Защита от перепада напряжения: Что лучше стабилизатор или реле напряжения на 220 В для квартиры

Что лучше стабилизатор или реле напряжения на 220 В для квартиры

На вопрос, что лучше стабилизатор или реле контроля, трудно ответить однозначно. Для каждого случая проблему защиты следует решать с учетом конкретных факторов. Объективно сравнить данные устройства можно только, зная принцип их действия и отличительные особенности.

Отличия реле напряжения от стабилизатора

Современная квартира напичкана многочисленными электрическими и электронными приборами, многие из которых достаточно чувствительны к изменению напряжения. В то же время, даже в крупных городах электрическая сеть грешит нестабильностью, а что говорить о сельской местности. От любого скачка напряжения домашняя электроника может просто выйти из строя.

Защита бытовой техники от скачков напряжения и перенапряжения в сети обеспечивается в основном двумя типами устройств – стабилизатор и реле контроля максимального и минимального напряжения. Их работа основывается на различных принципах, и выбор проводится с учетом особенностей.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор – это прибор, который поддерживает напряжение на заданном уровне при его колебании в сети в определенных пределах. Обычно в бытовых условиях применяется стабилизатор, удерживающий значение 220 В ±5% при колебании входного сигнала от 160 до 260 В. При скачке за пределы возможностей прибор просто отключает сеть.

Конструктивно стабилизаторы подразделяются на несколько типов. Наиболее распространены приборы ступенчатого типа, включающие трансформатор и силовые ключи (релейные или полупроводниковые). Плавная установка обеспечивается в электромеханических стабилизаторах, в которых трансформатор имеет регулировку первичной и вторичной обмотки. Этот прибор снижает нижний предел входного напряжения до 120-130 В.

Наиболее совершенным, но и самым дорогим, является инверторный стабилизатор, содержащий накопительную ёмкость. Она способна сгладить перепады напряжения в пределах 100-300 В, а выходной сигнал имеет значение 220 В ± (1-3)% с практически идеальной синусоидальной формой.

Реле напряжения

Реле контроля – это устройство, контролирующее нижнюю или верхнюю границу допустимого значения напряжения. Соответственно, существуют реле минимального и максимального напряжения. Для защиты от перенапряжений используется реле максимального напряжения. Если входное напряжение превысит установленное значение (например, 230 В), то нагрузка отключается. При возврате его величины в нужные пределы сеть снова включается.

Чаще используется принцип задержки включения. В таких реле есть настройка времени отключения. Например, если осуществлена установка 2 с, то после истечения этого времени сеть снова включится, и ток поступит на бытовое оборудование.

Надо отметить, что при коротких импульсах скачка реле может не сработать. Для таких случаев существует многофункциональное реле МР-63, которое выполняет роль максимального и минимального реле, а также реагирует на мгновенные импульсы значительной амплитуды.

В чем заключается различие

Предыдущий анализ показывает, что рассматриваемые устройства имеют принципиальные различия. Оба прибора отключают подачу электроэнергии, если напряжение превышает минимально или максимально допустимое значение. Однако, стабилизатор в пределах между экстремальными значениями еще и выравнивает напряжение, поддерживая его на заданном уровне. Реле осуществляет только контроль предельных величин, после чего отключает сеть, но включает снова при исправлении положения.

Таким образом, бытовая техника при использовании стабилизатора не только защищена от скачков напряжения и перенапряжения в сети, но и получает стабильный электросигнал, что повышает её работоспособность. В то же время, нельзя говорить о полном превосходстве стабилизаторов над реле. Для составления полной картины необходимо разобраться со всеми плюсами и минусами этих приборов.

Преимущества использования стабилизаторов

Стабилизаторы имеют ряд несомненных преимуществ:

1. При скачке напряжения за пределы допустимых значений обеспечивается отключение электросети, что предохраняет технику от сбоев в работе. Пороговые значения можно устанавливать на нужном уровне.
2. В пределах предельных значений происходит стабилизация напряжения с достаточной точностью. Даже самые простые и дешевые устройства обеспечивают выравнивание в пределах ±5%. Современные электромеханические приборы дают точность 3%, а инверторные устройства — 1%.
3. Стабилизаторы значительно повышают долговечность бытовой техники и электроники. Улучшается качество показа видеотехники. Прекращается мерцание ламп накаливания, что увеличивает их срок службы.
4. Широкий выбор по техническим характеристикам. Мощность разных моделей колеблется от 50 до 50 ВА до 150 кВА.
5. Качественные стабилизаторы практически не влияют на форму сигнала, а инверторные установки даже улучшают синусоиду.
6. Высокий КПД (98-99%).

Важно! Стабилизаторы имеют простое подключение, а потому для их установки не надо приглашать специалиста. При этом к прибору может подводиться любая фаза трехфазной цепи. При подключении автоматический автомат необходимо устанавливать до ввода в стабилизатор.

Недостатки стабилизаторов

Несмотря на выраженные преимущества стабилизаторов, они имеют серьезные недостатки, ограничивающие их использование:

1. Значительные размеры. Этот параметр прямо зависит от мощности прибора. Даже при минимальном количестве бытовой техники на входе нужно ставить стабилизатор, который не поместится в стандартный электрический щиток. Для него необходимо выделить отдельное место.
2. Необходимость эффективного охлаждения аппарата, т.к. при работе его основные элементы и корпус нагреваются.
3. Высокая цена, возрастающая с увеличением мощности.
4. Необходимость надежной защиты от пыли и влаги. Электромагнитное поле внутреннего трансформатора активно притягивает пыль, а потому необходимо максимально оградить стабилизатор от запыления.
5. Повышенный уровень шума, что требует дополнительной звукоизоляции или вынесение стабилизатора за пределы жилого помещения.
6. Чувствительность электроники стабилизатора к помехам в электрической сети.

Наиболее значительными недостатками стабилизаторов является громоздкость, большой вес и высокая цена. Особенно они чувствительны для устройств мощностью 3 и более кВт, которые необходимы для установки на входе квартиры. При мощности менее 1 кВт эти характеристики находятся в разумных пределах, а потому стабилизаторы чаще применяются в качестве индивидуальной защиты отдельных бытовых приборов. Некоторые современные бытовые электроприборы имеют встроенные стабилизаторы.

Преимущества реле

Несмотря на то, что реле не способны удерживать напряжение в нужных пределах, они достаточно часто применяются в схеме защиты от перенапряжения. Этому способствуют следующие их преимущества:

1. Гарантированное отключение электричества при критических скачках напряжения. При кратковременной продолжительности такого скачка питания включается сразу после возврата сети в нормальное состояние. Реле уже через 1 с готово снова автоматически включить цепь.
2. Малые габариты. Вся схема защиты на основе реле легко помещается во входном щитке, даже когда монтируется несколько устройств (минимальное и максимальное реле).
3. Удобный монтаж. Современные реле выполнены так, чтобы могли устанавливаться на стандартную DIN-рейку, а провод цепи легко и быстро закрепляется в клеммном зажиме. При защите отдельных бытовых приборов можно использовать модель реле, которая просто подключается в розетку.
4. Доступная цена. Стоимость реле значительно ниже стоимости стабилизатора. Покупка даже нескольких таких устройств обойдется заметно дешевле, чем одного стабилизатора.
5. Бесшумность работы.

