RSS
people

Как защититься от скачков напряжения

На официальном сайте ЗАО Атлант можно скачать инструкцию по эксплуатации бытовых холодильников, где написано, что напряжение питания составляет 220-230 В (последняя цифра в угоду европейским нормам) при отклонении номинала на 10% в каждую сторону.

Защита от скачков напряженияГрубо говоря, если вольтаж просядет ниже 200 В, не факт, что оборудование будет работать.

Но защита от скачков напряжения нужна далеко не только для этого.

Ещё более опасными являются кратковременные перегрузки, беспрепятственно в силу своей частоты проходящие фильтр.

Когда такое цунами достигает электронной начинки, то становится возможным все.

У любой микросхемы есть свои пределы, выше которых функционирование приводит к выходу из строя. Защита техники является главной задачей, когда речь заходит о скачках напряжения.

Для чего защищать своё оборудование от скачков напряжения

Средство для защиты от скачков напряженияМы считаем лучшим методом добывания информации разведку боем.

А это подразумевает, что следует найти устройство защиты от скачков напряжения и изучить инструкцию.

Нам очень понравилась информация на этот счёт, предоставленная каталогами испанского производителя RTR Energia.

На предмет трёхфазного фильтра гармоник написано следующее:

  • Изделия предназначены для фильтрации гармоник с частотами 134 и 189 Гц.
  • Коэффициент передачи на частотах фильтрации равен, соответственно, 14 и 7%.
  • Поясняется назначение всех перечисленных мер. За счёт указанных характеристик удаётся подавить 5-ю гармонику (5 х 50 = 250 Гц). В результате не возникает резонанса между индуктивным сопротивлением нагрузки и блоком конденсаторов, что закономерно обеспечивает защиту входных цепей от перегрузок.

Поясним, что в промышленных сетях реактивная мощность является паразитным эффектом. Потому что не совершает никакой полезной работы, но требует ресурса подстанций.

В результате, если обыватель платит только за активную мощность kWh, тогда как предприятиям приходится отстёгивать за реактивную в том числе.

Это повышает траты, причём, подчёркиваем, никакой пользы потребителю не несёт

Поэтому для компенсации реактивной части нагрузки крупные предприятия ставят на входе своих потребителей блоки конденсаторов.

Каждый характеризуется некой мощностью в кВАР, которую способен погасить. Вот в результате таких мероприятий и возникает угроза перегрузки.

Как защититься от скачков напряжения лучшеТо есть мы боремся за компенсацию реактивной мощности, чтобы как-то снизить траты на электроэнергию, а получаем резонанс на указанных выше частотах.

В результате мнимая часть сопротивления обращается в нуль, и у нас туда и сюда бегает достаточно большая энергия, которая выделяется только в виде тепла на активной части нагрузки.

Понятно, что это опять потери, кроме того, как это следует из данных производителя, возможен выход из строя теперь уже наших экономящих блоков конденсаторов.

Вот, чтобы это не происходило, ставят ещё и блоки из дросселей (по одному на каждую фазу), опуская граничные частоты пропускания всей системы. 50 Гц полезного напряжения при этом почти не страдает.

Что такое гармоники и волновой анализ промышленного напряжения

Скачки напряжения в промышленностиТе, кто не имеет специального образования, наверное, уже взвыли от такой информации.

Давайте-ка разберёмся, что такое гармоники, и какое они отношение к ним имеет сетевая защита от скачков напряжения.

Оказывается, что формы различных колебаний сложно анализировать.

А это нужно непременно, чтобы предсказать результат работы всей системы, в том числе и то, как будет работать блок защиты от скачков напряжения. Какие брать параметры?

Тогда физики и математики немного подумали и решили, что любое колебание в природе можно разложить на спектр. А осуществляется прямое и обратное преобразование по методам Фурье.

Это набор математических формул, который каждый может реализовать на практике в домашних условиях.

Правда, придётся при этом использовать так называемое дискретное преобразование Фурье. Оно оптимизировано как раз для применения численных методов (программирования).

