как защитить свой дом от перегрузок
Если электроприборы в доме выключились сами по себе или от них начал исходить едкий запах; если свет неожиданно потускнел, а цифры на дисплее электронных часов мигают — скорее всего, в электросети произошёл скачок напряжения. В особо тяжёлых случаях сильные скачки напряжения могут привести к возникновению пожара, но даже небольшие колебания, если они происходят часто, негативно влияют на электроприборы, особенно точные электронные устройства.
Что такое скачки напряжения?
Скачками напряжения называют резкие всплески или падения электрического напряжения, которые выходят за границы нормального. Нормальным номинальным напряжением по новым стандартам ГОСТ для потребителей в однофазных сетях считается 230 вольт ±10%, то есть диапазон от 207 до 253 вольт. Для трёхфазных сетей это 400 ±10%, то есть диапазон от 360 до 440 вольт.
Значения, выходящие за пределы этих диапазонов, могут варьировать от всего лишь одного до тысяч вольт ― как, например, происходит, когда молния ударяет в линию электропередач или трансформатор.
Различаются скачки и по продолжительности, и в зависимости от неё могут называться также отклонениями, колебаниями или бросками напряжения.
Что вызывает скачок напряжения?
Резкие перепады напряжения могут быть вызваны различными причинами, но основные — это перегрузки сети, неисправная проводка, удары молнии и возобновление подачи электроэнергии после отключения.
Перегрузки сетиПерегрузки могут возникать, когда в сети потребляется больше мощности, чем те значения, на которые эта сеть была рассчитана. Чаще всего в отдельной квартире или частном доме эта ситуация возникает из-за злоупотребления удлинителями и разветвителями и подключения слишком большого количества электроприборов к одной розетке.
В масштабах многоквартирных домов или целых кварталов причина скачков напряжения также может состоять в одновременном включении электроприборов с высокой мощностью — таких как обогреватели, водонагреватели, кондиционеры, электрические плиты и печи.
Это приводит к падению параметров тока в сети. Когда мощные электроприборы отключаются, происходит резкий скачок.Оборудование трансформаторных подстанций рассчитано на определённые максимальные значения мощности. Большинство работающих сегодня подстанций проектировались по старым стандартам и не рассчитаны на современные нагрузки, поэтому подобные ситуации возникают довольно часто.
Ещё одним источником проблем может стать расположенный рядом промышленный, крупный торговый или общественный объект, подключённый к смежной линии электроснабжения. Пусковые токи, возникающие в момент включения электродвигателей — например, насосов или вентиляционной системы, — приводят к перепадам напряжения.
Неисправная электропроводка
Неисправная электропроводка – потенциальная причина скачков и колебаний напряжения внутри квартиры или дома. Неисправность понимается здесь в широком смысле: это может быть как физический износ (оголённые, повреждённые провода), так и ослабленные контакты, обрыв провода, неправильного выполненный монтаж или некачественные материалы, использованные при монтаже.
Неисправность электропроводки не всегда легко заметить, особенно если она скрыта за стенами.
Тем не менее, существуют определённые признаки, которые как минимум помогут определить наличие физических повреждений проводки. К ним относятся, например, следы подгорания на розетках; запах гари, исходящий от поводки или розеток; гудящий звук и частое срабатывание автоматических выключателей.
Если вы заметили эти признаки, немедленно выключите из розеток все электроприборы и, если возможно, отключите электричество. Для решения проблемы пригласите профессионального электрика.
Удар молнии
Молния очень редко повреждает электроприборы напрямую. Тем не менее она может причинить значительный ущерб, вызвав резкий перепад напряжения.
Как правило, проблема возникает в результате прямого удара молнии в линии электропередач. Это вызывает гигантский скачок напряжения, которое может измеряться в киловольтах.
Такой скачок гарантированно выведет из строя все устройства, включённые в розетки. Продолжительность импульса в этих случаях составляет всего несколько миллисекунд, и большинство аппаратов защиты просто не успеют сработать. Поэтому во время грозы следует обязательно отключать из розеток все электроприборы.