Важно! Для надежной защиты электроники важным параметром считается быстрота ее реакции на опасный импульс. Реле контроля напряжения относятся к специальным устройствам релейной защиты, а потому их срабатывание происходит практически мгновенно.

Недостатки реле

Основной недостаток реле контроля – неспособность выравнивать напряжение. Например, предельные его значения составляют 190-240 В. Если в сети длительно подается напряжение 195 В, то именно оно и будет питать все электроприборы, что, несомненно, скажется на качестве работы видеотехники и накале ламп в осветительной аппаратуре. Такое явление характерно для сельской местности. На долговечность приборов может отразиться и длительная подача напряжения 235 В. Отключение электроэнергии произойдет только при выходе напряжения за предельные значения.

Отсутствие стабилизации напряжения особенно сильно сказывается там, где электрическая сеть далека от идеальной. Нередко его колебания считаются обычным явлением, а это приводит, в частности, к миганию ламп накаливания, что резко снижает их срок службы, влияет на качество освещения и даже на человеческую психику.

Отмечается и другой недостаток. Для обеспечения полной защиты требуется установка, как минимум, двух максимальных реле – минимального и максимального. Схему такого подключения может разработать только человек с соответствующими навыками, а значит, необходимо привлекать специалиста.

Наконец, надежность работы всей бытовой техники в доме существенно зависит от правильности настройки реле контроля. Далеко не всякие скачки напряжения способны существенно повлиять на работу бытовой техники, а вот частое отключение электричества не пройдет незаметно. Пределы лучше устанавливать после консультации со специалистом и с учетом наличия конкретных приборов в доме.

Стабилизаторы напряжения по своему функционалу смотрятся значительно привлекательнее реле. Однако стоимость, габариты и масса существенно ограничивает их применение. Именно поэтому такие приборы чаще применяются для индивидуальной защиты бытовой техники, а не всей внутренней цепи в целом. Реле контроля напряжения доступны по цене и обеспечивают надежную защиту от перенапряжения без его выравнивания. Какой вид защиты выбрать, прежде всего, зависит от финансовых возможностей, а также от качества и стабильности входной электрической сети.

Защита от скачков напряжения 220 вольт в доме и квартире

Электрическая энергия – неотъемлемая составляющая быта современных людей, где бы они ни проживали – в городе или сельской местности. Трудно представить себе квартиру или дом, где нет ни одного бытового прибора, а для освещения пользуются свечками или лучинами. Однако вся бытовая техника, как и элементы освещения, питание к которым поступает по домашней линии, подвергается опасности, связанной с нестабильностью напряжения. Превышение этим показателем допустимых пределов влечет серьезные проблемы, вплоть до поломки дорогостоящей аппаратуры и выхода линии из строя. Уберечь проводку и приборы поможет защита от скачков напряжения 220В для дома. В этом материале мы расскажем о том, как защититьсвоими рукамитехнику от скачковнапряжения в квартире или в частном доме.

В чем причины перепадов напряжения в сети?

Система электроснабжения в нашем государстве далеко не совершенна. Из-за этого положенная величина напряжения 220В, с расчетом на которую изготавливают всю бытовую технику, выдерживается далеко не всегда. В зависимости от того, какая нагрузка в конкретный момент приходится на сеть, напряжение в ней может колебаться в значительных пределах.

Скачки напряжения в наших сетях не являются редкостью из-за того, что подавляющее большинство всех элементов энергоснабжающей системы разрабатывалось несколько десятилетий назад и не рассчитывалось на современную нагрузку. Ведь практически в любой современной квартире имеется множество домашних энергопотребителей. Конечно, это делает проживание более комфортным, но вместе с тем значительно увеличивает потребление электричества. Линия далеко не всегда может справиться с такими нагрузками, следствием чего становятся частые перепады напряжения.

Один из способов защиты от перенапряжения сети на видео:

Надеяться на то, что вскоре старая система будет полностью переделана с учетом современных требований, не стоит. Поэтому защита от скачков напряжения электролинии и подключенных к ней аппаратов – это та задача, при решении которой хозяевам приходится думать собственной головой и работать своими руками.

Теперь поговорим о причинах, из-за которых возникают скачки напряжения, более подробно. Обычно изменения разности потенциалов происходят без резких бросков, и современная техника, рассчитанная на работу в пределах от 198 до 242В, способна справиться с ними без ущерба для себя.

Речь пойдет о тех случаях, когда напряжение в течение долей секунды повышается в разы, а затем столь же быстро снижается. Это и есть то явление, которое называется – скачок напряжения. Вот каковы причины, по которым оно чаще всего происходит:

• Одновременное включение (или, наоборот, отключение) нескольких приборов.
• Обрыв нулевого проводника.
• Удар молнии в линию электропередачи.
• Разрыв жил внутри провода из-за падения на ЛЭП дерева
• Неправильное подключение кабелей в общем электрощите.

Как видим, скачок напряжения может произойти по разным причинам. Предугадать, когда он произойдет, попросту нереально, а значит, подумать о защите от перепадов напряжения следует заблаговременно.

Пример монтажа реле напряжения на видео:

Как защитить технику от перенапряжений?

Конечно, оптимальный вариант защиты от повышенного напряжения домашней сети и включенных в нее приборов – это полная реконструкция системы энергоснабжения с последующим ее обслуживанием опытными специалистами. Но если целиком заменить проводку в частном доме еще можно, то в многоквартирных зданиях это нереально. Практика показывает, что несколько десятков жильцов практически никогда не смогут договориться о совместной оплате подобных работ.

Вряд ли будут этим заниматься и управляющие компании. А менять электропроводку в отдельно взятой квартире бесполезно – скачки напряжения от этого никуда не денутся, поскольку возникают они, как правило, из-за общего оборудования.

Что делать, чтобы скачки напряжения не стали причиной серьезного ущерба? Не ждать же, пока у коммунальщиков и всех соседей по дому возникнет желание заменить общую электропроводку в здании? Ответ один – подобрать надежное устройство для защиты домашней сети от скачков напряжения.

Сегодня используются следующие приборы, повышающие безопасность домашней аппаратуры и позволяющие свести к минимуму вероятность ее повреждения из-за перенапряжений:

• Реле контроля напряжения (РКН).
• Датчик повышенного напряжения (ДПН).
• Стабилизатор.

Отдельно следует назвать источники бесперебойного питания. Они близки к перечисленным устройствам, но назвать их полноценными аппаратами для защиты линии от перепадов разности потенциалов нельзя. Более подробно о них расскажем ниже.

Реле контроля напряжения

Когда скачки напряжения в квартире случаются нечасто и в постоянной защите от них нужды не имеется, достаточно подключить к сети специальное реле.

