Ochrona przed przepięciami 220v dla domu, co jest najlepszym wyborem

Działanie urządzeń elektrycznych podłączonych do sieci 220 woltów jest zaprojektowane dla tego napięcia z tolerancją nie większą niż dziesięć procent. W przypadku urządzeń elektrycznych zarówno podnapięcie, jak i przepięcie są niebezpieczne.

W pierwszym przypadku następuje awaria elementów półprzewodnikowych, aw drugim przegrzanie silników. Dlatego stosowanie ochrony przed przepięciami w domu jest po prostu konieczne. Istnieje kilka rozwiązań organizacji ochrony.

Rodzaje ochrony przed przepięciami

Spadki napięcia w sieci elektrycznej występują pod wpływem różnych czynników. Np. zewnętrzne: wyładowania atmosferyczne, sytuacje awaryjne na liniach lub urządzeniach firm energochłonnych. Jak również wewnętrzne: połączenie wadliwych lub szczególnie potężnych urządzeń, naruszenie integralności okablowania.

Spadki napięcia są różne. W przypadku skoków spowodowanych przełączaniem obciążeń i nierównowagi faz stosuje się jeden typ urządzenia, a dla sygnału impulsowego, mierzonego w milisekundach, inny typ. Istnieją trzy urządzenia zabezpieczające:

• przekaźnik monitorujący;
• urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej (SPD);
• stabilizator.

Należy rozumieć, że jeśli skoki napięcia są stale obecne, należy skontaktować się z firmą energetyczną w celu zmierzenia parametrów linii i wyeliminowania przyczyn wahań.

Przekaźnik monitorujący napięcie

Przekaźnik monitorujący jest używany jako urządzenie ochrony przed przepięciami. Zasada działania urządzenia polega na monitorowaniu napięcia na linii. W przypadku odchyleń urządzenie odłącza obciążenie od zasilania. Najczęściej takie urządzenia pozwalają ręcznie ustawić górny i dolny próg. Korzystanie z urządzenia jest uzasadnione w następujących przypadkach:

• istnieje możliwość zwarcia na linii;
• dom otrzymuje energię elektryczną długimi liniami, dzięki czemu napięcie może spaść do niskich poziomów;
• W linii znajdują się potężne źródła zużycia energii, co prowadzi do nierównowagi faz.

Zasada działania i parametry

Jako główny element radiowy stosowany jest wyspecjalizowany mikroukład sterujący przełączaniem styków przekaźnika elektromagnetycznego. Gdy urządzenie jest włączone, mikroukład stale porównuje napięcie wejściowe z wartością odniesienia. Po przekroczeniu którego sygnał jest wysyłany do styków sterujących przekaźnika i otwiera linię. Gdy wartość napięcia wejściowego wejdzie w zakres roboczy, sterownik wymusza przełączenie przekaźnika w położenie zamknięte, urządzenia elektryczne zaczynają działać. Zakres pracy monitora napięcia wynosi od 100 do 400 woltów.

Głównymi cechami przekaźnika są progi górny i dolny. Ponadto wyróżniają się następującymi parametrami:

1. Moc. Zależy od całkowitej wartości szczytowej mocy odbiorników podłączonych do urządzenia. Zwykle jest wybierany o 15-20 procent więcej niż obliczona wartość. Jednostki woltamperowe (VA).
2. Metoda instalacji. W zależności od rodzaju instalacji mogą być umieszczone w osłonie na szynie din, wpinane do gniazdka przed chronionym urządzeniem oraz wykonywane w postaci przedłużaczy zasilających.
3. Napięcie zasilania. Wskazuje górną i dolną granicę, przy której urządzenie działa. Jednostką miary są wolty, średnio od 50 do 400 woltów.
4. Liczba faz. W zależności od linii są jednofazowe i trójfazowe.
5. Wskazania i funkcje dodatkowe. Jako wskazania służą ekrany lub diody LED o różnej jakości. Dodatkowo mogą być wyposażone w bezprzewodową metodę sterowania, funkcję pamięci sytuacji awaryjnych, alarm dźwiękowy, listwę zasilającą.

Obudowa urządzenia wykonana jest z materiału niepalnego i musi odpowiadać klasie ochrony IP40. Najpopularniejsze firmy produkujące przekaźniki napięciowe to: Zubr, V-protector, Novatek-Electro, DigiTOP, ADECS.

Urządzenia przeciwprzepięciowe

Służy do ochrony urządzeń. Składa się z wymiennego wskaźnika i zabezpieczenia termicznego. Służą do zapobiegania przepięciom spowodowanym: burzą, pracą transformatora, zwarciem. Impulsy wywoływane przez piorun osiągają dziesiątki kilowoltów i trwają jedną setną mikrosekundy. Aby zapobiec takim przepięciom, potrzebne są szybkie urządzenia, takie jak SPD.

