Ochrana proti prepätiu 220v pre domácnosť, čo je najlepšia voľba

Prevádzka elektrických zariadení pripojených na 220 voltovú sieť je dimenzovaná na toto napätie s toleranciou najviac desať percent. Pre elektrospotrebiče je nebezpečné podpätie aj prepätie.

V prvom prípade dochádza k poruche polovodičových prvkov a v druhom k prehriatiu motorov. Preto je použitie ochrany proti prepätiu pre domácnosť jednoducho nevyhnutné. Existuje niekoľko riešení na organizáciu ochrany.

Typy ochrany proti prepätiu

Poklesy napätia v elektrickej sieti vznikajú vplyvom rôznych faktorov. Napríklad vonkajšie: blesky, núdzové situácie na vedeniach alebo zariadenia spoločností spotrebúvajúcich energiu. Rovnako ako interné: pripojenie chybných alebo obzvlášť výkonných zariadení, porušenie integrity elektroinštalácie.

Poklesy napätia sú rôzne. Pre skoky spôsobené spínaním záťaže a fázovou nerovnováhou sa používa jeden typ zariadenia a pre impulzný signál, meraný v milisekundách, iný typ.

Existujú tri ochranné zariadenia:

• monitorovacie relé;
• zariadenia na ochranu proti prepätiu (SPD);
• stabilizátor.

Malo by byť zrejmé, že ak sú neustále prítomné prepätia, mali by ste kontaktovať dodávateľa elektrickej energie, aby ste zmerali parametre vedenia a odstránili príčiny kolísania.

Relé na monitorovanie napätia

Monitorovacie relé sa používa ako zariadenie na ochranu proti prepätiu. Princíp činnosti zariadenia je sledovať napätie na linke. V prípade odchýlok zariadenie odpojí záťaž od napájania. Najčastejšie vám takéto zariadenia umožňujú manuálne nastaviť horný a dolný prah. Použitie zariadenia je odôvodnené v nasledujúcich prípadoch:

• existuje možnosť skratu na linke;
• dom dostáva elektrickú energiu cez dlhé vedenia, vďaka čomu môže napätie klesnúť na nízku úroveň;
• v linke sú zahrnuté výkonné zdroje spotreby energie, čo vedie k fázovej nerovnováhe.

Princíp činnosti a parametre

Ako hlavný rádiový prvok sa používa špecializovaný mikroobvod, ktorý riadi spínanie kontaktov elektromagnetického relé. Keď je zariadenie zapnuté, mikroobvod neustále porovnáva vstupné napätie s referenčnou hodnotou. Pri prekročení tohto limitu sa odošle signál na riadiace kontakty relé a otvorí sa linka. Keď sa hodnota vstupného napätia dostane do prevádzkového rozsahu, regulátor prinúti relé prepnúť do zatvorenej polohy, elektrické spotrebiče začnú pracovať. Prevádzkový rozsah monitora napätia je od 100 do 400 voltov.

Hlavnými charakteristikami relé sú horný a dolný prah. Okrem toho sa vyznačujú nasledujúcimi parametrami:

1. Moc. Závisí od celkovej hodnoty špičkového výkonu spotrebičov pripojených k zariadeniu. Väčšinou sa volí o 15-20 percent viac ako je vypočítaná hodnota. Voltampérové ​​(VA) jednotky.
2. Spôsob inštalácie. Podľa typu inštalácie môžu byť umiestnené v štíte na din-rail, zasunuté do zásuvky pred chráneným zariadením a realizované vo forme predlžovacích káblov.
3. Napájacie napätie. Označuje hornú a dolnú hranicu, pri ktorej zostáva zariadenie funkčné. Mernou jednotkou sú volty, v priemere 50 až 400 voltov.
4. Počet fáz. V závislosti od vedenia sú jednofázové a trojfázové.
5. Indikácia a doplnkové funkcie. Ako indikácie sa používajú obrazovky alebo LED diódy rôznej kvality. Dodatočne môžu byť vybavené bezdrôtovým spôsobom ovládania, pamäťovou funkciou pre núdzové situácie, zvukovým alarmom, predlžovačkou.

Kryt zariadenia je vyrobený z nehorľavého materiálu a musí spĺňať triedu ochrany IP40. Najpopulárnejšie spoločnosti vyrábajúce napäťové relé sú: Zubr, V-protector, Novatek-Electro, DigiTOP, ADECS.

Zariadenia na ochranu proti prepätiu

Používa sa na ochranu zariadení. Pozostáva z vymeniteľného indikátora a tepelnej ochrany. Používajú sa na zabránenie prepätia spôsobeného: búrkou, prevádzkou transformátora, skratom. Impulzy spôsobené bleskom dosahujú desiatky kilovoltov s trvaním stotiny mikrosekundy. Aby sa predišlo takýmto prepätiam, sú potrebné vysokorýchlostné zariadenia, ako sú SPD.