Что представляет собой этот элемент? РКН – это небольшой прибор, задача которого состоит в отключении цепи при перепаде разности потенциалов и возобновлении подачи электричества после того, как сетевые параметры придут в норму. Само по себе реле никак не влияет на величину и стабильность напряжения, а только фиксирует данные.

Эти устройства бывают двух типов:

• Общий блок, который устанавливается в распределительном щите и защищает от перенапряжения всю квартиру.
• Устройство, по внешнему виду напоминающее удлинитель с гнездами электророзеток, в которые включаются отдельные приборы.

Наглядно перо принцип работы реле напряжения на видео:

Приобретая реле, важно не ошибиться в расчете его мощности. Она должна несколько превышать суммарную мощность подключенных к устройству приборов. Индивидуальные РКН, которые включаются в общую сеть, подобрать несложно – надо просто купить элемент с нужным количеством розеток.

Эти устройства удобны, имеют невысокую стоимость, но пользоваться ими имеет смысл лишь тогда, когда сеть стабильна. Если же скачки напряжения в ней происходят постоянно, такой вариант не подойдет – ведь мало кому из хозяев понравится непрерывное включение-отключение всей сети или отдельных приборов.

Датчик перепадов напряжения

Этот датчик, как и РКН, фиксирует информацию о величине разности потенциалов, отключая сеть при перенапряжениях. Однако функционирует он по другому принципу. Такой прибор нужно устанавливать в сеть вместе с устройством защитного отключения. Когда аппарат обнаружит нарушение сетевых параметров, он вызовет утечку тока, обнаружив которую, автомат защиты (УЗО) обесточит сеть.

Стабилизатор напряжения

В тех линиях, которым нужна постоянная защита от перепадов напряжения, необходимо устанавливать стабилизатор сети. Эти устройства, будучи включенными в линию, вне зависимости от подающейся на них разности потенциалов, на выходе нормализуют параметры до нужной величины. Поэтому, если скачки напряжения в вашей домашней сети происходят часто, стабилизатор будет для вас оптимальным решением.

Эти приборы подразделяются по принципу действия. Разберемся, какой из них подойдет для различных случаев:

• Релейные. Такие аппараты имеют достаточно низкую цену и небольшую мощность. Впрочем, для защиты бытовой аппаратуры они вполне подойдут.
• Сервоприводные (электромеханические). По своим характеристикам такие приборы мало чем отличаются от релейных, но при этом стоят дороже.

• Электронные. Эти стабилизаторы собраны на базе тиристоров или симисторов. Они имеют достаточно высокую мощность, точны, долговечны, отличаются хорошим быстродействием и почти всегда гарантируют надежную защиту от перенапряжений. Цена их, естественно, довольно высока.
• Электронные двойного преобразования. Эти устройства самые дорогие из всех перечисленных, но при этом они обладают наилучшими техническими параметрами и позволяют обеспечить максимальную защиту линии и приборов.

Стабилизаторы бывают однофазными, предназначенными для подключения к домашней линии, и трехфазными, которые устанавливаются в сети крупных объектов. Они также могут быть переносными или стационарными.

Наглядно про стабилизаторы на видео:

Выбирая для себя такой аппарат, предварительно следует рассчитать суммарную мощность энергопотребителей, которые будут к нему подключены, и предельные значения сетевого напряжения. Рекомендуем в этом деле прибегнуть к помощи специалистов – они помогут не запутаться в технических тонкостях и подобрать наилучший вариант для конкретной линии по характеристикам и стоимости.

Источники бесперебойного питания

Теперь поговорим об этих, ранее упомянутых нами, устройствах. Иногда неопытные пользователи путают их со стабилизаторами напряжения, но это совсем не так. Основная задача ИБП – при внезапном отключении электроэнергии обеспечить подсоединенные устройства питанием в течение определенного времени, что позволит плавно завершить работу на них, сохранив имеющуюся информацию. Резерв электроэнергии дают встроенные в аппарат аккумуляторы. Как правило, бесперебойники используются вместе с компьютерами.

В некоторых ИБП, например, с интерактивной схемой или режимом двойного преобразования, имеются встроенные стабилизаторы, которые способны нивелировать небольшие перепады разности потенциалов, но при этом цена их очень высока, и для общей защиты сети они подходят плохо. Поэтому полноценной заменой стабилизатору их считать нельзя. Но для защиты ПК при внезапных отключениях электричества такие аппараты поистине незаменимы.

Заключение

В этой статье мы разобрались, для чего нужна защита от скачков сетевого напряжения 220В для дома и с помощью каких устройств можно ее обеспечить. Как читатели могли убедиться, надежнее всего убережет бытовую технику от перенапряжений мощный и дорогой стабилизатор.

Однако это не значит, что ничем другим проблему перепадов разности потенциалов не решить. Во многих случаях подойдут и другие перечисленные приборы. Все зависит от параметров сети и ее стабильности.

Защита сети 220 вольт от перенапряжения

Хотя подача электричества в квартиры и дома регулируется законодательством, жильцам не стоит полностью рассчитывать на то, что соответствующие службы обеспечат подачу электроэнергии нужного качества. Если из-за бросков сетевого напряжения дорогостоящие электроприборы выйдут из строя, получить компенсацию будет практически невозможно. А поскольку неполадки на электролиниях – не редкость, то стоит самостоятельно принять меры, которые помогут уберечь бытовую технику от поломки. Для этого нужна защита от перенапряжения, обеспечить которую можно, установив в сети соответствующий прибор – защитное реле, датчик с УЗО или стабилизатор напряжения.

Допустимые параметры электроэнергии

Номинал напряжения, обозначенный на всей бытовой электротехнике, составляет 220В, однако в реальной жизни это значение стабильно далеко не всегда. Это учитывается при изготовлении современных приборов, и они могут устойчиво работать при колебании напряжения от 209 до 231В, а также переносить разброс от 198 до 242В. Если бы небольшие перепады разности потенциалов не были предусмотрены конструкцией бытовой техники, она ломалась бы постоянно. Более значительные отклонения приводят к перегрузке сети, и это снижает эксплуатационный ресурс аппаратуры.

Чтобы сгладить колебания напряжения и обеспечить безопасность приборов, достаточно установить стабилизатор. Гораздо опаснее для электротехники перенапряжение (так называется резкий скачок разности потенциалов).

Разновидности перенапряжений

Перенапряжение может длиться как короткое, так и достаточно продолжительное время. Оно может быть вызвано ударом молнии во время грозы или коммутацией, возникшей из-за неполадок подстанции. Для защиты от них в сеть 220 или 380 Вольт (бытовую или промышленную) включается УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений). Его автоматическое срабатывание помогает обезопасить линию при воздействии, например, мощного грозового разряда, от которого не сможет спасти стабилизатор напряжения.

Наглядно про УЗИП на видео:

Удар молнии приводит к появлению мощного электромагнитного импульса, под влиянием которого в расположенных рядом с местом разряда проводниках возникают электрические потенциалы, и происходит резкий скачок напряжения. Длится он всего около 0,1 с, но величина разности потенциалов при этом составляет тысячи вольт.

Понятно, что при поступлении такого напряжения в домашние и производственные сети последствия могут быть очень тяжелыми.