Zasada działania i charakterystyka

Działanie urządzenia opiera się na zastosowaniu warystora o nieliniowej charakterystyce prądowo-napięciowej, czyli na zmianie jego przewodności. Produkty wyposażone są w wymienne moduły warystorowe ze wskaźnikami stanu pokazującymi zużycie elementu.

Wadą SPD jest to, że po ich jednokrotnym uruchomieniu potrzebują trochę czasu, aby powrócić do stanu roboczego. Zapobiega to ochronie urządzeń przed wielokrotnymi powtórzeniami serii sygnałów w krótkim czasie. Do ochrony wykorzystywane są trzy klasy urządzeń:

1. Klasa 1. Chroni przed bezpośrednim uderzeniem pioruna. Zainstalowany przy wejściu do domu. Charakteryzują się sygnałem impulsowym o amplitudzie fali 25–100 kA i czasie narastania 350 µs.
2. Klasa 2. Chroni przed przepięciami spowodowanymi przejściowymi procesami w sieciach energetycznych. Charakterystyki sygnału impulsowego odpowiadają amplitudzie 15–20 kA i czasowi trwania 20 μs. To oni mają w swoim składzie wymienne wskaźniki. Ogólnie przyjmuje się, że kolor zielony odpowiada stanowi pracy, a gdy zmieni kolor na pomarańczowy, konieczna jest wymiana.
3. Klasa 3. Stosuje się go do domów już z istniejącym systemem odgromowym, a także z doprowadzeniem powietrza z linii energetycznych. Są instalowane w pobliżu chronionego sprzętu i charakteryzują się parametrami fali 1,2/50 μs.

Podczas korzystania z ochrony wszystkich trzech stopni jednocześnie, wymagania dotyczące lokalizacji SPD w pewnej odległości od siebie. Urządzenie pierwszej klasy znajduje się od drugiej w odległości co najmniej 15 metrów, między urządzeniami drugiej i trzeciej klasy odstęp powinien wynosić pięć metrów. Jeśli nie można zachować wymaganej długości, do linii dołączane jest dodatkowo pasujące urządzenie. Jest to obciążenie czynno-indukcyjne równe rezystancji przewodu. Spełnienie tych wymagań pozwoli urządzeniom zabezpieczającym prawidłowo reagować na zmiany w sieci. PosiadaćCzęści zamienne charakteryzują się następującymi parametrami:

• Znamionowe napięcie robocze. Jest to napięcie, dla którego są zaprojektowane w normalnych warunkach pracy, w woltach (V).
• Czas odpowiedzi. Charakteryzuje szybkość odpowiedzi na impuls w poziomie sygnału, średnio 50 ns.
• Maksymalny prąd rozładowania. Określana przez klasę urządzenia.
• Zakres temperatur pracy. Charakteryzuje się temperaturą w jakiej zapewniona jest poprawna praca urządzenia, średnia wartość wynosi od -40°C do +80°C.
• Poziom ochrony napięcia, jednostką miary jest kilowolt (kV).
• Klasa ochrony. Nie niższy niż IP 20.
• Liczba słupów. Dostępne od jednego do czterech.
• Metoda instalacji. Przeznaczony do montażu na szynie DIN.

Najpopularniejsi producenci to: Schneider Electric, ABB, Saltek, Legrand, IEK.

Ochronniki przeciwprzepięciowe

Stabilizator napięcia (normalizator) służy do utrzymania stabilnego i wysokiej jakości napięcia w sieci. Jego celem jest utrzymanie napięcia wyjściowego na poziomie 220 woltów, niezależnie od poziomu wejściowego. Stabilizator nie poprawia przebiegu, nie koryguje sinusoidy, a jedynie koryguje wartość napięcia. Należy zauważyć, że stabilizatory, które zmieniają sinusoidę sygnału wejściowego z powodu jego konstrukcja uniemożliwia podłączenie urządzeń zawierających silniki elektryczne, ponieważ prowadzi to do ich przegrzanie.

Rodzaje i ich parametry

Stabilizatory są produkowane z precyzyjną regulacją, ale z powolną reakcją na zmiany na wejściu sygnałowy (elektromechaniczny) lub o dużej szybkości reakcji, ale z błędem przy regulacji poziomu sygnał. Zanim wybierzesz dla siebie typ optymalnego normalizatora, musisz zmierzyć poziom sygnału w sieci. Pomiary są wykonywane o różnych porach dnia w ciągu tygodnia.