Так вот, в результате выяснилось, что:

  • Любое колебание, каким бы оно ни было, может быть представлено в виде набора синусоидальных сигналов.

В частности, для чистой синусоиды весь он состоит из одной чёрточки. На частоте синусоиды. Вот и напряжение сети должно быть в идеале 50 Гц. А спектр его должен состоять из одной-единственной гармоники.

  • Но на практике форма сигнала отличается от синусоидальной.

Домашние скачки напряженияНо проблема даже не в этом: конечный спектр может быть определён по функциям Фурье только для бесконечного сигнала.

Наше же напряжение имеет начало (включили питание) и оконцовку (выключили питание). За счёт этого в спектре появляется ряд гармоник.

Это частоты, которые пропорциональны главным 50 Гц. Например, 100, 150, 200 и пр.

Теперь читатели поняли, что из информации производителя RTR можно узнать о важности фильтрации именно пятой гармоники 250 Гц.

А чтобы выполнить эту задачу подавляют частоты 134 и 189 Гц. Почему? На этот вопрос могут ответить только учёные. Это как-то связано с особенностями работы оборудования и переходными процессами в сети.

  • Но и это ещё цветочки.

Если посмотрите ГОСТ 13109, то увидите целый ряд любопытных замечаний и требований к промышленной сети

Например, кратковременные отклонения номинала от нормы не могут превышать 10%. Ничего не напоминает?

Правильно, это те самые значения, для работы с которыми созданы холодильники Атлант. Этот факт просто говорит нам, что белорусы строго придерживались стандартов.

Как защитить технику от скачков напряженияДолговременный уход от номинала не может превышать 5%.

В то же время определены пороги для каждой гармоники. Они выражаются так называемыми коэффициентами гармоник.

Чтобы пояснить это как-то на пальцах, скажем следующее: это число примерно равно отношению амплитуды в спектре основного сигнала 50 Гц к величине гармоники (по частотам, 100, 150, 200 и пр.).

Вы видите, что форма напряжения строго задана и написано, что потребитель имеет право требовать выполнения заданных параметров (попробуйте-ка судиться со своим гаражным кооперативом).

  • Наконец, для отдельных импульсов спектр сигнала уходит в бесконечность и является непрерывным.

В связи с этим большинство входных фильтров строится по схеме нижних частот. Как чрез врата проходит 50 Гц и ещё небольшой участок, а все, что выше обрезается.

Для чего это делается, мы уже поняли – скачки напряжения вызывают изменения в спектре, которые, в свою очередь, пагубно влияют на оборудование.

Как можно проверить эффективность мер защиты против скачков напряжения

Как защитить бытовую технику от скачков напряженияКаждый прямо у себя дома может проверить один любопытный факт: если выполнена защита от перепадов напряжения, то вентиляторы работают тише.

Это отлично слышно на примере процессорных кулеров. Если форма напряжения нестабильна, то системный блок будет гудеть, как танк.

Это вызвано нестабильностью частоты вращения вентиляторов охлаждения.

Достаточно для устранения этого эффекта (частичного) замкнуть лепесток заземления розетки на нулевой провод.

В результате фильтр блока питания компьютера выйдет на расчётный режим, скачки напряжения по всем номиналам уменьшатся, что закономерно вызовет снижение гула.

Кстати, проблема может быть решена ещё одним экстравагантным способом. Во многих компьютерах помимо стандартных напряжений +5 В и + 12 В, куда можно подключить вентилятор, существуют ещё пара гнёзд. Обычно это процессорный кулер (или для жёсткого диска и т. д.).

Обратите внимание, что некоторые из них допускают регуляцию оборотов

Обычно для этого в комплекте должен быть штекер на 4 пина. Два из них: питание и земля (обычно жёлтый и чёрный), а другие: сигнал тахометра (синий) и широтно-импульсная модуляция (для нарезки напряжения и снижения оборотов таким способом).