Перенапряжение в результате коммутации

Такое явление может произойти при включении в линию или выключении приборов, дающих высокую индуктивную нагрузку. К ним относятся блоки питания, электромоторы, а также мощные инструменты, запитывающиеся от сети.

Этот эффект обусловлен законами коммутации. Моментальное изменение величины тока в соленоиде, а также разности потенциалов на конденсаторе произойти не может. Когда цепь с такой нагрузкой соединяется или размыкается, то в месте контакта отмечается появление вызванного самоиндукцией и коммутационными процессами электрического потенциала.

Течение переходного процесса всегда сопровождается выбросом напряжения, которое обладает полярностью, обратной входному. Небольшая емкость проводников в сети вызывает резонанс, длящийся короткое время и вызывающий высокочастотные колебания. По завершении переходного процесса они затухают.

Сколько продлится перенапряжение и какова будет его величина, зависит от следующих показателей:

• Индуктивность нагрузки.
• Моментальное значение разности потенциалов при коммутации.

• Емкость подключающих электрических кабелей.
• Реактивная мощность.

Опасность перенапряжения

Поскольку изоляция проводов рассчитана на величину напряжения, значительно превышающую номинал, пробоя чаще всего не случается. Если электроимпульс действует в течение незначительного времени, то напряжение на выходе блоков питания со стабилизатором не успевает возрасти до критического показателя. Это же касается и обычных лампочек – если резко возросшее напряжение быстро нормализуется, то спираль не успевает не только перегореть, но даже перегреться.

Если же изоляционный слой не выдерживает увеличившегося напряжения и происходит его пробой, то появляется электрическая дуга. В этом случае поток электронов проникает сквозь микротрещины, возникшие в изоляции, и идет через газы, которыми наполнены образовавшиеся мельчайшие пустоты. А большое количество тепла, выделяемое дугой, способствует расширению токопроводящего канала. В итоге нарастание тока происходит постепенно, и автомат защиты срабатывает с некоторым опозданием. И хотя оно занимает всего несколько мгновений, их оказывается вполне достаточно для выхода электропроводки из строя.

Какими устройствами обеспечивается защита сети от перенапряжения?

Схема защиты электрической линии от скачков напряжения может включать в себя:

• Систему молниезащиты.
• Стабилизатор напряжения.
• Датчик повышенного напряжения (устанавливается вместе с УЗО).
• Реле перенапряжения.

Отдельно нужно сказать о блоках бесперебойного питания, через которые в домашних сетях чаще всего подключают компьютеры. Этот прибор не предназначен для защиты от перенапряжения в сети. Его функция заключается в другом: при внезапном отключении света он работает как аккумулятор, позволяя пользователю сохранить информацию и спокойно выключить ПК. Поэтому путать его со стабилизатором напряжения не следует.

Принцип работы защитных устройств

Для защиты от электроимпульсов, возникающих под действием молнии, устанавливается грозозащитный разрядник вместе с УЗИП. А обезопасить линию от потока электронов, параметры которого не соответствуют рабочим характеристикам сети, можно с помощью специальных датчиков, а также реле перенапряжения.

Следует сказать, что как ДПН, так и реле по принципу действия и назначению отличаются от стабилизатора.

Задача этих элементов состоит в том, чтобы прекратить подачу электроэнергии в случае превышения величиной перепада максимального порога, указанного в техническом паспорте средства защиты или выставленного регулятором.

После нормализации параметров электрической линии происходит самостоятельное включение реле. ДПН для защиты линии следует устанавливать только в паре с устройством защитного отключения. Его задача заключается в том, чтобы при обнаружении неполадок вызвать утечку тока, под воздействием которой сработает УЗО.

Наглядно про реле напряжения на видео:

Недостаток такой схемы заключается в необходимости ее ручного включения после того, как напряжение придет в норму. В этом плане выгодно отличается стабилизатор напряжения. Это устройство предусматривает регулируемую временную задержку токоподачи, если происходит его срабатывание под воздействием чрезмерного напряжения. Стабилизатор часто используют для подключения кондиционеров и холодильных аппаратов.

Длительные перенапряжения

Продолжительные перенапряжения очень часто происходят из-за обрыва нулевого проводника. Неравномерность нагрузки на фазных жилах становится причиной перекоса фаз – смещения разности потенциалов к проводнику с самой большой нагрузкой.

Иначе говоря, под воздействием неравномерного трехфазного электротока на нулевом кабеле, не имеющем заземления, начинает скапливаться напряжение. Ситуация не нормализуется до тех пор, пока повторная авария окончательно не выведет линию из строя или специалист не устранит неисправность.

При обрыве нулевого провода в электророзетке будет происходить изменение напряжения в соответствии с нагрузкой, которую пользователи, не знающие о неполадках, будут подключать на различные фазы. Пользоваться неисправной цепью практически невозможно, даже если в линию питания включен хороший стабилизатор. Дело в том, что сетевые параметры, регулярно выходящие за пределы стабилизации, приведут к тому, что прибор будет постоянно выключаться.

Наглядно про обрыв ноля и что нужно при этом делать – на видео:

Недостаток напряжения (провал)

Это явление особенно хорошо знакомо людям, проживающим в деревнях и селах. Провалом (проседанием) называется падение величины напряжения ниже допустимого предела.

Опасность проседаний заключается в том, что в конструкцию многих бытовых приборов входит несколько блоков электропитания, и недостаток напряжения приведет к тому, что один из них кратковременно выключится. Аппарат среагирует на это выдачей ошибки на дисплее и остановкой работы.

Если речь идет об отопительном котле, а неисправность произошла в зимнее время, то дом останется без отопления. Избежать такой ситуации поможет подключение стабилизатора. Этот прибор, зафиксировав проседание, повысит величину напряжения до номинала. Стабилизатор может спасти ситуацию, даже если напряжение в сети упало по вине трансформаторной подстанции.

Заключение

В этой статье мы рассказали, для чего нужна защита от перенапряжения в сети, какими устройствами она обеспечивается и как правильно ими пользоваться. Приведенные рекомендации помогут читателям разобраться в причинах сбоя сетевого напряжения, а также выбрать и установить устройство для защиты электросети.

Защиты от скачков напряжения 220 вольт в квартире и доме

Скачки электричества – неприятное явление, от которого никто не застрахован, поэтому приходится защищаться от этого самостоятельно. Какие есть способы и насколько они эффективны, стоит ли уделять этому внимание и в каких случаях – в данном материале.

Перепады напряжения – неизбежность?

Наши жилые дома запитываются по трехфазной системе. К дому подходит четыре провода: три фазовых и один нулевой. Если замерить напряжение между любым фазовым и нулевым проводами, то всегда будет 220 В, если между двумя фазовыми проводами – всегда получим 380 В. В связи с тем, что состояние щитовых оставляет желать лучшего, когда нулевой провод отходит, остается то напряжение, которое есть между двумя фазами, то есть 380 В.

