Как защитить бытовую технику от перепадов напряжения в электрической сети

Довольно часто при сильных перепадах напряжения в электрической сети выходит из строя та или иная бытовая техника. В настоящее время много моделей имеют встроенные контролеры, которые способны защитить бытовой прибор от скачков, но, к сожалению, не все. Для того чтобы предотвратить поломки вашей бытовой техники необходимо иметь одно или несколько защитных устройств от перепадов и скачков напряжения в сети.

Чтобы правильно подобрать защитное устройство от перепадов напряжения необходимо знать общую потребляемую мощность вашей бытовой техники или отдельно взятого прибора. Сегодня таким устройством защиты может быть: сетевой фильтр, реле контроля напряжения, стабилизатор напряжения или источник бесперебойного питания. Рассмотрим более детально каждый из приборов и их особенности.

1.  Сетевые фильтры

Наиболее доступный вариант защиты для одного бытового электрического прибора. В просторечье пилот эффективен только для маломощного оборудования, такого как: компьютер, музыкальный центр, видеосистема. Сетевой фильтр способен защитить от небольших перепадов. При сильном скачке напряжения данный прибор, скорее всего, сгорит, но защитит ваше оборудование.

2. Реле контроля напряжения

Это небольшое устройство, благодаря которому ваша техника будет защищена от падения или роста напряжения в сети. В случае угрозы данный прибор просто обесточивает ваш дом или саму бытовую технику, которая через него подключена. После нормализации напряжения в сети данное реле включается автоматически с выдержкой времени и напряжение снова поступает в дом.

Есть недорогие модели, которые можно подключать через розетку непосредственно к бытовой технике (компьютер, холодильник, телевизор и так далее). Фильтры напряжения — это более мощные и дорогие варианты подобного реле, которые монтируются в щитках и способны контролировать электропитание квартиры или дома. Наиболее популярные фильтры: АЗМ 40, расшифровывается как — автоматический защитный модуль и УЗМ 50 — защитное устройство многофункциональное.

3. Стабилизаторы напряжения

Данные устройства не только осуществляют контроль сети, но и дополнительно к этому стабилизируют его, точнее выравнивают напряжение до 220 вольт, если оно ниже или выше нормы. Впрочем, работают они в определенных интервалах, если напряжение стало выше 280 вольт или ниже 160 вольт стабилизатор отключает питание от сети. Так же, как и реле напряжения, стабилизаторы можно ставить как на целый дом, так и на определенную бытовую технику. Перед покупкой стабилизатора необходимо высчитать общую мощность потребителей электроэнергии в доме и ко всему этому добавить запас мощности около 20-30 процентов.

4. Источники бесперебойного питания

Данные устройства служат для бесперебойной работы того или иного оборудования при отключении электропитания. Наиболее широко применяются для персональных компьютеров, чтобы не потерять данные, а также для обеспечения бесперебойной работы отопительных систем (газовых котлов, циркуляционных насосов, автоматики). Подключить такой прибор можно самостоятельно. При пропадании напряжения автоматически включается и у вас есть время для сохранения информации и отключения компьютера. Наиболее мощные устройства бесперебойного питания способны поддерживать оборудование в вашем доме в рабочем состоянии от несколько часов и более. При пропадании или понижении напряжения в сети ниже нормы или повышении напряжения выше 270 вольт автоматически переключается на автономную работу.

Полезно прочитать также: Установка газового котла: основные параметры питающей электросети

Как защитить технику от скачков напряжения? Защитные устройства для электроприборов

Скачки напряжения и другие нарушения нормальной работы однофазных и трехфазных электрических сетей приводят к выходу из строя дорогостоящего промышленного оборудования, угрожают здоровью и даже жизни персонала предприятий и рядовых жителей. Для предотвращения опасных ситуаций применяют устройства защиты электросети, которые значительно повышают безопасность эксплуатации техники и сохраняют ее рабочие характеристики.