W ten sposób określa się wymagany zakres pracy, a jeśli to możliwe, należy zbadać, jak szybko zmienia się wartość napięcia i rodzaj stabilizatora. Jeśli wartość zmienia się powoli, optymalny jest typ elektromechaniczny. Jeśli są ostre spadki, to stopniowo. Wyróżnia się zasadę działania:

1. Przekaźnik. Głównymi radioelementami składającymi się na tego typu urządzenia są wielouzwojeniowy transformator oraz wydajne przekaźniki. Gdy sieć odbiega od napięcia znamionowego, uzwojenie jest automatycznie przełączane za pomocą przekaźnika mocy. Taki normalizator charakteryzuje się niską ceną, ale jego główną wadą jest stopniowa regulacja wartości napięcia. W tym przypadku wyjście nie jest już czystą sinusoidą.
2. Siłownik. Inna nazwa to elektromechanika. Praca wykorzystuje autotransformator i silnik, którym steruje system sterowania. Posiada: niską cenę, płynną regulację, kompaktowy rozmiar i czystą sinusoidę na wyjściu. Wady to hałas i niska szybkość reakcji.
3. Falownik. Działają na zasadzie podwójnej konwersji, najpierw prądu przemiennego na prąd stały, a następnie z powrotem na prąd przemienny. Cała kontrola odbywa się za pomocą mikrokontrolera. Pracują w szerokim zakresie sygnału wejściowego z dużą szybkością odpowiedzi. Zapewniają ochronę przed szumami impulsowymi, ale jednocześnie są najdroższymi urządzeniami.
4. Triak. Zasada działania jest taka sama jak w przypadku przekaźnika, ale zamiast elementów mechanicznych zastosowano półprzewodniki działające w trybie klucza. Charakteryzują się szybką reakcją i wysoką skutecznością. Jednocześnie są całkowicie ciche, ale złożone w swoich rozwiązaniach obwodów.
5. Ferrorezonans. Nie są używane do użytku domowego, ponieważ są ciężkie i mają wysoki poziom hałasu. Działają na efekt ferrorezonansu.

W produkcji stabilizatorów stosuje się różne metody w celu uzyskania stabilnego sygnału na wyjściu urządzenia. Każdy normalizator jest zobowiązany do utrzymywania napięcia w dopuszczalnym zakresie, gdy odbiega. Jeśli odchylenie jest większe, stabilizator wyłączy się i przerwie dopływ prądu do podłączonego obciążenia. Normalizatory charakteryzują się następującymi parametrami:

1. Maksymalne napięcie wejściowe. Jest to maksymalny poziom sygnału, który jest redukowany przez stabilizator do 220 woltów.
2. Minimalne napięcie wejściowe. Jest to minimalny poziom sygnału, który stabilizator zwiększa do 220 woltów.
3. Napięcie wyjściowe. Wartość maksymalnego napięcia wyjściowego dostarczanego ze stabilizatora do obciążenia.
4. Pełna moc. Szczytowa moc, jaką urządzenie może obsłużyć, jest mierzona w VA.
5. Typ wskazania. Można zastosować ekran cyfrowy lub instrumenty analogowe.
6. Typ. Zasada działania.
7. Liczba faz. W zależności od rodzaju okablowania istnieją dwa typy: jednofazowe i trójfazowe.

Najbardziej znane firmy produkujące stabilizatory to: Mustek, Powercom, Defender, APC, Resanta.

Wybór najlepszej ochrony

Wybierając najlepszą ochronę domu, należy przede wszystkim kierować się charakterem spadków napięcia, jakie mogą wystąpić na linii elektroenergetycznej. Najczęściej używane są dwa urządzenia jednocześnie. Przekaźnik sterujący jest zainstalowany przy wejściu do deski rozdzielczej, a stabilizator jest podłączony do drogich urządzeń. Należy zauważyć, że urządzenie odcinające nie może całkowicie zastąpić regulatora napięcia, a jedynie uzupełnia jego funkcje.

Główną różnicą w stosunku do stabilizatora jest to, że przekaźnik nie wyrównuje napięcia, a jedynie natychmiast odłącza obciążenie pod jego ochroną. Mieszkając w wysokich budynkach, SPD praktycznie nie są używane, ponieważ do ochrony przed narażeniem burze, piorunochrony są używane, a uderzenie pioruna w linię energetyczną jest praktycznie zredukowane do zero. Ale w sektorze prywatnym takie urządzenie jest potrzebne.

Istnieje inny rodzaj urządzenia - zasilacz bezprzerwowy (UPS). Często jego przeznaczenie jest mylone ze stabilizatorem. Ale w rzeczywistości nie jest to pełnoprawne urządzenie do ochrony przed przepięciami, ale dopiero po jego utracie przełącza się w tryb pracy z własnych baterii. Jedyne, co może chronić urządzenia o niskiej wartości napięcia w sieci, ale jednocześnie jego przebieg jest daleki od sinusoidalnego.