Princíp činnosti a vlastnosti

Činnosť zariadenia je založená na použití varistora s nelineárnou prúdovo-napäťovou charakteristikou, to znamená na zmene jeho vodivosti. Výrobky sú vybavené vymeniteľnými varistorovými modulmi s indikátormi stavu opotrebenia prvku.

Nevýhodou SPD je, že po ich jednorazovom spustení budú potrebovať nejaký čas na návrat do pracovného stavu. To zabraňuje tomu, aby boli zariadenia chránené proti viacnásobnému opakovaniu zhlukov signálu počas krátkeho časového obdobia. Na ochranu sa používajú tri triedy zariadení:

1. trieda 1. Chráni pred priamym úderom blesku. Inštalované pri vchode do domu. Vyznačujú sa pulzným signálom s amplitúdou vlny 25–100 kA a dobou nábehu 350 µs.
2. trieda 2. Chráni pred prepätiami v dôsledku prechodných procesov v energetických sieťach. Charakteristiky impulzného signálu zodpovedajú amplitúde 15–20 kA a trvaniu 20 μs. Práve oni majú vo svojom zložení vymeniteľné ukazovatele. Všeobecne sa uznáva, že zelená zodpovedá prevádzkovému stavu a keď sa zmení na oranžovú, je potrebná výmena.
3. Trieda 3. Používa sa pre domy už s existujúcim systémom ochrany pred bleskom, ako aj so vzduchovým prívodom elektrického vedenia. Sú inštalované v blízkosti chráneného zariadenia a vyznačujú sa vlnovými parametrami 1,2 / 50 μs.

Pri súčasnom použití ochrany všetkých troch stupňov sú kladené požiadavky na umiestnenie SPD vo vzájomnej vzdialenosti. Zariadenie prvej triedy sa nachádza od druhej vo vzdialenosti najmenej 15 metrov, medzi zariadeniami druhej a tretej triedy by mala byť medzera päť metrov. Ak nie je možné dodržať požadovanú dĺžku, do linky sa dodatočne zaradí zodpovedajúce zariadenie. Ide o aktívne indukčné zaťaženie rovnajúce sa odporu drôtu. Súlad s týmito požiadavkami umožní ochranným zariadeniam správne reagovať na zmeny v sieti. MaťNáhradné diely sa vyznačujú nasledujúcimi parametrami:

• Menovité prevádzkové napätie. Toto je napätie, pre ktoré sú navrhnuté za normálnych prevádzkových podmienok, vo voltoch (V).
• Doba odozvy. Charakterizuje rýchlosť odozvy na zhluk v úrovni signálu, v priemere 50 ns.
• Maximálny vybíjací prúd. Určené triedou zariadenia.
• Rozsah pracovných teplôt. Vyznačuje sa teplotou, pri ktorej je zabezpečená správna prevádzka zariadenia, priemerná hodnota je od -40 ° C do + 80 ° C.
• Úroveň ochrany napätia, jednotka merania je kilovolt (kV).
• Trieda ochrany. Nie nižšie ako IP 20.
• Počet pólov. Dostupné od jedného do štyroch.
• Spôsob inštalácie. Určené pre montáž na DIN lištu.

Najobľúbenejšími výrobcami sú: Schneider Electric, ABB, Saltek, Legrand, IEK.

Prepäťové ochrany

Na udržanie stabilného a kvalitného napätia v sieti sa používa stabilizátor napätia (normalizátor). Jeho účelom je udržiavať výstup na 220 voltoch bez ohľadu na vstupnú úroveň. Stabilizátor nezlepšuje priebeh, nekoriguje sínusoidu, ale iba koriguje hodnotu napätia. Treba poznamenať, že stabilizátory, ktoré robia zmenu v sínusoide vstupného signálu v dôsledku jeho dizajn, nie je možné pripojiť zariadenia obsahujúce elektromotory, pretože to vedie k ich prehrievanie.

Typy a ich parametre

Stabilizátory sa vyrábajú s jemným nastavením, ale s pomalou odozvou na zmeny vstupu signál (elektromechanický) alebo s vysokou reakčnou rýchlosťou, ale s chybou pri nastavovaní úrovne signál. Pred výberom typu optimálneho normalizátora pre seba musíte zmerať úroveň signálu v sieti. Merania sa vykonávajú v rôznych časoch dňa počas týždňa.

