individuální stížnosti jsou obvykle ignorovány. Kontaktování dodavatelské organizace je jediný způsob, jak problém vyřešit, pokud dojde k silným poklesům napětí, protože v tomto režimu jakýkoli SN rychle selže.

Nakonec doporučujeme zhlédnout užitečné video na téma článku:

Po instalaci potřebných zařízení lze zajistit ochranu před přepětím v síti 220 a 380 voltů, po které se nemusíte obávat poškození domácích spotřebičů, elektrického vedení a především svého života v nebezpečné situaci.

Zveřejněno 22.11.2014 Aktualizováno 18.01.2021 Alexandrem (administrátorem)