Обрыв нуля в трехфазной сети часто вводит в заблуждение: провод обрывается, а напряжение не исчезает, а наоборот, увеличивается. Это и есть причиной резких перепадов напряжения, точнее, скачков высокого напряжения, которые приводят к порче элекроприборов, электропроводки, а также риску пожара. Можно ли от этого защититься?

Существует ряд вариантов защиты от высокого напряжения и несколько причин, из которых мы рассмотрели только одну. Идеальным решением было бы обновить всю энергосистему не только в квартире, но и во всем доме. Однако в многоквартирных домах это проблематично, кроме того, помимо обрыва нулевого проводника, существуют и другие причины резкого скачка напряжения вверх:

• Удар молнии в линию электропередачи.
• Разрыв проводов от падения на линию электропередач дерева.
• Ошибки в настройке общего электрощитка.
• Одновременное включение или отключение большого количества электроприборов.

Не от каждого случая можно защититься превентивными мерами, поэтому применяют специальные устройства, которые реагируют на скачок и своевременно предотвращают тот вред, который может быть нанесен в результате скачка.

Реле контроля напряжения

Основной прибор, который отвечает за защиту от высокого напряжения – это реле высокого напряжения, которое действует следующим образом:

• Предельно допустимое минимальное и максимальное напряжение выставляется заблаговременно.
• Как только напряжение превышает предел, электричество в квартире отключается.
• Как только сетевые параметры приходят в норму, электричество снова начинает подаваться.

Подробнее о реле контроля напряжения, о причинах и целесообразности его установки, а также о том, как его установить и настроить, смотрите в видео:

РКН может быть двух типов:

• Устанавливаемое на уровне всей квартиры (встраивается в щиток).
• Устанавливаемое для определенной группы приборов (устанавливается в квартире).

Оба варианта доступны по стоимости и просты в установке.

Это устройство может пригодиться:

• Если сеть стабильна и подобные случаи бывают крайне редко.
• Если планируется использовать устройство вместе с другими приборами, обеспечивающими стабильное напряжение без отключений.

Ведь правда, мало кому понравится частое отключение электроэнергии дома.

Устройство защитного отключения

Немного по-другому работают устройства другого типа, УЗО (устройство защитного отключения) и ДИФ (дифференциальный автомат), которые срабатывают при утечке тока. Задача ДИФ – защитить человека от поражения током при соприкосновении с неисправной проводкой или электроприборами при утечке тока и перенапряжения, вызванного другими причинами.

Устройство защищает сеть от перегрузок и коротких замыканий, при этом имея функцию УЗО – автоматическое отключение при утечке. Применяются дифустройства в однофазных и трехфазных сетях переменного тока. Они значительно повышают уровень безопасности в процессе постоянной эксплуатации электроприборов.

Визуально УЗО и дифавтомат похожи, функции их схожи. Чем же они отличаются и что лучше выбрать? Оба защищают и утечек электричества. Но только ДИФ еще и от замыканий и перегрузок в сети. УЗО – это только индикатор утечек, связанных с повреждение изоляции, например. При утечке УЗО отключит подачу электричества, но не защитит от перегрузки в сети.

Стабилизатор напряжения

Если напряжение «скачет» постоянно и необходима защита от этого, устанавливают стабилизатор напряжения. Это уникальное устройство, которое при любом напряжении, повышенном или пониженном, выравнивают его – подают на выходе нормализованные параметры. Аппарат незаменим в случае, если скачки в вашей сети – обычное и постоянное явление: без него в таком случае все приборы быстро выйдут из строя.

Есть несколько видов стабилизаторов напряжения:

• Релейные.
• Электромеханические.
• Электронные.
• Электронные двойного преобразования.

Релейные – с небольшой мощностью, предназначены для защиты бытовой аппаратуры.

Электромеханические имеют примерно такое же устройство, но эти приборы мощнее и дороже. Электронные имеют высокую мощность и точность, характеризуются быстродействием и служат долго и надежно. Наибольшую защиту линии могут гарантировать электронные стабилизаторы двойного преобразования. Стабилизаторы могут быть:

• Переносными и стационарными.
• Однофазными (для своего дома) и трехфазными (для крупных объектов).

Больше о стабилизаторах напряжения – в видео:

Подбор аппарата зависит от суммарной мощности всей электросети объекта, должен учитывать предельное сетевое напряжение и крайне желательно при подборе советоваться с электриками.

Источник бесперебойного питания

В ряде случаев, обзаведясь приборами отключения электричества при несоответствии требованиям и параметрам, стоит обдумать и приобретение источника бесперебойного питания, который не позволит отключить важные приборы от работы.

Это прибор, который отличается от названных, хотя в некоторых случаях его путают со стабилизатором напряжения. Если электричество перестает подаваться (в том числе и по причине отключения при срабатывании реле контроля или устройства защитного отключения), или если непогодой оборвутся провода, электричество не поступит в жилище, и ни стабилизатор, ни другие приборы не дадут возможность продолжать пользоваться электричеством. На это способен только ИБП. Он создан для того, чтобы при внезапном отключении тока то или иное устройство могло еще поработать (что даст, например, возможность корректно его выключить или закончить текущий процесс).

Источник бесперебойного питания может обеспечить поступление электричества только на определенное время, на которое он рассчитан. Чем больше времени может обеспечить электричество ИБП, тем мощнее он и тем дороже он стоит. Созданы бесперебойники на основе имеющихся в них аккумуляторов. Они необходимы на производстве, в офисе, где люди работают на компьютерах, дома для возможности выключить компьютер и закончить работу, не потеряв важные данные.

Эти устройства могут объединять в себе стабилизаторы, и помимо основной задачи – обеспечить электричеством при внезапном отключении – отвечают за подачу стабильного напряжения, однако считается, что полноценно заменить стабилизаторы они неспособны.

Импульсное перенапряжение

Существует еще такое понятие как импульсное перенапряжение в сети. Импульсное перенапряжение – это очень резкий и очень кратковременный скачек напряжения в сети, который длится доли секунды, но за это время может успеть испортить проводку и электроприборы. Особенно опасным может оказаться такой скачок для домашней сети в частном доме. От этого защищают специальные приборы – устройства защиты от импульсных перенапряжений.

Причиной импульсного скачка напряжение может стать:

• Коммутационная перегрузка.
• Удар молнии в молниезащиту.

В любом из этих случаев поможет УЗИП. Их активно используют для защиты от перепадов сети частного дома. Устройства бывают:

• Одновводными.
• Двухвводными.

В зависимости от типа нелинейного элемента они бывают:

• Коммутирующими.
• Ограничивающими сетевое напряжение.
• Комбинированными.

Принцип работы у каждого вида разный. Коммутирующие защитные аппараты характеризуются высоким сопротивлением. При резком скачке напряжения в электросети сопротивление моментально падает до минимума. Ограничивающие УЗИП – ограничители сетевого перенапряжения – тоже имеют высокое сопротивление. Но отличительный принцип работы их – в плавном снижении сопротивления по мере роста напряжения. Как только напряжение становится больше допустимого, сила тока резко возрастает. После сглаживания электрического импульса ОПН возвращается в исходное состояние.