Stanoví sa tak požadovaný pracovný rozsah a ak je to možné, je potrebné preskúmať, ako rýchlo sa mení hodnota napätia a typ stabilizátora. Ak sa hodnota mení pomaly, elektromechanický typ je optimálny. Ak dôjde k ostrým poklesom, potom postupne. Princíp činnosti sa rozlišuje:

1. Relé. Hlavnými rádiovými prvkami, ktoré tvoria tento typ zariadenia, sú transformátor s viacerými vinutiami a výkonné relé. Keď sa sieť odchyľuje od menovitého napätia, vinutie sa automaticky prepne pomocou výkonového relé. Takýto normalizátor sa vyznačuje nízkou cenou, ale jeho hlavnou nevýhodou je postupné nastavenie hodnoty napätia. V tomto prípade už výstup nie je čistou sínusoidou.
2. Servo motor. Iný názov je elektromechanický. Práca využíva autotransformátor a motor, ktorý je riadený riadiacim systémom. Vyznačuje sa nízkou cenou, plynulou reguláciou, kompaktnými rozmermi a čistou sínusoidou na výstupe. Medzi nevýhody patrí hlučnosť a nízka rýchlosť odozvy.
3. Invertor. Fungujú na báze dvojitej konverzie, najprv striedavého prúdu na jednosmerný a potom opäť na striedavý prúd. Celé ovládanie prebieha pomocou mikrokontroléra. Pracujú v širokom rozsahu vstupného signálu s vysokou rýchlosťou odozvy. Poskytujú ochranu pred impulzným hlukom, no zároveň sú to najdrahšie zariadenia.
4. triak. Princíp činnosti je rovnaký ako pri reléovom type, ale namiesto mechanických komponentov sa používajú polovodiče pracujúce v kľúčovom režime. Vyznačujú sa rýchlou odozvou a vysokou účinnosťou. Zároveň sú úplne tiché, ale komplexné vo svojich obvodových riešeniach.
5. Ferorezonančné. Nepoužívajú sa na domáce použitie, pretože sú ťažké a majú vysokú hlučnosť. Pôsobia na ferorezonančnom efekte.

Pri výrobe stabilizátorov sa používajú rôzne metódy na dosiahnutie stabilného signálu na výstupe zariadenia. Každý normalizátor je povinný udržiavať napätie v povolenom rozsahu, keď sa odchyľuje. Ak je odchýlka väčšia, stabilizátor sa vypne a preruší dodávku elektriny do pripojenej záťaže. Normalizátory sa vyznačujú nasledujúcimi parametrami:

1. Maximálne vstupné napätie. Ide o maximálnu úroveň signálu, ktorá je znížená stabilizátorom na 220 voltov.
2. Minimálne vstupné napätie. Ide o minimálnu úroveň signálu, ktorá je zvýšená stabilizátorom na 220 voltov.
3. Výstupné napätie. Hodnota maximálneho výstupného napätia dodávaného zo stabilizátora do záťaže.
4. Plný výkon. Špičkový výkon, ktorý zariadenie zvládne, sa meria vo VA.
5. Typ indikácie. Je možné použiť digitálnu obrazovku alebo analógové nástroje.
6. Typ. Princíp činnosti.
7. Počet fáz. V závislosti od typu zapojenia existujú dva typy: jednofázové a trojfázové.

Najznámejšie spoločnosti, ktoré vyrábajú stabilizátory, sú tieto: Mustek, Powercom, Defender, APC, Resanta.

Výber najlepšej ochrany

Pri výbere najlepšej ochrany domu je v prvom rade potrebné vychádzať z povahy poklesov napätia, ktoré sa môžu vyskytnúť na elektrickom vedení. Najčastejšie sa používajú dve zariadenia súčasne. Na vstupe do prístrojovej dosky je nainštalované ovládacie relé a k drahým zariadeniam je pripojený stabilizátor. Je dôležité poznamenať, že vypínacie zariadenie nemôže úplne nahradiť regulátor napätia, ale iba dopĺňa jeho funkcie.

Hlavným rozdielom od stabilizátora je to, že relé nevyrovnáva napätie, ale iba okamžite odpojí záťaž pod jeho ochranou. Pri bývaní vo výškových budovách sa SPD prakticky nepoužívajú, pretože na ochranu pred expozíciou búrky, používajú sa bleskozvody a zásah blesku do elektrického vedenia sa prakticky zníži na nula. Ale v súkromnom sektore je takéto zariadenie potrebné.

Existuje ďalší typ zariadenia - neprerušiteľný zdroj napájania (UPS). Často sa jeho účel zamieňa so stabilizátorom. Ale v skutočnosti to nie je plnohodnotné zariadenie na ochranu pred prepätím napätia, ale až pri jeho strate sa prepne do prevádzkového režimu z vlastných batérií. Jediné, čo dokáže ochrániť zariadenia pri nízkej hodnote napätia v sieti, no zároveň jeho priebeh nie je ani zďaleka sínusový.