Похожее воздействие, хотя и в меньших масштабах, может оказать оборвавшийся и попавший на линию электропередач контактный троллейбусный или трамвайный провод. В этом случае превышение напряжения в сети составит несколько сотен вольт. Этого вполне достаточно для того, чтобы сгорели все электроприборы в ближайшем к месту аварии доме.
Отключения электроэнергии
Отключения электроэнергии обычно происходят в результате масштабных аварий в электросетях. Хотя само по себе отсутствие электричества, как правило, не вызывает серьёзных проблем, возобновление подключения часто к ним приводит, так как очень часто сопровождается внезапным скачком напряжения. В результате любые подключённые к сети приборы, не имеющие защиты, могут быть повреждены.
Как можно предотвратить скачки напряжения?
Полностью обезопасить себя от колебаний напряжения в сети невозможно, но в отдельных случаях можно снизить риск их появления или, как минимум, риск повреждения электроприборов.
Снизить риск возникновения перенапряжения можно, убедившись, что ваши электроприборы не перегружают сеть. Энергоёмкие приборы – такие, как кондиционеры или водонагреватели, – должны быть подключены в отдельную выделенную розетку, а ваша проводка должна соответствовать современным стандартам.
Несмотря на то, что внешних причин возникновения скачков напряжения чаще всего невозможно избежать, всё же можно минимизировать потенциальный ущерб — например, отключая все электроприборы во время сильной грозы.
Кроме того, можно использовать защитные устройства, блокирующие излишнее напряжение.
К ним относятся устройства ограничения перенапряжения, стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания с функцией стабилизации напряжения.
Как правильно подобрать защитные устройства?
Поскольку защитные устройства предназначены для разных целей, следует в первую очередь определить характер и частоту возникновения проблем в вашей сети.
Если перепады и скачки напряжения происходят относительно редко и являются непродолжительными, то речь идёт в основном о защите сети от потенциальных аварий. Для этого вам достаточно будет установить защитные сетевые устройства, которые не будут пропускать перепады и скачки напряжения в сеть.
Если перепады и скачки напряжения происходят часто, и при этом значения параметров тока нестабильны, лучше использовать стабилизаторы.
Если в дополнение к частым перепадам напряжения у вас происходят периодические отключения электричества, стоит приобрести источники бесперебойного питания
Даже если вы уже используете одно или несколько из этих устройств, это не отменяет необходимости всегда соблюдать правила безопасности: отключать все электроприборы из сети во время грозы; использовать отдельные розетки для электропечей, кондиционеров, водонагревателей и других приборов высокой мощности и всегда следить за состоянием электропроводки в вашем доме.
причины, способы защиты, куда жаловаться
В резких перепадах напряжения бытовой сети может быть косвенно виновна компания, предоставляющая услуги электроснабжения, но и велика вероятность, что такие процессы вызваны форс-мажорными обстоятельствами. Вне зависимости то причин, последствия для бытовых электроприборов могут быть фатальными. Собранная информация поможет узнать, чем вызваны скачки напряжения, как обезопасить электроприборы, куда подавать жалобу и требование по возмещению ущерба.
Определение термина
Под данным понятием подразумевается резкие перепады сетевого напряжения, выходящие за пределы допустимых отклонений. Напомним, что согласно действующим нормам допустимые отклонения напряжения не должны превышать от номинала, а предельно допустимые — Собственно, параметры, характеризующие качественное напряжение указываются в договоре на предоставление услуг. При этом описание допустимых пределов не должно противоречить действующим нормам.
Под данное определение попадает кратковременное перенапряжение и понижение напряжения, а также отклонения (длительностью более минуты) и колебания (продолжительность менее минуты). Под это описание также подходят импульсные перенапряжения, называемые бросками.
Броски напряжения негативно отражаются на качестве напряженияОсновные причины возникновения скачков напряжения в сети
Есть много причин различного характера, вызывающие отклонения напряжения от нормы в сети частного дома или квартиры. Рассмотрим наиболее распространенные случаи:
- Увеличение или уменьшение тока нагрузки в системе электроснабжения. Причина кроется в одновременном подключении к сети мощных электроприборов (электрические печи, бойлеры, масляные обогреватели и т.