Основные причины возникновения перепадов напряжения в сети

Скачки параметров электросети различаются величиной отклонения от номинального значения и продолжительностью, что зависит от причины их возникновения. Самые распространенные:

• Высокая нагрузка на электросеть, включение слишком мощного потребителя электроэнергии, при котором происходит резкое проседание сетевого тока. При его выключении происходит обратная картина – наблюдается резкий скачок параметров.
• Обрыв нулевого провода, выравнивающего параметры напряжения. При его обрыве одни потребители получают электропитание с заниженными характеристиками, другие – с завышенными, что может повредить технику, не оснащенную устройствами защиты от скачков напряжения.
• Применение некачественных комплектующих при прокладке электрической проводки, ее сильный износ, нарушение правил монтажа (перепутывание проводов ноля и фазы), акты умышленного вандализма.
• Удар молнии. Это очень опасный фактор, способный вызвать внезапное перенапряжение до тысяч вольт. Реакция защитных устройств может запоздать.

Вероятные последствия нестабильности параметров электрической сети

Производители электрооборудования в технической документации указывают допустимый интервал напряжений, в котором оно сохраняет рабочие характеристики. Но длительная работа техники при параметрах сети, близких к верхней и нижней границам допустимого интервала, приводит к ее быстрому износу и резкому сокращению эксплуатационного периода.

Резкие скачки параметров сети приводят к серьезным поломкам или полному выходу оборудования из строя. В этом случае договоры о гарантийном обслуживании не действуют. Владелец техники может выбрать один из двух вариантов: нести все расходы по ремонту или замене электрооборудования самостоятельно или предъявить претензии поставщику электроэнергии, доказывать вину которого очень сложно и долго. Более рациональный способ, как защитить сеть или отдельную технику от скачков напряжения, – установка устройств защиты.

Ассортимент защитных устройств

Рациональный способ защиты оборудования и электроприборов от скачков напряжения в сети выбирают в зависимости от характера проблемы и причины ее возникновения.

Сетевые фильтры

Производители предлагают несколько типов сетевых фильтров для защиты питания от скачков напряжения:

• Магистральные. Защищают от индустриальных импульсных помех значительной мощности. Эффективны для защиты техники от грозовых разрядов.
• Заземления. Разделяют линии заземления и защищают определенную группу электронного оборудования.
• Трансформаторные. Защищают от индустриальных помех. Обеспечивают гальваническую развязку входной цепи питания и выходной цепи нагрузки.
• Помехоподавляющие. Защищают электронное оборудование от атмосферных и индустриальных помех, которые распространяются по электросети.

Реле защиты

К устройствам защиты от перепадов параметров сети относится реле контроля напряжения РКН, которое состоит из двух блоков – измерительного и исполнительного.

Первый блок непрерывно контролирует параметры сети и генерирует сигнал при выходе значений за установленный интервал. Второй блок отключает электропотребителей. При восстановлении нормальных параметров электросети измерительный блок РКН генерирует команду на включение электрооборудования с установленной временной выдержкой, которая длится от нескольких секунд до 15 минут. Но такие приборы не могут защитить потребителей от импульсных скачков сетевых параметров и обеспечить их стабильность.

Стабилизаторы напряжения

Эти защитные устройства позволяют обезопасить электроприборы и технику от скачков напряжения путем поддержания выходных параметров тока на требуемом уровне. Производители предлагают стабилизаторы, адаптированные к применению в быту или определенной отрасли н/х. Тип стабилизатора выбирают в зависимости от типа сети (однофазная или трехфазная), мощности подключаемого электрооборудования.

По принципу действия наиболее популярны электромеханические и электронные стабилизаторы. Приборы первого типа рекомендуются для применения в промышленных сетях благодаря устойчивости к помехам. Они могут использоваться для высокочувствительного оборудования – медицинского, дорогого промышленного, банковского, аудио- и видеотехники. Электронные стабилизаторы чаще имеют бытовое применение.

Источники бесперебойного питания

Эти приборы решают проблему некачественного централизованного электропитания или полного его исчезновения. В аварийном режиме работы ИБП для питания защищаемого оборудования используют энергию аккумуляторных батарей. Устройства эффективны при слишком высоком или низком напряжении, пульсациях амплитуды, колебаниях частоты, переходных процессах.

Какую систему защиты электрооборудования от перенапряжения и других проблем в сети лучше выбрать

Подходящее защитное устройство выбирают в соответствии с проблемой, которую необходимо решить:

• Сетевой фильтр. Устраняет сетевые помехи и перенапряжения. Неэффективен при скачках напряжения, прекращении электропитания.
• РКН. Защитное реле эффективно при выходе сетевых параметров за установленные пределы. Неспособно компенсировать скачки внутри установленного интервала, устранить сетевые помехи. Не выполняет защитные функции при исчезновении электропитания.
• Стабилизатор. Помогает при сетевых помехах, скачках внутри установленных пределов и за пределами. Не работает при обрыве электропитания.
• ИБП. Эффективен практически при всех проблемах электросети – скачках параметров тока, помехах, обрыве питания. Минус – период работы в аварийном режиме ограничен ресурсом аккумуляторной батареи.

Как выбрать наилучшую технологию для устройств защиты от перенапряжения

Эпоха сетевых электронных технологий вызывает растущую потребность во всех видах снижения рисков. Поскольку ваша организация, несомненно, вложила значительные средства в различные электронные устройства, работающие в вашей сети, крайне важно предпринять шаги, необходимые для их защиты от угроз, которые могут их повредить или разрушить. Одной из наиболее фундаментальных мер, которые вы должны предпринять, является развертывание устройств защиты от перенапряжения (SPD), чтобы защитить вашу сетевую электронику от скачков напряжения и скачков напряжения, также известных как переходные процессы напряжения.

При оценке и выборе защиты от перенапряжений важно выбрать лучший продукт для каждой конкретной задачи. Это не так просто, как купить SPD одного типа и подключить его к каждому устройству, которое у вас есть в помещении. На самом деле, существует множество различных типов технологий защиты от перенапряжений. Тремя наиболее часто встречающимися основными компонентами являются металлооксидные варисторы (MOV), кремниевые лавинные диоды (SAD) и газоразрядные трубки (GDT). Каждый из них разработан с различными основными компонентами для выполнения «грязной работы» по рассеиванию скачков напряжения вдали от ваших критически важных устройств. Большинство устройств защиты от перенапряжения построены на основе одной из этих трех технологий, каждая из которых обычно определяется возможностями этого компонента. Также доступны гибридные многоступенчатые модели, которые содержат несколько компонентов для лучшего охвата.

Знание определений и различий между тремя технологиями поможет вам выбрать правильное решение для защиты от перенапряжений для важных сетевых электронных устройств. Вот более полный взгляд на эти технологии, а также несколько примеров лучших приложений для каждой из них.

Металлооксидные варисторы

Металлооксидный варистор, или MOV, представляет собой биполярное керамическое полупроводниковое устройство, используемое в цепях электропитания, которые напрямую подключены к сети переменного тока и питаются от нее. MOV, наиболее часто используемая технология для устройств защиты от перенапряжения, чаще всего встречается в широко доступных удлинителях для защиты от перенапряжения, предназначенных для защиты потребительских устройств, подключенных к розеткам. Эта технология работает, изменяя его сопротивление в зависимости от напряжения, проходящего через него в любой момент времени. Когда через MOV проходит большой ток, значение его сопротивления уменьшается, отводя потенциально разрушительную энергию на землю, защищая уязвимые компоненты схемы и предотвращая повреждение системы.

Этот тип технологии защиты от перенапряжений имеет некоторые недостатки, особенно когда вы рассматриваете возможность его коммерческого использования. Металлооксидные варисторы не выдерживают длительного перенапряжения — их можно использовать только для кратковременной защиты от перенапряжения. Кроме того, хотя MOV являются довольно прочными компонентами, способными поглощать сильные скачки напряжения в начале срока службы, со временем они ухудшаются. В конце концов, они больше не смогут выполнять свою работу и должны быть заменены.

Кремниевые лавинные диоды

Кремниевые лавинные диоды, или SAD, являются наиболее часто используемой технологией защиты от перенапряжения для высокоскоростной передачи данных, низковольтных приложений постоянного тока и сетевых устройств. Обладая более быстрым временем отклика, чем MOV, SAD рассчитаны на лавинный пробой, тип умножения электрического тока, который вызывает внезапное и быстрое увеличение тока и, таким образом, обеспечивает защиту цепи, к которой он подключен.

В типичном диоде лавина может привести к катастрофическому отказу. Однако, поскольку кремниевые лавинные диоды спроектированы так, чтобы контролировать лавину, диоды способны противостоять этому явлению и оставаться неповрежденными.

В отличие от MOV, они не увеличивают емкость цепи, позволяя данным свободно перемещаться по сети, при этом обеспечивая надежную защиту от перенапряжения, которая необходима для любого сетевого устройства для предотвращения потери пакетов и проблем с пропускной способностью. SAD — это чрезвычайно быстро реагирующие компоненты, обеспечивающие более быструю защиту от перенапряжения, чем MOV, но менее надежные, требующие меньшего перенапряжения для самопожертвования и необходимости замены.

Газоразрядные трубки 9Газоразрядные трубки 0002, или GDT, традиционно являются самым сильным доступным компонентом защиты от перенапряжения. Они функционируют, обеспечивая соединение между линией электропередачи и линией заземления, с инертным газом в качестве проводника между двумя линиями. Когда напряжение в сети ниже определенного уровня, газ не проводит электричество. Однако при скачке или скачке напряжения молекулы газа распадаются на положительные и отрицательные ионы. Теперь ионизированный газ становится чрезвычайно эффективным проводником и начинает передавать ток на линию заземления, отводя выброс от защищаемого им устройства. После прохождения волны ионы рекомбинируют, превращаясь в молекулы газа.

ГДТ имеют ряд преимуществ перед другими типами устройств защиты от перенапряжения. Благодаря надежному экранированию они обеспечивают защиту от очень больших перенапряжений и идеально подходят для защиты устройств, установленных снаружи, и других установок, где возможны удары молнии или другие мощные события. Кроме того, они, как правило, очень малы, что упрощает установку на устройствах с ограниченным пространством. Однако, с другой стороны, они также являются самым медленно реагирующим компонентом защиты от перенапряжений. По этой причине они не идеальны для быстрых путешествий, внезапных всплесков.

Гибридные устройства защиты от перенапряжения

Иногда не существует единственной наилучшей технологии для обеспечения защиты критически важных устройств — наиболее надежную защиту можно обеспечить с помощью комбинации методов. В этих случаях разумно рассмотреть гибридный сетевой фильтр.

Гибридные устройства защиты от перенапряжения бывают различных конфигураций. Одной из наиболее часто используемых комбинаций является кремниевый лавинный диод и газоразрядная трубка. Сочетание этих двух технологий позволяет использовать преимущества каждой из них в отдельности. В то время как SAD предлагает более быстрое время отклика, GDT может выдержать гораздо больший скачок и отвести его от сети и всех подключенных устройств.

При выборе защиты от перенапряжения для важных устройств учитывайте основные компоненты устанавливаемой защиты от перенапряжения. Гибридные конструкции позволяют вам использовать лучшее из всех миров. Вы также обнаружите, что многие из этих компонентов можно найти как в модульных, так и в немодульных устройствах защиты от перенапряжения, что упрощает настройку вашего решения в соответствии с конкретными потребностями вашей системы.

Хотя каждый тип технологии, упомянутой здесь, обеспечивает определенный уровень защиты от перенапряжения, перед принятием решения о покупке вам следует обсудить свои потребности со знающим поставщиком. Таким образом, вы можете быть уверены, что устанавливаете правильный тип и уровень защиты, чтобы ваши устройства функционировали и были достаточно защищены от неблагоприятных событий питания.

Об авторе: Майкл Молинари имеет более чем 19-летний опыт продаж и проектирования электрооборудования, в том числе систем защиты от перенапряжения и резервных батарей ИБП. В качестве директора по маркетингу DITEK он отвечает за маркетинговую и коммуникационную стратегии компании, а также за общий брендинг и имидж.