Импульсный скачок напряжения – серьезная угроза для крупных объектов и жилых домов. Существует три ступени защиты от этой угрозы. Аппараты для защиты от ИП, соответственно, делятся на три класса:

• I класс – устройства, устанавливаемые на щите и обеспечивают защиту от разряда молнии.
• II класса – устройства, обеспечивающие защиту от повреждений электросетей после удара молнии или скачком напряжения по причине коммутации.
• Аппараты III класса используются для защиты отдельно стоящих домов. Это последняя защита, которая сглаживает остаточное перенапряжение. Устройства представляют собой специальные электророзетки.

Все три класса, примененные вместе, обеспечивают трехступенчатую защиту объекта. В отличие от УЗО, эти приборы не считаются обязательными, однако повышают уровень защиты от неожиданностей и степень безопасности для дома и жильцов. Подключение аппаратов защиты от ИП требует учета существующей заземляющей схемы и характеристик системы электроснабжения.

Принимая решение о применении тех или иных средств защиты от скачков напряжения лучше советоваться с опытным электриком.

Лайфхак: как защитить технику от перепадов напряжения

Резкий перепад на высокое или низкое напряжение в сети легко выведет из строя дорогостоящие бытовые электроприборы. Как защитить свой холодильник, котел отопления и кондиционер – в нашем обзоре.

Какие приборы в зоне риска?

Критическим считается 250 В и выше (для однофазной сети).

В электроприборах скачок выше этого показателя приводит к нагреву проводки и элементов устройств, что существенно снижает сроки их эксплуатации.

В имеющих магнитные трансформаторы, индукционные катушки, электромагнитные или микроволновые излучатели приборы (микроволновках, индукционных варочных панелях, индукционных котлах отопления) при повышении напряжения существенно растет мощность магнитного или индукционного потока. Это приводит к поломке приборов. В устройствах с электродвигателями и компрессорами (холодильники, стиральные машины, пылесосы, электрические насосы, кондиционеры, сплит-системы, кухонные миксеры, мясорубки, кофемолки) скачок напряжения резко увеличивает нагрузку на подвижные части этих приборов, на обмотки и контакты электродвигателей. Результат – также поломка. В электронных приборах и схемах управления высокое напряжение уничтожает элементы электронных плат, а скачок выше 300-400 В может привести к взрывам конденсаторов и других емкостных элементов, к перегреву электрических проводников и короткому замыканию. Как результат – не только поломка, но и воспламенение.

Пониженное напряжение

Такие скачки менее опасны для техники, но есть нюансы, особенно при напряжении ниже 170 В. Хуже всего это переносят холодильники и кондиционеры. При очень низком напряжении им не хватает мощности для старта компрессора – он просто гудит и перегревается. При исправном и качественном тепловом реле ничего страшного может и не произойти, но в противном случае компрессор сгорит за пару минут.

Большинство других приборов при напряжении ниже 170 В просто не включится или потеряет мощность (например, микроволновка).

Обычные лампы накаливания будут тусклее гореть или моргать, а вот энергосберегающие могут не включиться или вообще выйти из строя.

Как уберечься

В быту используются два типа устройств для защиты электроприборов.

Реле контроля напряжения

Недорогое, компактное устройство. Оно не устраняет колебаний напряжения, а работает как предохранитель, автоматически отключая приборы при перепадах напряжения. Такие реле полностью обесточивают проводку и возобновляют подачу электричества при стабилизации напряжения (проверка напряжения происходит автоматически раз в несколько секунд). Подбираются в зависимости от мощности защищаемых приборов.

Выбирать реле напряжения необходимо с 20 – 30% запасом по мощности. То есть, если автомат на счетчике рассчитан на 25 А, рекомендуется установить реле напряжения на 32 А или 40 А.

В зависимости от типа используемой электросети реле бывают одно-, двух- и трехфазные.

По способу установки бывают:

Розеточные. Устанавливается непосредственно в розетку и зачастую используется для защиты одного прибора. Разновидностью являются реле-удлинители с несколькими розетками.

Цена – от 300 грн.

Щитковые. Предназначены для установки в распределительном шкафу на DIN-рейки. Такие реле могут защитить не только несколько приборов, но и весь дом или квартиру.

Цена – от 335 грн.

Для удобства эксплуатации и надежности защиты реле контроля напряжения могут оснащаться дополнительными функциями:

• дисплей – наглядно отображает параметры напряжения;
• регуляторы верхнего и нижнего предела напряжения – позволяют настроить реле под конкретный прибор;
• таймер – можно задать время включения прибора после его принудительного отключения реле, позволит сохранить настройки (стиральная машина, кондиционер) или исключит частое включение/выключение приборов с компрессорами (холодильник, морозильная камера, кондиционер).

Стабилизаторы напряжения

Они стоят стоят дороже, чем реле, и занимают больше места. А также греются, поэтому требуют дополнительного пространства для охлаждения. При этом в отличие от реле стабилизатор нормализует напряжение до 220 В, а при критическом еще и отключит подачу электричества. После стабилизации напряжения устройство возобновит подачу тока.

Бытовые стабилизаторы делятся на две категории:

• сетевые – рассчитаны на одно или несколько отдельных устройств и подключаются к обычной розетке;
• магистральные – используются для питания всех энергопотребляющих устройств в помещении (в том числе могут подключаться осветительные приборы). Они подключаются непосредственно к электромагистрали и имеют мощность 4 кВт и выше.

При покупке стабилизатора нужно учитывать суммарную нагрузку от подключенной к нему техники. Для правильного подсчета необходимо учитывать полную мощность электроприборов (активную и реактивную), которая исчисляется в ватт-амперах (ВА) и указывается в инструкции к технике.

В сетях с номинальным напряжением 220 В  применяется однофазный стабилизатор. В сетях 380 В – один трехфазный или три однофазных.

Эти устройства надежно защищают технику, сглаживают перепады, при этом электроприборы продолжают работать даже при напряжении в сети 180-250 В (в зависимости от модели).

Основная масса стабилизаторов – напольные, хотя есть и модели, которые можно крепить на стены.

Разновидности стабилизаторов

Сервоприводные. По большей части механическое устройство, которое хорошо держат перегрузки, однако плохо работают при минусовых температурах и шумит при увеличении мощности. Реакция на перепады напряжения у них медленнее, чем у электронных.

По надежности такие устройства уступают двум другим типам.

Цена – от 850 грн.

Релейные. Регулировка параметров совершается блоком силовых реле. Обеспечивают стабильную работу в широком диапазоне температур. В среднем реле рассчитаны на 40 тыс. срабатываний, или около 300-500 рабочих дней.

Цена – от 400 грн.

Электронные. Самые надежные и долговечные устройства, работающие на электронных схемах (тиристоры, симисторы). Работают практически бесшумно и обладают самой высокой скоростью реакции на перепады напряжения.

Оптимальный вариант для дорогостоящей и чувствительной электротехники.

Цена – от 1350 грн.

Дополнительные функции

Отображение информации. Для отображения входного и выходного напряжения, нагрузки и других данных могут использоваться дисплеи, цифровые и аналоговые датчики (вольтметры) или светодиоды. Наиболее информативным является дисплей, самым простым – обычные вольтметры и светодиоды.