- Перегрузка трансформаторной подстанции может стать причиной нестабильной работы ее оборудования. Проблема заключается в том, что большинство узлов энергосистем проектировались и строились более 30-40 лет назад, соответственно, они были рассчитаны на более низкую нагрузку. Для исправления ситуации необходима модернизация оборудования проблемных узлов, а это требует серьезных финансовых вложений.
- Причинами кратковременных скачков напряжения также могут быть аварии на ЛЭП или кабельных магистралях. Это может быть связано как с общим состоянием линий, так и неблагоприятными погодными условиями.
- Резкий скачок напряжения происходит при обрыве нуля или плохом электрическом контакте нулевого проводника. В первом случае произойдет повышение напряжения вплоть до 380 Вольт, во втором, будут наблюдаться кратковременные скачки с 220 до 380 В.
- Проблемы с внутридомовой разводкой электросети. Причины могут быть связаны с использованием при некачественных материалов, неправильно выполненным монтажом или «старой» проводкой. В результате происходят скачки и колебания напряжения, сопровождаемые сильными импульсными помехами.
- Бросок напряжения возникает в тех случаях, когда на смежной линии системы электроснабжения подключен мощный потребитель, например промышленный объект. Известно, что в момент включения электродвигателей образуются сильные пусковые токи, это приводит к тому, что начинает «прыгать» напряжение. Причем установка специальных сетевых фильтров на таком объекте только частично исправляет ситуацию. Заметим, что совсем необязательно жить рядом с промышленным объектом, чтобы ощутить все эти прелести, подобный эффект может давать небольшая мастерская, торговый центр или любое общественное здание оборудованное мощной вентиляционной системой.
- К возникновению импульсных перенапряжений может привести попадание молнии в ВЛ. Напряжение импульса может измеряться в киловольтах.
Попадание молнии в ЛЭП вызывает сильное перенапряжение сети
Это гарантировано выведет из строя включенные в розетки электрические приборы, несмотря на краткосрочность импульса (порядка нескольких миллисекунд) броска. Большинство устройств, обеспечивающих защиту, просто не успеют сработать.
- Возникают скачки и по техногенным причинам, одна из них – обрыв сетевого провода трамвайной или троллейбусной контактной сети с последующим попаданием на ВЛ. Это приведет к тому, что превышение нормального напряжения в сети составит порядка нескольких сотен вольт. На практике встречались случаи, когда в результате такой аварии выгорали (в буквальном смысле) электроприборы в ближайшем доме.
- Возникают скачки также при работе сварочного оборудования. Такая проблема более характерна для сельской местности, поскольку в хозяйстве часто возникает потребность для ремонта с применением сварки, например, подварить петли на воротах. Нередко некоторые умельцы с целью сэкономить подключают сварочное оборудование на вход, минуя счетчик и устройства защиты. В результате при образовании дуги происходят скачки и броски электрического тока в линии, от которой также запитаны дома соседей.
Мы назвали далеко не все причины, по которым образуются скачки входного напряжения, но приведенных примеров вполне достаточно, чтобы подвести итоги. Перепады и скачки могут быть вызваны:
- Резким изменением нагрузки.
- Авариями, вызванными воздействием стихии или имеющие техногенную природу.
- Износом оборудования.
- Отсутствием резерва мощности.
В первых двух случаях доказать вину компании, предоставляющей услуги, будет проблематично, в последних двух можно рассчитывать на получение компенсации.
Возможные последствия скачков напряжения
Изменения напряжения, выходящие за установленные нормами рамки, потребителям электроэнергии грозят выходом из строя электроприборов. Напомним, что при 220 вольтах нижняя максимально допустимая граница – 198,0 В, верхняя – 242 В.
Наибольшую опасность для домашних электроприборов представляют грозовые перенапряжения, поскольку величина импульса может достигать нескольких киловольт. Ниже представлен блок питания 40” телевизора после попадания разряда молнии в ВЛ, от которой был запитан частный дом. Ни реле напряжения, установленное на вводе, ни внутренняя защита и предохранители электронного устройства сработать не успели.
Блок питания телевизора после попадание молнии в ЛЭПС большой вероятностью бытовая техника «сгорит», если перенапряжение вызвано обрывом нуля. В таких случаях напряжение начинает стремиться к 380,0 В (на практике обычно 300-320 В, но и этого достаточно для выхода приборов из строя).