Если нужно уменьшить уровень шума, то разумно применять именно такие сложные кулеры, в зависимости от потребностей системного блока (температура процессора и др.) скорость оборотов станет регулироваться. Ну, и чем медленнее вращается лопасть, тем тише это будет происходить.

Что касается нашего случая, то вывод на лепестки заземления нулевого провода даёт возможность правильно работать фильтрам гармоник, стоящим на входе в блок питания.

В свою очередь, защита оборудования от скачков напряжения проводится косвенное. Просто включается штатный фильтр, который в другом случае работал бы некорректно. Одновременно существенно улучшаются экранирующие свойства корпуса прибора.

Обратите внимание, что такой метод действует только в том случае, если нет заземления в питающей сети дома. Кроме того подобные меры запрещены для групповых цепей осветительных приборов (различные по роду помещения).

Читайте также: Как правильно сделать в помещении заземление

Самым действенным методом является использование блока бесперебойного питания. Этот прибор по определению должен фильтровать гармоники.

Обратите внимание, что импортные варианты в своём составе обычно содержат все те же фильтры, которым требуется заземление. То есть вся система обороны рушится, если розетки поставлены вразрез с европейскими стандартами.

Защита компьетра от скачков напряженияНо остаётся ещё вопрос о том, как защитить бытовые приборы от перепадов напряжения сравнительно медленного характера.

В случае источников бесперебойного питания вольтаж выдерживается, во всех остальных случаях будет провал (подъем).

Во-первых, обращаем внимание читателей на ГОСТ 13109, согласно которому потребитель в этом случае может требовать предоставления в свой адрес качественных услуг.

Будьте готовы, что плата при этом может чуть подняться, но тарифы опять же регулируются антимонопольными законами.

Таким образом, в штатном режиме, когда все нормы исполняются, защита холодильника от скачков напряжения не требуется.

Но! Нужно обязательно обеспечить свой прибор заземлением. В остальном должен работать входной фильтр (если таковой имеется).

Виды защиты от скачков напряженияВ общем и целом нужно понимать, что и для чего делается.

Допустим, защита от скачков напряжения в сети у стиральной машины реализуется специальным блоком.

Он не работает, если нет заземления, и на корпусе можно обнаружить потенциал порядка 60 В.

А необходимо это вовсе не для толстошкурого двигателя, а для нежной электронной начинки, которая имеет в своём составе импульсный блок питания, где входные каскады упрощены в расчёте на то, что предварительная фильтрация уже прошла.

Представьте теперь, если заземления не имеется: мы сами лишаем себя системы защиты от скачков напряжения.

Что ещё можно посоветовать? Если это так важно, то покупайте переключатель фаз автоматического или ручного типа, который будет отслеживать напряжения.

Реле защиты от скачков напряженияМы уже говорили, что применение подобных устройств для поставщика (у которого есть мозги) потенциально выгодно.

Реле защиты от скачков напряжения вовсе прекратит подачу питания в случае выхода номинала питания за допустимые нормы.

Не нужно путать это с контролем потребления, элементы которого могут входить в состав счётчика.

Здесь просто отрезается подача энергии на «маловажных» потребителей. Для промышленного оборудования рекомендуется применять симметрирующие трансформаторы. Смысл таких устройств в том, чтобы устранить перекос фаз.

Если по одной из линий наблюдается скачок, он будет скомпенсирован на выходе симметрирующей обмоткой. Во многих случаях такая защита приборов будет более уместна, нежели любая другая.

Симметрирующий трансформатор для защиты от скачков напряженияСовместное применение с трёхфазными переключателями позволит полностью огородить своё оборудование от различных эксцессов.

Мы рассказали, как выполняется защита от скачков напряжения в квартире, а проверить это проще всего при помощи отвёртки-индикатора.

Если корпус правильно заземлён, то на режиме высокой чувствительности при бесконтактном методе срабатывания не будет наблюдаться.

Это все, что мы хотели сказать про то, как осуществляется защита электросети локального потребителя от скачков напряжения. Не исключаем, что существует и другое оборудование, но это уже совсем другая история.

Оставить комментарий