Степени защиты. Стабилизатор прослужит дольше, если защищен от короткого замыкания, перегрева

и перегрузкок.

Диапазон рабочих напряжений. Чем шире диапазон входного напряжения, тем при больших перепадах сможет функционировать стабилизатор. Например, для большинства стабилизаторов, используемых для частных домов и коттеджей, рабочий диапазон составляет 130–270В.

Широкий диапазон выходного напряжения позволит использовать больше разновидностей электроприборов.

На практике не рекомендуется подключать к стабилизатору все подряд – это может привести к его перегрузке. Лучше подсоединять только те приборы, работа которых действительно требует постоянных значений напряжения, например телевизор, компьютеры и оргтехника, устройства связи,  холодильник, осветительные приборы.

Бытовые нагревательные приборы с ТЭНами могут функционировать и при нестабильном напряжении. То же касается и приборов с высокими пусковыми токами (насосы, сварочные аппараты), которые при включении способны вызвать срабатывание защиты в стабилизаторе и обесточивание всей сети.

Выбрать защитное устройство для своей техники-электроники можно на Price.ua

 

Читайте также

Защита техники от скачков напряжения

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.

SCR Тиристорный лом — Схема защиты от перенапряжения »Электроника

Тиристор или тиристор может предоставить простое средство обеспечения защиты от перенапряжения для источников питания, использующих схему лома.

---

Конструкция схемы тиристора Включает:
Праймер для разработки схемы тиристора Схема работы Конструкция цепи запуска / запуска Лом перенапряжения Цепи симистора

---

Источники питания обычно надежны, но в случае их выхода из строя они могут нанести значительный вред питающей цепи.

Тиристор или тиристор могут предложить очень простой, но эффективный метод обеспечения цепи лома для защиты от такой возможности.

Режимы отказа аналогового источника питания

Один из видов отказа для многих аналоговых регулируемых источников питания заключается в том, что последовательный транзистор может выйти из строя с коротким замыканием между коллектором и эмиттером. Если это произойдет, на выходе может появиться полное нерегулируемое напряжение, и это приведет к недопустимо высокому напряжению во всей системе, что приведет к отказу многих ИС и других компонентов.

Посмотрев на соответствующие напряжения, очень легко понять, почему включение защиты от перенапряжения так важно. Типичный источник питания может обеспечивать стабилизацию логической схемы 5 вольт. Чтобы обеспечить достаточное входное напряжение для обеспечения адекватной стабилизации, подавления пульсаций и т.п., входной сигнал регулятора источника питания может быть в диапазоне от 10 до 15 вольт. Даже 10 вольт было бы достаточно, чтобы уничтожить многие используемые сегодня микросхемы, особенно более дорогие и сложные.Соответственно, предотвращение этого имеет большое значение.

Цепь лома защиты от перенапряжения тиристора / тиристора

Показанная схема тиристорного лома очень проста и состоит из нескольких компонентов. Его можно использовать во многих источниках питания и даже можно дооснастить в ситуациях, когда не может быть встроена защита от перенапряжения.

Он использует всего четыре компонента: кремниевый управляемый выпрямитель или SCR, стабилитрон, резистор и конденсатор.

Схема защиты тиристора от перенапряжения

Шина SCR от перенапряжения или схема защиты подключается между выходом источника питания и массой.Напряжение на стабилитроне выбирается немного выше, чем на выходной шине. Обычно шина 5 В может работать с стабилитроном на 6,2 В. Когда напряжение на стабилитроне достигнуто, ток будет проходить через стабилитрон и запускать кремниевый выпрямитель или тиристор. Затем это приведет к короткому замыканию на землю, тем самым защищая цепь, которая питается от любого повреждения, а также сгорит предохранитель, который затем снимет напряжение с последовательного регулятора.

Поскольку кремниевый управляемый выпрямитель, тиристор или тиристор способен пропускать относительно высокий ток — даже довольно средние устройства могут проводить ток в пять ампер и короткие пики тока могут составлять 50 и более ампер, дешевые устройства могут обеспечить очень хороший уровень защиты. за небольшую стоимость.Кроме того, напряжение на тиристоре будет низким, обычно только вольт, когда он сработал, и в результате отвод тепла не является проблемой.

Требуется небольшой резистор, часто около 100 Ом от затвора тиристора или тиристора до земли, чтобы стабилитрон мог подавать разумный ток при включении. Он также фиксирует напряжение затвора на уровне потенциала земли, пока не включится стабилитрон. Конденсатор C1 присутствует, чтобы гарантировать, что короткие выбросы не вызовут срабатывание цепи. Для выбора правильного значения может потребоваться некоторая оптимизация, хотя 0.1 микрофарад — хорошая отправная точка.

Если источник питания должен использоваться с радиопередатчиками, фильтрация на входе в затвор может быть немного более сложной, иначе RF от передатчика может попасть на затвор и вызвать ложное срабатывание. Должен присутствовать конденсатор C1, но также может помочь небольшая индуктивность. Может хватить даже ферритовой бусины. Эксперименты, чтобы гарантировать, что задержка срабатывания тиристора не слишком велика, чтобы исключить отключение RF.Также может помочь фильтрация линии электропередачи к / от передатчика.

Ограничения цепи лома

Хотя эта схема защиты от перенапряжения источника питания широко используется, она имеет некоторые ограничения.

• Напряжение зажигания лома: Напряжение зажигания тиристорной цепи лома устанавливается стабилитроном. Необходимо выбрать стабилитрон с подходящим напряжением. Стабилитроны нельзя регулировать, и они имеют допуск в лучшем случае 5%.Напряжение зажигания должно быть значительно выше номинального выходного напряжения источника питания, чтобы любые всплески, которые могут появиться на линии, не привели к срабатыванию цепи.
• Восприимчивость к RF: Если источник питания должен использоваться для питания передатчика, требуется фильтрация на линии к / от передатчика, а также тщательная разработка защиты от всплесков на затворе.
• Порог цепи: С учетом всех допусков и пределов гарантированное напряжение, при котором цепь может загореться, может быть на 20-40% выше номинального в зависимости от напряжения источника питания.Чем ниже напряжение, тем больше требуемый запас. Часто при питании 5 вольт может возникнуть трудность спроектировать его так, чтобы лом срабатывал при перенапряжении ниже 7 вольт, что может привести к повреждению защищаемых цепей.

Эта простая схема тиристорного лома может быть очень эффективной. Он прост, даже если немного грубоват, но может защитить дорогостоящее оборудование от возможного выхода из строя элемента последовательного регулятора.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы».. .