Броски меньшого уровня вызывают сбои в работе электронного оборудования, а также сокращают срок эксплуатации техники, оборудованной компрессорами или электродвигателями. На электронагревательные приборы незначительные перепады и скачки практически не оказывают серьезного влияния, исключение составляет оборудование с электронной системой управления.
Способы защиты от скачков напряжения
Поскольку нельзя полностью исключить вероятность импульсных скачков, перенапряжений или других видов отклонений от нормы сетевого напряжения, то необходимо найти способ обезопасить дорогостоящую технику. Нет необходимости «изобретать велосипед» поскольку имеются готовые решения. Кратко расскажем о каждом из них.
Реле контроля напряжения
Решить проблему перенапряжения или его проседания можно установив специальное реле напряжения. Данное защитное устройство (не путать с электронным УЗО) производит отключение электроэнергии, если напряжение на вводе выходит за рамки установленного диапазона.
Реле напряжения СР-721МВосстановление питания происходит после нормализации ситуации. Данные приборы обеспечивают защиту, если произошел обрыв нулевого провода или на сетевые провода ВЛ попадает контактная линия городского электротранспорта. Против импульсных скачков, возникающих при близком грозовом разряде, реле напряжения практически бесполезны.
Следует учитывать, что при защитном отключении пропадает сетевое напряжение, чтобы не ждать в темноте пока стабилизируется питание, рекомендуется обзавестись источником с бесперебойным питанием. Расскажем об особенностях такого решения.
Источники бесперебойного питания
По сути, эти устройства не являются средствами защиты, но используются совместно с таковыми для обеспечения аварийного электропитания. Обеспечивать весь дом бесперебойным питанием нецелесообразно, поскольку это будет очень дорогим решением. Но можно запитать участок электропроводки, например, линию освещения.
Бытовые бесперебойники MakelsanПри выборе ИБП необходимо учитывать суммарную мощность электроприборов, которые будут запитаны от него, и на основании этого выбирать прибор с соответствующим максимальным током. Подробно о выборе ИБП можно узнать из материалов нашего сайта.
Стабилизаторы напряжения
При плохом качестве электроэнергии (скачки, броски и т.д.), рекомендуется использовать специальные стабилизаторы напряжения. Эти устройства особенно эффективны при «проседании» электропитания на входе.
Модельный ряд стабилизаторов КаскадСтабилизаторы отлично справляются с импульсными помехами, но малоэффективны против высокого уровня перенапряжения, поэтому их рекомендуется использовать совместно с реле напряжения.
https://www.youtube.com/watch?v=p7eBlxAFbAw
Защита от грозовых перенапряжений
Обеспечить надежную защиту в данном случае могут только ограничители перенапряжения. Для частных домов, с питанием от ВЛ, установка ОПН необходима, в противном случае при грозе следует отключать от розеток все электроприборы.
Ограничители перенапряженияОПН эффективны только в качестве защиты от высоковольтных бросков, в остальных случаях они бесполезны.
Как видите, идеальной защиты нет, поэтому необходимо остановиться на комплексном решении.
Куда жаловаться и как компенсировать ущерб?
Обращаться с жалобами, а также за компенсацией ущерба нужно в компанию, с которой заключен договор на предоставление услуг электроснабжения. Заметим, что быстрому рассмотрению способствует подача коллективных заявок, поэтому если инцидент коснулся соседей по улице или других жильцов многоквартирного дома рекомендуем самоорганизоваться и действовать совместными усилиями. Контактные данные поставщика услуг, указаны в договоре.
Если при скачках напряжения сгорела бытовая техника, для получения компенсации необходимо действовать в следующем порядке:
- Необходимо обратиться в энергокомпанию, чтобы ее представители зафиксировали факт аварии и составили соответствующий акт.
- Пришедшую в негодность технику необходимо отнести в сервисный центр, для составления экспертизы, подтверждающий факт выхода приборов и указания причины.
- Пишется письмо-претензия поставщику электроэнергии, к письму прилагается копия акта о факте аварии и заключения экспертизы сервисного центра.
- Если компания отказывается возмещать убытки, то данный спор решается в районной судебной инстанции.
Часто задаваемые вопросы от читателей
Почему при включении и выключении компрессора холодильника происходит скачок напряжения?
Если это явление беспокоит вас постоянно с момента установки холодильника или с наступлением зимы, то проблема заключается в пусковых токах электрического двигателя.
Сами по себе обмотки представляют электрические катушки, собранные в специальной последовательности, определяемой типом двигателя.
Без протекания электрического тока все сопротивление обмоток представляет собой лишь активную составляющую, определяемую длинной и сечением проводника. Из-за того, что активная составляющая слишком мала, согласно закону Ома ток, протекающий по обмоткам, получается в несколько раз больше номинального.
После возникновения электрического тока в обмотках создается и электромагнитное поле, которое обуславливает индуктивную составляющую их сопротивления. За счет индуктивной составляющей электрическое сопротивление значительно увеличивается, а ток, имеющий обратнопропорциональную зависимость от него, уменьшается.
В результате, нагрузка на цепь существенно снижается, и электродвигатель входит в номинальный режим работы.
Заметная просадка напряжения в момент включения холодильника возможна только в том случае, если превышен лимит мощности. Такое возможно, когда на линии большинство потребителей включили мощные приборы (обогреватели, духовки, электрочайники и т.д.), что уже создает дефицит мощности и понижает напряжение.
Для борьбы с пусковыми токами существуют устройства плавного пуска, которые можно приобрести и установить в цепь электродвигателя. Помимо этого, если напряжение на вводе в жилище значительно меньше 230В, можете приобрести стабилизатор напряжения как отдельно для компьютера, так и для всей квартиры.
Использованная литература
- В.Ф.Ермаков «Качество электроэнергии»
- Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций» 1987
- Пестриков В.М. «Домашний электрик и не только» 2006
- Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
- Успенский Б. «Стабилизаторы напряжения и тока на ИМС» 1985
Калькулятор падения напряжения | Southwire
Помогает определить правильный размер провода для электрической цепи на основе падения напряжения и допустимой нагрузки по току в электрической цепи.
Определяет размер провода для соответствия определенным предельным значениям падения напряжения или рассчитывает падение напряжения для определенного участка проводника. При определении размеров проводников расчеты ограничивают размер провода падением напряжения и допустимой нагрузкой NEC. Калькулятор падения напряжения Southwire предназначен только для приложений, использующих размеры AWG и KCMIL. Как рассчитать падение напряжения, спросите вы? Загрузите наши мобильные приложения или введите свои значения в веб-калькулятор ниже!
Скачать для мобильного
Андроид iOS
Системные параметры
Когда выбран один из коммерческих пользовательских режимов, падение напряжения Southwire Калькулятор позволяет изменять все параметры и, следовательно, позволяет получать результаты, которые могут быть непригодными для использования в жилых помещениях. Мы не рекомендуем использовать коммерческий пользовательский режим, если вы не являетесь профессионалом в области электротехники.
Режим Жилой Коммерческий 60°C Коммерческий 75°C Коммерческий 90°C
Фактор силы
Текущий переменный ток DC
Единицы длины кабельной трассы Ноги Счетчики
Фаза Одноместный
Дирижер Медь Алюминий
Монтаж Кабель, трубопровод (не стальной) и прямое захоронение
Входные параметры
Калькулятор Минимальный размер проводника Максимальное расстояние цепи Падение напряжения
Размер проводника1412108643211/02/03/04/02503003504005006007501000
Длина кабеля (футы)
Напряжение (вольт)
Максимальное падение напряжения (%)
Ток на конце кабеля (амперы)
Параллели (наборы)
MC
AP ® Калькулятор стоимостиБыстро и легко иллюстрирует потенциальную экономию трудозатрат при использовании кабеля MC AP® вместо традиционного кабеля MC.
ПодробнееКалькулятор заполнения кабелепровода
Заполнение кабелепровода — это процент площади внутри кабелепровода, занимаемой кабелями. Предоставляет быстрые и простые результаты для процента заполнения кабелепровода в соответствии с рекомендациями NEC ® .
Узнать большеSIMpull
® Калькулятор натяжения кабеляПомогает оценивать проекты по прокладке кабеля и управлять ими. Предоставляет возможность изменять данные, указывающие натяжение или боковое давление.
Узнать большеКалькулятор падения напряжения
Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи. Вкладка «Данные NEC» рассчитывается на основе данных о сопротивлении и реактивном сопротивлении из Национального электротехнического кодекса (NEC). Вкладка «Расчетное сопротивление» рассчитывается на основе данных сопротивления, оцененных по размеру провода. Щелкните вкладку «Другое», чтобы использовать настраиваемые данные сопротивления или импеданса, например данные других стандартов или производителей проводов.
Когда электрический ток проходит по проводу, он толкается электрическим потенциалом (напряжением), и ему необходимо преодолеть определенный уровень противодействия, создаваемого проводом. Падение напряжения — это величина потери электрического потенциала (напряжения), вызванная встречным давлением провода. Если ток переменный, такое противоположное давление называется импедансом. Импеданс — это векторная, или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (реакция нарастающего электрического поля на изменение тока). Если ток прямой, противоположное давление называется сопротивлением.
Чрезмерное падение напряжения в цепи может привести к мерцанию или тусклому горению ламп, плохому нагреву нагревателей, перегреву двигателей и их перегоранию. Рекомендуется, чтобы падение напряжения не превышало 5 % при полной нагрузке. Этого можно добиться, выбрав правильный провод и осторожно используя удлинители и подобные устройства.
Существует четыре основные причины падения напряжения:
Первая — это выбор материала провода. Серебро, медь, золото и алюминий относятся к металлам с наилучшей электропроводностью. Медь и алюминий являются наиболее распространенными материалами, используемыми для изготовления проводов, из-за их относительно низкой цены по сравнению с серебром и золотом. Медь является лучшим проводником, чем алюминий, и имеет меньшее падение напряжения, чем алюминий, для данной длины и размера провода.
Размер провода — еще один важный фактор, влияющий на падение напряжения. Провод большего размера (с большим диаметром) будет иметь меньшее падение напряжения, чем провод меньшего сечения той же длины. В американском калибре проволоки каждое уменьшение калибра на 6 удваивает диаметр проволоки, а каждое уменьшение на 3 калибра удваивает площадь поперечного сечения проволоки. В метрической шкале калибра калибр в 10 раз превышает диаметр в миллиметрах, поэтому метрическая проволока 50 калибра будет иметь диаметр 5 мм.
Еще одним критическим фактором падения напряжения является длина провода. Более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные провода при том же размере провода. Падение напряжения становится важным, когда длина отрезка провода или кабеля становится очень большой. Обычно это не проблема в цепях внутри дома, но может стать проблемой при прокладке провода к пристройке, скважинному насосу и т. д.
Наконец, величина передаваемого тока может влиять на уровень падения напряжения; увеличение тока через провод приводит к увеличению падения напряжения. Пропускная способность по току часто называется амперной емкостью, которая представляет собой максимальное количество электронов, которые могут быть вытолкнуты за один раз — слово амперная емкость является сокращением от амперной емкости.
Сила тока провода зависит от ряда факторов. Основной материал, из которого изготовлена проволока, является, конечно, важным ограничивающим фактором. Если по проводу проходит переменный ток, скорость чередования может повлиять на мощность. Температура, при которой используется провод, также может влиять на допустимую нагрузку.
Кабели часто используются в жгутах, и когда они собираются вместе, общее тепло, которое они выделяют, влияет на допустимую нагрузку и падение напряжения. По этой причине существуют строгие правила связывания кабелей, которым необходимо следовать.
При выборе кабеля руководствуются двумя основными принципами. Во-первых, кабель должен выдерживать возложенную на него нагрузку по току без перегрева. Он должен иметь возможность делать это в самых экстремальных температурных условиях, с которыми он может столкнуться в течение срока службы. Во-вторых, он должен обеспечивать достаточно надежное заземление, чтобы (i) ограничить напряжение, которому подвергаются люди, до безопасного уровня и (ii) позволить току короткого замыкания сработать предохранитель за короткое время.
Расчет падения напряжения
Закон Ома является основным законом для расчета падения напряжения:
В падение напряжения = I·R
где:
I: сила тока в проводе, измеренная в амперах
R: сопротивление проводов, измеренное в Омах на километр или Ом на 1000 футов.