% PDF-1.3 % 1 0 obj > поток конечный поток endobj 2 0 obj > endobj 4 0 obj > поток h ޼ [rG) UBrlRk ٖ%> XsHMl ~ Pa! r ǯku9 +: t *> UaTUšҪ ۣ R] ͊, u ~ oG? E? 3WT || g «u, 7c ] n9 # g : y =? e’iL (^ mQMӨezq (^ 3PhTi \ _ ה sq | X ;.P. \ ISS] HV # Y ֡ / Ճ C yPZMQ; ej NiOȌw Ճ:>; 5 // OeK ծ ӥq [] eod, 59 [w7waTk ~ | rVWx: `WK8.oe

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ▷ Русский перевод

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

Примеры использования защиты от перенапряжения в предложение и их переводы

Разработка простой схемы защиты от перенапряжения с использованием стабилитронов

Каждая конструкция схемы работает на разных уровнях напряжения, наиболее распространенными уровнями напряжения для цифровой схемы являются 3.3В, 5В и 12В. Но каждая конструкция уникальна, и для схемы также характерно иметь более одного рабочего напряжения. Типичная компьютерная система SMPS, например, может работать на шести различных уровнях напряжения, а именно: ± 3,3 В, ± 5 В и ± 12 В. Для питания различных типов компонентов будут использоваться разные уровни напряжения, в этих случаях, если компонент с низким энергопотреблением запитан высоким напряжением, компонент будет безвозвратно поврежден. Следовательно, разработчик всегда должен концентрироваться на реализации схемы защиты от перенапряжения в своих проектах, чтобы предотвратить повреждение от перенапряжения.

Любой компонент или цепь будет иметь три различных номинальных напряжения, а именно минимальное рабочее напряжение, рекомендуемое или стандартное рабочее напряжение и максимальное рабочее напряжение. Любое значение выше максимального рабочего напряжения может быть фатальным для любых цепей или компонентов. Очень распространенное и экономичное решение — использовать схему защиты от перенапряжения на стабилитроне .

Стабилитроны — Основы

Стабилитроны

в большинстве случаев являются лучшим выбором для защиты схемы от перенапряжения .Стабилитрон работает по тому же принципу, что и диод, который блокирует ток в обратном направлении. Но существует ограничение, заключающееся в том, что стабилитрон блокирует протекание тока в обратном направлении только для ограниченного напряжения, заданного номиналом напряжения стабилитрона . В частности, стабилитрон на 5,1 В блокирует протекание тока в обратном направлении до 5,1 В. Если напряжение на стабилитроне превышает 5,1 В, он позволяет току проходить через него. Эта особенность стабилитрона делает его отличным компонентом для защиты от перенапряжения .

Как защитить схемы от перенапряжения?

Рассмотрим изображение ниже, где нам нужна защита от перенапряжения для микроконтроллера . Микроконтроллер может быть любым, что имеет максимальное напряжение 5 В на выводах ввода-вывода. Следовательно, напряжение более 5 В может повредить микроконтроллер.

Стабилитрон, используемый в приведенной выше схеме, представляет собой стабилитрон с напряжением 5,1 В. Он будет работать нормально при перенапряжении. Если напряжение больше 5.1 В, стабилитрон пропускает ток и регулирует напряжение до 5,1 В. Но менее 5,1 В стабилитрон будет действовать как обычный диод и блокировать

Изображение ниже представляет собой моделирование схемы стабилитрона Protection на Spice. Вы можете посмотреть видео внизу этой страницы для получения полного объяснения моделирования.

На приведенной выше схеме указано входное напряжение V1. R1 и D2 — это два компонента, защищающие выход от защиты от перенапряжения.В данном случае D2, 1N4099 представляет собой стабилитрон на 6,8 В. Выход будет защищен, если напряжение V1 превышает 6,8 В. В связи с опорным напряжением 6,8 В на 1N4099, выход будет оставаться максимум 6,8 В.

Давайте посмотрим, как вышеупомянутая схема действует как схема защиты входа стабилитрона и защищает выход от напряжения более 6,8 В.

Вышеупомянутая схема моделируется с использованием cadence pspice . Во время входного напряжения 6 В на V1 выходное напряжение остается постоянным на уровне 5.999 В (что составляет 6,0 В).

В приведенном выше моделировании входное напряжение составляет 6,8 В. Таким образом, на выходе получается 6,785 В, что близко к 6,8 В. Давайте дальше увеличим входное напряжение и создадим ситуацию перенапряжения.

Теперь входное напряжение составляет 7,5 В, что больше, чем 6,8 В. Теперь на выходе все еще 6,883 В. Таким образом, стабилитрон эффективен для защиты подключенной цепи от перенапряжения, даже когда напряжение возвращается ниже 6.8 В, схема снова будет работать нормально, как показано на предыдущем шаге. Это означает, что, в отличие от предохранителя, стабилитрон не повреждается даже при перенапряжении.

Любые другие стабилитроны с другими значениями, такими как 3,3 В, 5,1 В, 9,1 В, 10,2 В, могут использоваться для выбора различных пределов перенапряжения в приведенной выше схеме.

Как выбрать стабилитрон для защиты от перенапряжения?

Следующей важной частью является выбор номинала стабилитрона.Приведенные ниже пункты помогут вам выбрать правильное значение и номер детали для стабилитрона.

1. Сначала выберите напряжение стабилитрона . Это значение напряжения, при котором стабилитрон будет действовать как замыкающая цепь и защищать нагрузку от перенапряжения. Для приведенного выше примера в Pspice напряжение стабилитрона составляет 6,8 В.

В некоторых ситуациях заданное напряжение на стабилитроне может быть недоступно. В таких случаях можно выбрать близкое значение стабилитрона.Например, для защиты от перенапряжения до 7 В стабилитрон 6,8 В является близким значением.

2. Рассчитайте ток нагрузки , подключенный к цепи защиты от перенапряжения. Для нашего примера, описанного выше, это 50 мА. Помимо тока нагрузки, стабилитроны нуждаются в токе смещения . Следовательно, полный ток должен быть равен току нагрузки плюс ток смещения стабилитрона. В рассмотренном выше примере это может быть

Общий ток = 50 мА + 10 мА = 60 мА 

3.Стабилитроны имеют номинальную мощность . Таким образом, для надлежащего отвода тепла требуется стабилитрон правильной номинальной мощности. Номинальная мощность может быть рассчитана на основе рассчитанного на этапе 2 общего тока, который составляет 60 мА. Следовательно, номинальная мощность стабилитрона будет равна напряжению стабилитрона, что связывает общий ток, который будет протекать через диод.

В нашем примере

номинальная мощность = 6,8 В x 0,060 = 0,408 Вт. 

Следовательно, стабилитрона мощностью 500 мВт будет достаточно.

4. Вычислите значение резистора , дифференцируя напряжение источника и общее напряжение. Напряжение источника будет максимальным, которое можно приложить к цепи. Например, максимальное перенапряжение, которое может произойти или может применяться в качестве напряжения питания, может составлять 13 В.

Таким образом, падение напряжения на резисторе будет = 13В-6,8В = 6,2В. По закону Ома номинал резистора будет = 6,2 В / 0,060 А = 103R Можно выбрать резистор стандартного номинала 100R.

Популярные стабилитроны

Напряжение стабилитрона	Стабилитрон Номер детали
3,3 В	1N5226
5,1 В	1N5231
6,8 В	1N5235
9. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Найти: