Защита от перенапряжения сети 220в схема. Защита от перенапряжения в сети 220В: как обезопасить электроприборы

Как защитить бытовую технику от скачков напряжения в электросети. Какие устройства помогут предотвратить выход из строя электроники при перепадах напряжения. Как работают стабилизаторы, УЗИП и другие средства защиты от перенапряжения.

Почему необходима защита от перенапряжения в бытовой электросети

Перепады напряжения в электросети представляют серьезную опасность для бытовой техники и электроники. Даже кратковременные скачки могут вывести из строя дорогостоящие приборы. Основные причины нестабильности напряжения в сети 220В:

• Перегрузка электросетей, особенно в частном секторе
• Аварии на линиях электропередач
• Грозовые разряды
• Включение и выключение мощных электроприборов
• Неполадки на трансформаторных подстанциях

Чтобы защитить бытовую технику от преждевременного выхода из строя, необходимо использовать специальные устройства защиты от перенапряжения. Рассмотрим основные способы обезопасить электроприборы.

Виды устройств защиты от перенапряжения

Для защиты электросети и подключенных к ней приборов от скачков напряжения применяются следующие устройства:

• Стабилизаторы напряжения
• Реле напряжения
• УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений)
• Сетевые фильтры
• Источники бесперебойного питания (ИБП)

Каждое из этих устройств имеет свои особенности и область применения. Рассмотрим их подробнее.

Как работает стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое поддерживает постоянное выходное напряжение при колебаниях входного. Принцип работы:

1. Стабилизатор измеряет входное напряжение
2. При отклонении от нормы включается система коррекции
3. На выходе поддерживается стабильное напряжение 220В ± 2-3%

Стабилизаторы бывают релейного и электронного типа. Релейные дешевле, но менее точные. Электронные обеспечивают лучшую стабилизацию, но дороже.

Реле напряжения: принцип действия

Реле напряжения — это устройство, которое отключает питание при выходе напряжения за допустимые пределы. Как работает реле напряжения:

1. Постоянно измеряет напряжение в сети
2. При выходе за установленные пороги (например, 170-250В) отключает нагрузку
3. После нормализации напряжения с задержкой включает питание

Реле напряжения — недорогой и эффективный способ защиты от длительных перепадов напряжения.

УЗИП: защита от импульсных перенапряжений

УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений) предназначено для защиты от кратковременных мощных импульсов напряжения, например, при ударе молнии. Принцип работы УЗИП:

• При возникновении импульса перенапряжения УЗИП пропускает его через себя на землю
• Ограничивает амплитуду импульса до безопасного уровня
• Защищает оборудование от повреждения

УЗИП устанавливается на вводе в здание или в распределительном щите для защиты всей электропроводки.

Сетевые фильтры: базовая защита техники

Сетевые фильтры обеспечивают базовый уровень защиты подключенных устройств от небольших помех в электросети. Возможности сетевых фильтров:

• Подавление высокочастотных помех
• Защита от импульсных перенапряжений малой мощности
• Фильтрация электромагнитных помех
• Защита от короткого замыкания

Сетевые фильтры рекомендуется использовать для подключения компьютерной и офисной техники.

Источники бесперебойного питания (ИБП)

ИБП (источник бесперебойного питания) защищает подключенное оборудование не только от перепадов напряжения, но и от его полного отключения. Преимущества ИБП:

• Стабилизация входного напряжения
• Защита от перенапряжений и помех
• Автономная работа при отключении электричества
• Плавное выключение компьютеров при длительном отсутствии питания

ИБП необходимы для защиты серверов, рабочих станций, медицинского и торгового оборудования.

Как выбрать оптимальную защиту от перенапряжения

При выборе средств защиты от перенапряжения следует учитывать:

• Характер возможных перепадов напряжения в вашей сети
• Мощность и тип защищаемого оборудования
• Бюджет на организацию защиты

Оптимальным вариантом является комплексная защита:

1. УЗИП на вводе в здание
2. Стабилизатор или реле напряжения в распределительном щите
3. Сетевые фильтры для подключения бытовой техники
4. ИБП для особо чувствительного оборудования

Такой подход обеспечит надежную многоуровневую защиту от любых перепадов напряжения в электросети.

Автомат защиты от перенапряжения для сети 220В

Не секрет, что сетевое напряжение порою «скачет» столь высоко, что не всякий электро- или радиоприбор его выдерживает. Отсюда и растущие горы аппаратуры в мастерских. Причем замечено, что особая зона нестабильности напряжения — сельская местность.

Можно воспользоваться электронной автоматикой, скажем, в виде предлагаемого устройства защиты, «срабатывающего» при повышении сетевого напряжения более допустимого (либо установленного владельцем для данного прибора) и отключающего нагрузку от сети до тех пор, пока напряжение не опустится до безопасного.

Принципиальная схема

Схема автомата приведена на рисунке 1. Он содержит выпрямитель-стабилизатор на деталях С4, VD4…VD7, C3, пороговый элемент на динисторе VS1, электронный ключ на транзисторах VT1, VT2 и исполнительный элемент на электромагнитном реле К1. Работает устройство так.

В дежурном режиме, когда сетевое напряжение не превышает допустимого значения, динистор закрыт, конденсатор С2 разряжен, транзистор VT1 открыт. Поскольку напряжение на стоке полевого транзистора мало, транзистор VT2 закрыт, реле К1 обесточено — через его контакты К 1.1 нагрузка включена в сеть (через розетку XS1).

Как только сетевое напряжение повысится до определенного значения, возрастет и постоянное напряжение на конденсаторе С1 — оно станет достаточным для пробоя динистора.

Конденсатор С1 разряжается и подзаряжает конденсатор С2. Но в какой-то момент тока через динистор оказывается недостаточно для удержания динистора в открытом состоянии. Конденсатор С1 начинает заряжаться и как только напряжение на нем достигнет напряжений пробоя динистора, процесс повторится.

При этом конденсатор С2 подзаряжается до напряжения, ограниченного напряжением стабилизации стабилитрона VD2. Но транзистор VT1 в этом случае окажется закрытым, a VT2 — открытым. Сработает реле и контактами К 1.1 отключит нагрузку от сети.

Если этот режим работы автомата необходимо индицировать, последовательно с обмоткой реле можно включить светодиод HL1 (показан на схеме штриховой линией) — АЛ307Б или аналогичный.

Рабочий ток реле не должен превышать прямого тока светодиода, иначе параллельно светодиоду придется включить резистор соответствующего сопротивления.

После того как сетевое напряжение уменьшится до допустимого уровня, динистор перестанет открываться, конденсатор С2 за несколько секунд разрядится, транзистор VT1 откроется, a VD2 закроется. Реле обесточится и контактами К1.1 подключит нагрузку к сети. Для повышения помехоустойчивости в характеристику устройства введен гистерезис — оно срабатывает при одном напряжении, а возвращается в исходное состояние при меньшем на 10…20 В. Это достигается тем, что при срабатывании устройства резистор R5 замыкается и напряжение на динисторе увеличивается. Поэтому для возвращения устройства в исходное состояние сетевое напряжение должно снизиться на величину падения напряжения на резисторе R5.

Рис. 1. Принципиальная схема защиты от перенапряжения по сети 220В.

Резистор R6 служит для ограничения тока зарядки конденсатора С4 при первом включении устройства.

Детали и печатная плата

Детали автомата, кроме реле и светодиода (если его решили ввести), размещают на печатной плате (рис. 2) из фольгированного стеклотекстолита. Она рассчитана на установку конденсаторов МБМ (CI), К50-24 (С2, C3), МБГО (С4), резисторов СПО, СП4 (R1), МЛТ-0,5 (R2), MJlT-0,125 (остальные).

Кроме указанных на схеме, подойдут VD1, VD6, VD7 — Д226Б или аналогичные; VD2 — КС168А, Д814А; VD3 — любой выпрямительный; VD4, VD5 — Д814В…Д814Д; VS1 — КН102Ж, КН102И; VT1 — КП303Г…КП303Е; VT2 -КТ315В…КТ315И.

Реле К1 должно быть с током срабатывания не более 15 мА, в зависимости от его напряжения срабатывания следует выбирать стабилитроны VD4 и VD5.

Рис. 2. Печатная плата сдля схемы зажиты от перенапряжения в сети 220В.

Так, если напряжение срабатывания реле составляет 15 В, суммарное напряжение стабилизации стабилитронов должно быть на 5…6 В больше. На такое же напряжение (или большее) должен быть рассчитан конденсатор C3. Конечно, контакты реле должны обеспечивать коммутацию подключаемой нагрузки.

Автор использовал реле РКМ1 (паспорт РС4.503.835) с включенными последовательно обмотками. Можно применить реле и с большим током срабатывания, но в этом случае необходимо увеличить емкость конденсатора С4.

Налаживание

Собранный автомат регулируют так. Установив на его входе с помощью JIATPa напряжение, соответствующее максимальному рабочему для данного прибора, и переместив движок резистора R1 в верхнее по схеме положение (автомат сработает), плавно перемещают движок резистора R1 вниз до тех пор, пока реле не обесточится.

Далее подбором резистора R5 добиваются нужного гистерезиса, т.е. разности напряжения сети, при котором проис ходит срабатывание автомата и его возвращение в исходное состояние.

Источник: неизвестен.

Защита от перенапряжения сети 🔌 220в, 380в и скачков напряжения для дома и квартиры

Современная жизнь приводит к появлению все большего количества сложной бытовой техники, оборудования и электроники в наших домах и квартирах. При этом качество электроснабжения желает быть лучшим по различным причинам. С другой стороны, промышленность предлагает целый ряд электротехнических приборов, позволяющих решать обозначенные проблемы своими руками в собственном жилье. Давайте познакомимся с ними и сделаем свой выбор.

Контроль уровня напряжения в сети

Виды скачков напряжения в сети электроснабжения

Трудно выбрать правильную систему защиты от перепадов напряжения, не зная их природу и характер. При этом все они имеют природный или техногенный характер:

1. Зачастую напряжение в сети становится стабильно низким. Причина – перегрузка устаревшей линии электропередачи (ЛЭП), например, в результате массового подключения электронагревателей или кондиционеров в соответствующий сезон.
2. В этих же условиях напряжение может оказаться завышенным длительное время при недостаточной нагрузке.
3. Возможна ситуация, когда при стабильном общем уровне питания в линии электроснабжения появляются импульсы и скачки высокого напряжения. Причиной бывает работа сварочного аппарата, мощного электроинструмента, технологического оборудования или некачественного контакта в ЛЭП.
4. Довольно неприятной неожиданностью является обрыв нулевого провода в сети 380 В питающей подстанции. В результате различной нагрузки по трем фазам возникает перекос напряжения, то есть на Вашей линии оно окажется слишком низким или завышенным.
5. Удар молнии в ЛЭП вызывает огромный скачок перенапряжения, что приводит к выходу из строя и бытовой техники, и внутренней проводки зданий, что приводит к пожару.

Как защищают бытовую технику пробки и автоматы

Долгое время в наших домах и квартирах универсальным средством обороны от перечисленных выше неприятностей оставались плавкие предохранители под названием пробки. На смену им пришли современные автоматические выключатели (автоматы), и бесшабашный народ перестал ставить «жучки», восстанавливая сгоревшие пробки. Сегодня во многих квартирах автоматические выключатели остаются практически единственным средством защиты от проблем в домашней электросети.

Автоматические выключатели приходят на смену плавким предохранителям

Во время работы автоматический выключатель срабатывает, когда протекающий через него ток превышает значение, указанное на его корпусе. Это позволяет защитить электропроводку от перегрева, короткого замыкания и возгорания в случае перегрузки. При этом перенапряжение успевает вывести из строя электронику, а при коротком скачке автомат даже не сработает.

Таким образом, мощный импульс, вызванный ударом молнии, проходит через автоматический выключатель и может пробить проводку с перечисленными последствиями.

Иными словами, от повышенного напряжения и его скачков или перепадов автомат не спасает.

Зачем в домашней сети подключают УЗИП

Специально для организации системы защиты от ударов молнии и возникающих при этом импульсов перенапряжения разработаны УЗИП – устройства защиты от импульсных помех. Отметим, что ЛЭП имеют определенные средства компенсации ударов молнии. Также в блоках питания современных электронных устройств имеются УЗИП класса III.

Модульные УЗИП для монтажа в электрощите

Однако этого недостаточно, если Вы живете в частном доме, запитанном от воздушной линии электропередачи. Методика выбора и подключения УЗИП приводится в статье «Устройство защиты от импульсных грозовых перенапряжений, схема подключения». В любом случае для защиты от молнии поможет громоотвод, о котором рассказано в статье «Как правильно сделать громоотвод и молниезащиту в частном доме своими руками».

Функции УЗО в схеме электроснабжения дома

В схеме электроснабжения современного дома обязательно присутствует УЗО – устройство защитного отключения. Его основное предназначение – защита людей от удара электрическим током, а также защита электропроводки от пробоя и утечки, что может привести к пожару. Методика выбора и подключения УЗО приводится в специальной статье.

Однофазное и трехфазное УЗО

Несомненно, если в Вашем доме еще не установлено УЗО, это нужно обязательно сделать. При этом от перепадов напряжения устройство защитного отключения спасает лишь в некоторой степени и косвенным образом.

Защита электроприборов с помощью стабилизатора напряжения

Электрический стабилизатор — это прибор, который поддерживает на выходе стабильное напряжение при его изменении на входе в допустимых пределах. Прибор может иметь различную мощность и обеспечивать стабильное электропитание всего дома, либо отдельных потребителей.

Стабилизаторы напряжения различной мощности

Стабилизатор прекрасно справляется с коррекцией медленно меняющегося пониженного или повышенного напряжения. В зависимости от принципа работы он компенсирует резкие скачки или импульсы перенапряжения в разной степени.

В современных агрегатах имеется функция отключения подачи питания, когда его уровень в сети принимает предельные значения. После возвращения входного напряжения к допустимой величине электроснабжение восстанавливается.

При этом прибор не защищает от грозового перенапряжения.

Из рассмотренных нами устройств стабилизатор является наиболее дорогим. Читайте статью «Как правильно выбрать бытовой стабилизатор напряжения 220в для дачи и частного дома».

Альтернативный вариант — реле контроля напряжения в сети

Бюджетной альтернативой стабилизатору является реле контроля напряжения, которое выполняет оговоренную нами функцию отключения электропитания при выходе напряжения в сети за допустимые пределы. В зависимости от исполнения, устройство срабатывает при перенапряжении, либо контролирует и его нижний уровень.

Варианты модульных реле напряжения

Существуют модификации реле, которые восстанавливают питание автоматически при его возвращении к допустимым пределам, или это нужно делать вручную. Наиболее совершенные устройства предоставляют возможность установки уровней напряжения, при которых наступает отключение потребителей и времени задержки при возвращении питания. Например, холодильник нельзя включать в сеть повторно в течение пяти минут, чтобы не повредить компрессор. Именно такое значение можно задать на реле.

Реле напряжения ASV-3M после срабатывания необходимо включить вручную

При этом реле не обеспечивает стабильное напряжение, не компенсирует импульсные скачки и не защищает от грозового перенапряжения. Иными словами, такой способ защиты подходит в ситуации, когда напряжение в сети нормальное, но возможны его редкие и значительные отклонения, в том числе, в результате аварии в сети электроснабжения.

Реле напряжения для маломощных потребителей

Существуют варианты исполнения для защиты отдельных потребителей в виде удлинителя или моноблока с вилкой и розеткой. Эти устройства рассчитаны на ток нагрузки 6-16А. Аналогичные приборы в модульном исполнении монтируются на электрощите.

Реле модульного типа может иметь на выходе переключающую группу контактов, нормально разомкнутые контакты, а также две отдельные группы нормально разомкнутых или нормально замкнутых контактов. Это позволяет реализовать разные варианты управления питанием потребителей.

Монтажная схема подключения реле напряжения в сети 220В

Электромонтаж реле напряжения модульного типа можно выполнить по вышеприведенной иллюстрации. В любом случае устройство подключается после входного автомата. Нулевой провод подсоединяется к клемме N, а провода фазы — к нормально разомкнутым контактам реле.

Для защиты более дорогого устройства его номинальный рабочий ток выбирается на ступень выше, чем значение, указанное на корпусе входного автомата. Например, если перед реле установлен автомат на 40А, выбирают прибор с номинальным значением 50А.

Если устройство с необходимым значением рабочего тока отсутствует, либо стоит слишком дорого, его можно заменить реле напряжения с минимальным параметром нагрузки. При этом к его выходу подключается контактор необходимой мощности или пускатель, который подает напряжение на потребители.

Схема подключения реле напряжения с применением контактора

Электромонтаж реле напряжения в паре с контактором приведен на схеме. В данном примере собственно реле напряжения подключается также после входного автомата, счетчика и УЗО. Провод фазы с выходного контакта реле подключается к клемме управляющей обмотки контактора, а к ее второй клемме подсоединяется нулевой провод (выступающая часть корпуса). На выходные клеммы контактора (дальняя часть корпуса) сверху подаются фаза питания и ноль, а снизу подключаются провода фазы и нуля потребителей.

При наличии нормального уровня напряжения в сети реле контроля замыкает выходные контакты и подает питание на обмотку контактора. Он, в свою очередь, замыкает выходные контакты и подает питание потребителям. При отсутствии напряжения в сети или выходе его за допустимые пределы цепи последовательно разрываются и питание нагрузки отключается.

Схема подключения нескольких реле напряжения в однофазной сети

В ряде случаев удобно использовать несколько реле напряжения для разных типов потребителей. При этом для наиболее дорогих электронных потребителей, как, например, компьютеры, можно задать с помощью соответствующего реле допустимый диапазон входного питания в пределах 200-230В.

Бытовым электроприборам с электродвигателями, как, например, холодильник или стиральная машина, можно установить диапазон напряжения 185-235В. Потребители типа утюга, обогревателя или водонагревателя могут питаться напряжением 175-245В. Внутренние таймеры реле можно настроить на разное время задержки возобновления питания.

Как работает реле контроля фаз в сети 380В

В сети 380В может быть установлено трехфазное реле напряжения. Это имеет смысл, если в доме имеется оборудование с трехфазным питанием.

Подключение реле напряжения в сети 380В

В этом случае реле срабатывает при отклонении напряжения на любой фазе и отключает нагрузку по всем трем линиям. При отсутствии потребителей с питанием 380В удобнее и дешевле подключить три отдельных реле напряжения. В этом случае мы получаем три группы потребителей 220В, для которых могут быть установлены различные предельные значения напряжения и время задержки.

Схема подключения реле напряжения на каждой фазе в сети 380В

От чего защищает ИПБ

Основная задача источника бесперебойного питания (ИПБ) – обеспечение потребителей электроэнергией при отсутствии напряжения в сети. Наиболее часто этот прибор используют для питания компьютеров. Хотя ИПБ обеспечивает напряжение 220 вольт непродолжительное время, имеется возможность сохранить информацию и выключить компьютер. Актуально применение источника бесперебойного питания при использовании малогабаритной электростанции для беспрерывной подачи энергии в момент ее запуска.

Распространенный источник бесперебойного питания

Очевидно, что применение ИПБ функционально, если в сети электроснабжения дома установлено реле напряжения. При использовании аккумулятора достаточной емкости к источнику бесперебойного питания может быть подключен газовый котел. Аккумулятора на 60 АЧ хватит для обеспечения напряжением котла мощностью 160Вт примерно в течение суток.

ИПБ с двойным преобразованием работает при изменении напряжения на входе в широких пределах, однако стоит очень дорого.

Вероятно, в большинстве случаев, в бытовых целях практичнее использовать одновременно недорогой источник бесперебойного питания и стабилизатор или реле напряжения.

Чем поможет сетевой фильтр

Чаще всего бытовые сетевые фильтры выполнены в виде удлинителя. Таким образом, к нему может быть подключено сразу несколько единиц бытовой техники. Фильтры отличаются количеством розеток и длиной кабеля. Обычно устройство снабжается собственным выключателем с индикацией подачи питания. Фильтр может иметь индивидуальные выключатели питания для каждой розетки.

Популярные сетевые фильтры

Ряд моделей имеют защиту от короткого замыкания и перегрузки. Общий ток нагрузки устройств такого рода не превышает 6-16А. Собственно фильтр таких устройств состоит из нескольких конденсаторов и катушек индуктивности. Таким образом, обеспечивается защита электроники от маломощных и коротких импульсов помех. Последние могут создаваться, в том числе, бытовой техникой, подключенной в домашней сети.

Заметим, что блоки питания большинства современных электронных приборов уже имеют аналогичные схемы в своем составе. Иными словами, подобные сетевые фильтры можно рассматривать как удлинители с дополнительной фильтрацией и сервисными возможностями.

Система защиты от скачков напряжения своими руками

Ознакомившись с вышеизложенной информацией, Вы сможете подобрать систему с защиты домашней сети от нестабильности напряжения разного рода. При этом важно правильно оценить характер угрозы. В зависимости от обстоятельств может быть обеспечена защита от скачков напряжения как всей сетевой проводки в доме, так и отдельных приборов. В статье «Как выбрать стабилизатор для защиты холодильника от перепадов и скачков напряжения 220в» мы рассказываем о том, как можно сделать импровизированный стабилизатор для холодильника своими руками.

Простое устройство для защиты от перепадов в сети 220В

Здравствуйте друзья!

Для сохранения современной электроники в рабочем состоянии я рекомендую использовать средства защиты от перепадов напряжения в сети 220 В. Это особенно актуально в частном секторе, особенно зимой, когда многие люди используют электро обогреватели .  Импульсные блоки питания могут выйти из строя как от высокого напряжения, так и от низкого. Предлагаемый мной способ достаточно дешевый, прост в изготовлении,  надежен и сам восстанавливает питание при его нормализации. Пределы срабатывания устройства можно отрегулировать как будет угодно, я рекомендую настраивать минимальное напряжение 180В максимальное 230В. Нагрузка может быть увеличена за счет подбора выходных полевых транзисторов VT2, VT3 на более мощные. Схема устройства показана на

Рисунке 1.

Рисунок 1

Принцип работы

Полевые транзисторы VT2, VT3 включены встречно — последовательно, они коммутируют переменный ток. Управляет ими компаратор DA1 который контролирует уровень напряжения в сети. За контроль по увеличению напряжения отвечает часть компаратора DA1.2, за контроль по понижению DA1.1. Диод VD1 работает как выпрямитель. Затем напряжение поступает на делитель собранный на резисторах R1-R3.  Напряжение с резистора R2 подается на первый компаратор, а с резистора R3 на второй. Этими подстроечными резисторами можно регулировать диапазон срабатывания устройства.  Конденсатор C1 играет роль сглаживающего фильтра.  Полевой транзистор VT1 задает эталонное напряжение на входы компараторов DA1.1 и DA1.2. Микросхема DD1 логический элемент, который обрабатывает сигналы с компараторов и формирует напряжение затвор-исток на транзисторах VT2, VT3.  Подбором резистора R9 можно регулировать время отключения нагрузки от сети, также кнопкой SB1 можно сбросить время. Светодиод HL1 показывает, что на устройство подано напряжение. Светодиод HL2 сигнализирует о напряжении в пределах нормы. С транзисторами КП707Б-КП707Г устройство рассчитано на нагрузку 700 Вт и напряжение до 380 В. Если подключаемая нагрузка до 400 Вт то теплоотвод транзисторам не требуется. Подстроечные резисторы, после наладки устройства,  рекомендуется заменить на обычные таким же номиналом. Устройство собирается на печатной плате размерами 55х48мм. из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

Печатная плата

Наладка устройства

Если все собрано верно и из рабочих комплектующих то устройство нужно только отрегулировать. Для регулировки понадобится ЛАТР (Лабораторный авто трансформатор) и настольная лампа на 40 Вт. Подключаем лампу в качестве нагрузки и запитываем схему через ЛАТР. Путем увеличения или уменьшения входного напряжения и регулировки резисторов R2, R3 добиваемся нужного нам порог срабатывания.

На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.

Успехов!

Список используемой литературы.

1. Нечаев И. Радио, 2001, № 1,с. 33.
2. Шрайбер А.  Радио, 2001, № 2, с. 46, 47.
3. Короткое И. Радио, 2001, № 8, с. 39, 42.
4. Нечаев И. Радио, 2004, № 10, с. 30,31.

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.

способы защиты, реле и датчики

На чтение 7 мин Просмотров 90 Опубликовано 29.06.2019 Обновлено 14.06.2019

Перепады в сети – не новость для большинства потребителей электроэнергии. Подобные «сюрпризы» не лучшим образом влияют на электроприборы, иногда даже провоцируют их сгорание. Поэтому нужна хорошая защита от скачков напряжения 220В для дома. Можно выбрать готовый аппарат или сделать простейшее устройство своими руками.

Причины скачков напряжения

Существует много причин природного, аварийного и техногенного характера для скачков напряжения в электросетях

Основными провоцирующими факторами для перепадов напряжения в сети являются:

• Одномоментная нагрузка от нескольких мощных приборов. Чаще это происходит зимой, когда жильцы многоквартирного дома или поселка подключают электро-конвекторы.
• Плохое качество электрического оборудования или монтаж проводки/разводки с ошибками.
• Погодные условия — шквальный ветер, гром, гроза, молнии.
• Неправильная эксплуатация электроприборов.
• Проведение сварочных работ при условии подключения аппарата к сети дома.

Во всех приведенных случаях могут наблюдаться как скачки напряжения, так и его падение.

Виды изменений в сети

График допустимых показаний отклонения в сети

Выделяют несколько типов скачков напряжения:

• Отклонения. Здесь подразумевается изменение амплитуды, длительность каждой из которых составляет больше 60 сек. Причем есть нормально допустимое и предельно дозволенное отклонения. Во втором случае нормой считается показатель не больше 10% от нормального.
• Колебания (падение напряжения). Здесь амплитуда меняется в меньшую сторону и составляет до 60 сек. Также нормальным считается показатель до 10% от оптимального.
• Перенапряжение. Это резкое увеличение тока выше отметки 242 Вольт. Длительность таких скачков до 1 сек.

Скачки напряжения — это небольшие, но протяженные изменения в сети, либо предельно высокие, но кратковременные перепады. В последнем случае их называют импульсными.

Как правильно защитить бытовую технику

Не стоит недооценивать важность защиты от скачков напряжения. Регулярные перепады в сети приводят в неисправное состояние электронику точного оборудования, выводят из строя реле и двигатели холодильников, морозильных камер. Часто даже способствуют сгоранию техники. Чтобы этого не случалось, нужно оборудовать дом надежными защитными приборами.

Реле контроля напряжения

Реле контроля напряжения трехфазное ZUBR 3F, 5А

Такая защита от повышенного напряжения позволяет мгновенно отключать все приборы от сети. Устройство контролирует параметры Вольт и при их резком повышении блокирует подачу питания к бытовой технике. После того как сеть стабилизирует свою работу, аппарат снова включается в работу и запускает технику.

Различают точечные реле (вилки и переходники), а также устройства по типу автомата для установки на DIN-рейку к распределительному щитку. В первом случае аппараты контролируют и защищают отдельные бытовые приборы. Так сказать, являются индивидуальными. Второй вариант — это надежный автомат защиты от перепадов напряжения в сети для всего дома.

Реле напряжения не является стабилизатором. Не стоит путать его с этим типом оборудования. Реле только отслеживает уровень напряжения и при необходимости производит обрыв цепи до нуля.

Стабилизатор напряжения

Релейный стабилизатор напряжения

Такая защита по напряжению предполагает изменение параметров по Вольтам до тех пор, пока они не будут приведены к нормальному состоянию. К примеру, стиральная машина или телевизор, подключенные через стабилизатор, работают всегда на одном напряжении. Если аппарат улавливает резкий скачок, то пропускает к бытовой технике лишь нормальный показатель 220-230 В.

Главные технические параметры стабилизаторов — время реакции на скачок, точность стабилизации, диапазоны входного напряжения и уровень издаваемого шума.

Все устройства такого типа делят на несколько видов:

• Релейные. Самые дешевые виды стабилизаторов. Имеют низкий уровень мощности. Если и используются до сих пор, то на отдельные бытовые устройства.
• Электромеханические (их еще называют сервоприводными). Рабочие характеристики подобных аппаратов мало отличаются от стабилизаторов релейных. Единственная разница между первыми и вторыми – чуть более высокая цена.
• Электронные. Подобные устройства собирают на базе симистора или тиристора. Такие стабилизаторы отличаются хорошей мощностью, долговечностью, точностью реакции на скачки напряжения. При максимально быстром своем действии электронные устройства обеспечивают надёжную защиту от перепадов напряжения.
• Электронные двойного преобразования. Подобные стабилизаторы — самые дорогие из всех. При этом они хорошо защищают как отдельные бытовые приборы, так и всю электросеть в доме. Выделяют одно- и трехфазные устройства. Первые применяют в быту. Вторые — на крупных промышленных, коммерческих объектах. Стабилизаторы двойного преобразования способны сглаживать резкие перепады в диапазонах от 90 до 380 Вольт с отменной точностью.

Для частного дома лучше покупать именно инверторный стабилизатор.

ИБП (источник бесперебойного питания)

Источник бесперебойного питания (ИБП) APC Back-UPS CS 650VA/400W

Главная задача ИБП — не защита от высокого напряжения, а обеспечение автономного резервного электроснабжения при резких и непродолжительных отключениях энергии. Подобные аппараты особенно нужны в частных домах, если в поселке остро стоит проблема частого отключения света.

Есть также разновидность источника бесперебойного питания с функцией стабилизатора. Если случится резкий высокий скачок напряжения, такой ИБП способен мгновенно переключиться на резервное питание и выровнять параметры Вольт в сети до оптимальных.

Датчик перепадов напряжения

Сетевой фильтр MOST EHV 2м (белый)

Это небольшое устройство, так же как и реле, контролирует скачки напряжения в сети. Но его монтируют сразу с УЗО (устройством защитного отключения). Если датчик выявляет нарушение сетевых параметров, он провоцирует утечку тока. В этом случае УЗО обнаруживает её и отключает питание на дом в аварийном режиме.

Помощь сетевого фильтра

Это устройство является хорошей защитой светодиодных ламп от перегорания и любой другой бытовой техники. Внешне напоминает переходник-удлинитель на несколько розеток. В сетевые фильтры встраивают автоматический выключатель или плавкий предохранитель. Если в сети случится резкая перегрузка, прибор просто обрубит цепь.

Также для защиты светодиодов можно использовать специальное устройство от импульсных перенапряжений.

Как выбрать оптимальную защиту для дома

Выбор в пользу того или иного устройства для защиты от сетевых перепадов стоит делать, основываясь на главной проблеме и условиях эксплуатации аппарата:

• Если в доме нормальное электроснабжение со стабильным напряжением, но при этом часто отключают свет, лучше отдать предпочтение источнику бесперебойного питания.
• Если электричество есть постоянно, но отмечаются скачки напряжения, желательно на всю сеть поставить стабилизатор. Или хотя бы подключить самые дорогие виды техники через сетевые фильтры.

Оптимальным решением будет установка обоих видов устройств. Они способны взаимно дополнять друг друга.

Самым современным устройством считается источник бесперебойного питания с двойным энергопреобразователем ON-LINE. Он способен в режиме реального времени стабилизировать напряжение в широких диапазонах. Если свет отключают, устройство автоматически переключается на работу аккумуляторных батарей — работает как автономный генератор.

Система защиты своими руками

Схема устройства защиты от перепадов напряжения

При желании можно самостоятельно сделать простейшее устройство для защиты холодильника от перепадов в сети. Для этого можно взять стандартный трансформатор от старого ТВ в качестве основы.

Нужно последовательно включить с первичной обмоткой одну из имеющихся вторичных. Первичную подключают к сети при помощи предохранителя. Затем к соединенным последовательно вторничной и первичной обмоткам подводят нагрузку.

Очень важно к концу первичной обмотки подсоединить начало вторичной. Если не соблюсти этот принцип, напряжение на вход будет уменьшенным, а не увеличенным. В качестве испытания прибора можно параллельно соединить две стандартные лампочки на 98 Вт.

Готовое устройство, собранное таким способом, подключают к сети. Здесь нужно проверить напряжение на вход и выход. Если устройство перегревается, нужно заменить трансформатор на более мощный. По этой схеме собирается простейший бытовой стабилизатор для квартиры своими руками.

Защита от перенапряжения сети для дома (220 и 380 вольт)

В современных бытовых приборах используется чувствительная электроника, что делает эти устройства уязвимыми перед перепадами напряжения. Поскольку устранить их не представляется возможным, необходима надежная защита. К сожалению, ее организация не входит в сферу обязанностей службы ЖКХ, поэтому заниматься этим вопросом приходится самостоятельно. Благо защитные устройства приобрести сегодня не проблема. Прежде чем перейти к описанию и принципу действия таких приборов, кратко расскажем о причинах, вызывающих скачки напряжения, и их последствиях.

Что такое перепад напряжения и его природа?

Под этим термином подразумевается краткосрочное изменение амплитуды напряжения электросети, с последующим восстановлением, близким к первоначальному уровню. Как правило, длительность такого импульса исчисляется я миллисекундами. Существует несколько причин для его возникновения:

1. Атмосферные явления в виде грозовых разрядов, они способны вызвать перенапряжение в несколько киловольт, что не только гарантированно выведет электроприборы из строя, а и может стать причиной пожара. В данном случае жителям многоэтажек проще, поскольку организация защиты от таких предсказуемых явлений входит в обязанности поставщиков электричества. Что касается частных домов (особенно с воздушным вводом), то их жильцы должны самостоятельно заниматься этим вопросом или обращаться к специалистам.
2. Скачки при коммутационных процессах, когда происходит подключение-отключение мощных потребителей.
3. Электростатическая индукция.
4. Подключение определенного оборудования (сварка, коллекторный электродвигатель и т.д.).

На рисунке ниже наглядно продемонстрирована величина грозового (U_гр) и коммутационного импульса (U_к) по отношению к номинальному напряжению сети (U_н).

Грозовой и коммутационный импульсы перенапряжения

Для полноты картины следует упомянуть и о долгосрочном повышении и понижении напряжения. Причиной первого является авария на линии, в результате которой происходит обрыв нулевого провода, что вызывает повышение до 380 вольт. Нормализовать ситуации никакими приборами не получится, потребуется ждать устранения аварии.

Длительное снижение напряжения можно часто наблюдать в сельской местности или дачных поселках. Это связано с недостаточной мощностью трансформатора на подстанции.

В чем заключается опасность перепадов?

В соответствии с допустимыми нормами, допускается отклонение от номинала в диапазоне от -10% до +10%. При скачках напряжение может существенно выйти за установленные границы. В результате блоки питания бытовой техники подвергаются перегрузке и могут выйти из строя или существенно сократить свой ресурс. При высоких или длительных перепадах велика вероятность возгорания проводки, и, как следствие, пожара.

Пониженное напряжение также грозит неприятностями, особенно к этому критичны компрессоры холодильных установок, а также многие импульсные блоки питания.

Защитные устройства

Существует несколько видов защитных устройств различающихся как по функциональности, так и по стоимости, одни из них обеспечивают защиту только одному бытовому прибору, другие – всем имеющимся в доме. Перечислим хорошо зарекомендовавшие себя и наиболее распространенные защитные устройства.

https://www.youtube.com/watch?v=e86nhzDoncM

Сетевой фильтр

Наиболее простой и доступный по деньгам вариант защиты маломощного бытового оборудования. Отлично зарекомендовал себя при бросках до 400-450 вольт. На более высокие импульсы устройство не рассчитано (в лучшем случае оно примет удар на себя, спасая дорогостоящую аппаратуру).

Фильтр удлинитель Swen Fort Pro

Основной элемент защиты у такого устройства – варистор (полупроводниковый элемент изменяющий сопротивление в зависимости от приложенного напряжения). Именно он выходит из строя при импульсе более 450 В. Вторая важная функция фильтра – защита от высокочастотных помех (возникают при работе электродвигателя, сварки и т.д.) отрицательно влияющих на электронику. Третьим элементом защиты является плавкий предохранитель, срабатывающий при КЗ.

Не следует путать фильтры с обычными удлинителями, которые не обладают защитными функциями, но похожи по внешнему виду. Чтобы различить их достаточно посмотреть паспорт изделия, где приведены полные характеристики. Отсутствие такового должно само по себе вызывать подозрение.

Стабилизатор

В отличие от предыдущего типа приборы этого класса позволяют нормализовать напряжение в соответствии с номинальным. Например, установив границу в пределах 110-250 В, на выходе устройства будет стабильные 220 В. Если напряжение выйдет за пределы допустимого, прибор отключит питание и возобновит его подачу после нормализации работы электросети.

Стабилизатор EDR-1000 от производителя Luxeon

В некоторых случаях (например, в сельской местности) установка стабилизатора является единственным способом повысить напряжение до необходимой нормы. Бытовые стабилизаторы выпускают двух модификаций:

• Линейные. Они предназначены для подключения одного или нескольких бытовых приборов.
• Магистральные, устанавливаются на входе электросети здания или квартиры.

И первые, и вторые следует подбирать исходя из мощности нагрузки.

Источники бесперебойного питания

Основное отличие от предыдущего типа является возможность продолжения подачи питания подключенного устройства после срабатывания защиты или полного отключения электричества. Время работы в таком режиме напрямую зависит от емкости аккумуляторной батареи и мощности нагрузки.

Бесперебойный блок питания APC, модель SC-420

В быту эти устройства в основном используются для подключения стационарных компьютеров, чтобы при проблемах с электросетью не потерять данные. При срабатывании защиты ИБП будет продолжать подачу питания в течение определенного времени, как правило, не более получаса (зависит характеристик устройства). Этого времени вполне достаточно, чтобы сохранить необходимые данные и корректно отключить компьютер.

Современные модели ИБП могут самостоятельно управлять работой компьютера через USB интерфейс, например, закрыть текстовый редактор (предварительно сохранив открытые документы), после чего произвести отключение. Это довольно полезная функция, если пользователь при срабатывании защиты не находился рядом.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Все перечисленные выше приборы обладают общим недостатком, у них не реализована действенная защита от импульса высокого напряжения. Если таковой произойдет, он, практически гарантированно выведет такие устройства из строя. Следовательно, защита должна быть организована таким образом, чтобы после срабатывания можно было оперативно привести ее в рабочее состояние. Этому требованию, как нельзя лучше отвечают УЗИП. На их основе организуется многоуровневая система защиты внутренних линий частного дома.

Одна из принятых классификаций таких устройств показана в таблице.

Таблица 1. Классификация УЗИП

Категория	Применение
В (I)	Обеспечивают защиту при прямом попадании грозового разряда по системе молниезащиты. Место установки – вводно-распределительное устройство или главный распределительный щит. Основная нормирующая характеристика – величина импульсного тока.
С (II)	Защищают токораспределительную сеть от коммутационных импульсов, а также играют роль второго защитного уровня при грозовом разряде. Место установки – распределительный щит.
D (III)	Обеспечивают последний уровень защиты, при которой к потребителям не допускаются остаточные броски напряжения и дифференциальные перенапряжения. Помимо этого обеспечивается фильтрация высокочастотных помех. Установка производится перед потребителем. Могут быть выполнены в виде модуля под розетку, удлинителя и т.д.

Пример организации трехуровневой защиты продемонстрирован ниже.

Организация трехуровневой защиты от перенапряжения

Конструктивные особенности УЗИП.

Устройство представляет собой платформу (С на рис. 6) со сменным модулем (В), внутри которого находятся варисторы. При их выходе из строя индикатор (А) изменит цвет (в приведенной на рисунке модели на красный).

УЗИП Finder (категория II)

Внешне устройство напоминает автоматический выключатель, крепление – такое же (под DIN рейку).

Особенностью УЗИП является необходимость замены модулей при выходе варисторов из строя (что довольно просто). Конструкция модулей выполнена таким образом, что установить их на платформу с другим номиналом невозможно. Единственный серьезный недостаток связан с характерными особенностями варисторов. Им необходимо время, чтобы остыть, многократное попадание грозового разряда существенно усложняет этот процесс.

Защитное реле

В завершении рассмотрим реле контроля напряжения (РКН), эти устройства способны обеспечить защиту бытовых приборов от коммутационных импульсов, перекоса фаз, а также пониженного напряжения. С грозовыми импульсами они не справятся, поскольку на это не рассчитаны. Их сфера применения – защита внутренней сети квартиры, то есть там, где обеспечение грозозащиты входит в обязанности электрокомпаний.

Приборы могут устанавливаться во входном щитке, непосредственно, после электросчетчика, для этого предусмотрено крепление под DIN рейку.

РКН можно подключать после счетчика

Помимо этого выпускаются модификации приборов в виде удлинителей питания и модулей под розетку.

РКН в виде удлинителя и розеточного модуля

Данные устройства могут произвести только защитное отключение сети, при выходе напряжения за указанные пределы (устанавливается кнопками управления), после нормализации электросети производится ее подключение. Стабилизация и фильтрация не производятся.
https://www.youtube.com/watch?v=AyTLz6G9Ul8

Предостережения

Не следует доверять защиту своего дома самодельным конструкциям, в бытовых условиях бывает проблематично настроить собранную схему и протестировать ее работу в критических режимах.

Не имея практического опыта в организации грозозащиты, не стоит пытаться реализовать ее самостоятельно, эту работу лучше доверить профессионалам. Рекомендуем рассматривать эту часть статьи как информационную.

Все манипуляции с электрощитом, приборами и проводкой необходимо проводить только при отключенном электропитании.

Список использованной литературы

• Буткевич Г. В. «Дуговые процессы при коммутации электрических цепей» 1973
• Д. В. Разевига «Техника высоких напряжений» 1976
• Родштейн Л. А. «Электрические аппараты» 1981
• Халилов Ф. Х., Евдокунин Г. А., Поляков B.C., Подпоркин Г. В., Таджибаев А. И. «Защита сетей 6-35 кВ от перенапряжений» 2002
• Дмитриев М. В. «Применение ОПН в электрических сетях 6-750 кВ» 2007

Защита от скачков напряжения 220В для дома: типы устройств, стабилизатор

Резкие скачки напряжения возникают из-за несовершенных сетей электричества. К сожалению, предугадать время перепада нельзя. Единственное, что можно сделать — обезопасить свой дом. Ниже приведена информация о том, чем и как защитить сеть от скачков напряжения 220В дома.

Типы устройств, их установка

Применение в домашних условиях реле контроля нужно, если в электрической сети часто бывают ситуации, связанные с авариями на подстанции. Бытовая техника сильно страдает вследствие резких скачков напряжения. Особую опасность представляют перепады для компьютеров и другой бытовой техники, которую мы используем повседневно.

У многих подстанций есть трансформаторы, которые справляются с этой задачей при подаче качественной электроэнергии в сеть. Однако существует проблема, которая связана с халатным обслуживанием линий электропередач. Например, могут обвиснуть провода, и при ветреной погоде они будут соприкасаться, создавая замыкание. При обрыве нулевого провода также могут быть неприятные последствия.

Именно в таких ситуациях реле контроля отключит домашнюю сеть, если возникнет опасное напряжение. После стабилизации показателей реле автоматически включится, а подача электричества возобновится.

Самые распространенные типы таких устройств — автоматический выключатель (автомат) и устройство защитного отключения (УЗО).

Задача автоматического выключателя — контролировать силу тока в цепи, не дать возникнуть сверхтокам, так как их сила превышает допустимое значение для данной проводки. При увеличении силы тока до критических показателей, устройство мгновенно обесточивает участок сети, в котором есть проблема. Существует несколько разновидностей таких выключателей:

• Тепловые. При достижении определенных цифр, пластина «отпускает» пружину, а силовые контакты становятся расцепленными.
• Электромагнитные. Принцип работы примерно такой же, но разница лишь в использовании индуктивной катушки с магнитным сердечником.

У каждого из этих устройств есть свой запас надежности. Обычно ставят сразу два расцепителя, которые работают параллельно, дополняя друг друга.

УЗО определяет наличие тока утечки (разностный, дифференциальный). Последний ток появляется из-за нарушения изоляции провода фазы. Вследствие этого под напряжением оказываются внешние части корпуса. Если в этот момент к ним прикоснуться или взять в руки оголенный фазовый провод, то человек может сильно пострадать. От таких ситуаций может спасти УЗО.

Монтаж двух типов устройств проводится одинаково. При помощи специальной защелки можно прочно закрепить их на рейке внутри распределительного щита. Наличие дополнительных инструментов необязательно. Подсоединение проводов производится при помощи стандартного винтового зажима. Провод проводят между шляпкой винта и шайбой для фиксации, далее винт затягивают обыкновенной отверткой.

Реле в помощь от непредвиденных перепадов

Защита дома при помощи РН нужна тогда, когда напряжение в сети устойчиво, а скачки происходят достаточно редко. РН — устройство, которое может узнавать параметры тока и разорвать цепь тогда, когда возникает опасное напряжение. После нормализации работа электрической сети восстанавливается. Функция возобновления питания через определенный промежуток времени помогает увеличить срок службы бытовых устройств.

У РН небольшие габариты, низкая цена и хорошее быстродействие. Что касается недостатков, то РН не может сглаживать колебания электрической энергии. Чтобы максимально защитить сеть, следует установить несколько устройств.

Реле напряжения защищает сеть от недопустимых скачков, но не может уберечь от коротких замыканий. Эту функцию на себя берут автоматические выключатели.

Реле первого типа отличается сложной конструкцией. Установить его можно лишь при наличии некоторых знаний — такие устройства монтируют на входе в помещение.

Также следует знать, что реле напряжения бывают для одной и для трех фаз. В быту следует подключать однофазные, чтобы при колебании напряжения на 1 фазу не было отключения других. Реле с тремя фазами применяют для защиты двигателей и других потребителей.

Выбор устройства

Чтобы выбрать реле, нужно знать номинал электрического тока, который может пропустить через себя вводной автоматический выключатель. При пропускной способности выключателя 25А (5,5 кВт), рабочие характеристики должны быть выше — 32А (7 кВт).

При выборе марки не совсем правильно опираться на потребляемую мощность в сумме, так как реле, которое выдерживает ток 32А, может работать и с нагрузкой в 7 кВт при большей потребляемой мощности.

Установка

Существует стандартная, простая схема установки реле напряжения в распределительный щит. Его устанавливают после электрического счетчика, подключают к фазному проводу. Если происходит скачок за пределы нормальных значений, реле отсоединяет сеть от внутренней проводки и защищает дом или квартиру от скачков напряжения.

При суммарной мощности 7 кВт и более, производители настаивают на встраивание в рабочую схему дополнительного электромагнитного контактора, так как он способен разгрузить контакты РН самостоятельным разъединением силовой линии от общей сети. Реле контроля командует на отключение, катушка расцепляет контакты — и все отключается.

Безопасность сети

Каким образом можно создать такую защиту? Безусловно, можно произвести реконструкцию всей сети, пригласить опытных специалистов. Однако если в жилом доме такой вариант приемлем, то при наличии большого количества квартир, со всеми договориться об оплате работы вряд ли удастся.

Для ощутимой пользы РН, его рабочие параметры нужно правильно отрегулировать. Если применяется одно реле, то нужно ориентироваться на характеристики бытовой техники, которая чувствительна к перепадам.

Каждую группу приборов нужно подключать к своему реле напряжения. Настройка должна производиться индивидуально.

Напряжение в сети может отклоняться примерно на 10%.

При установке времени задержки возобновления питания, нужно опираться на эксплуатационные требования, которые предъявляются бытовой технике. К примеру, у некоторых холодильников задержка равна 10 минутам.

Для обеспечения максимально надежной защиты всех потребителей, нужно использовать схему с несколькими реле.

Сеть с тремя фазами: защита

Эффективно применять такую защиту для кондиционерного, компрессорного, холодильного оборудования, которое имеет электродвигательную нагрузку. Также часто применяются в устройствах, в которых нужно постоянно контролировать наличие полных фаз, качества напряжения.

Справка! Если такое реле установить на входе, то перекос одной из фаз приведет к тому, что обесточатся все потребители, которые имеют однофазное подключение.

Включение производят параллельно нагрузке. Далее производится управление катушкой пускателя на основе магнита. Таким образом, РН не зависит от мощности нагрузки. На выходах есть две группы независимых контактов, которые коммутируют нагрузку до 5А.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор напряжения — электромеханический прибор, который преобразовывает входную электрическую энергию и позволяет поддерживать напряжение в сети в определенном диапазоне, если наблюдаются большие изменения напряжения и тока нагрузки.

Стабилизатор обеспечивает переход между источником тока и оборудованием. Приобретать и устанавливать лучше автоматику, потому что она не требует вмешательства человека. Они бывают нескольких типов:

1. Сетевые (для отдельных устройств, можно подключить к обычной розетке).
2. Магистральные (применяют для питания всех устройств в помещении, подключаются к электромагистрали).

Если говорить о задачах, которые решают эти стабилизаторы, то к ним относятся:

• Понижение повышенного напряжения или наоборот.
• Отключение питания при значительных перепадах в сети (ниже 160 или выше 255В).

Существуют также локальные стабилизаторы (подключаются к розетке) и стационарные (подключают к вводному силовому кабелю). Локальные применяют для защиты чувствительной техники. Стационарные — сложные устройства, которые сглаживают перепады во всей сети, спасают дорогую технику, автоматически отключают питание потребителей при перегрузке. Установка стабилизаторов такого типа рекомендуется, если напряжение несколько раз в сутки выходит за пределы 205-235В. Измерить его можно при помощи тестера.

Выбор

Практически все типы стабилизаторов можно применять в быту. Для окончательного выбора следует руководствоваться ключевыми характеристиками приборов. Ориентироваться нужно на:

• Фазность.
• Мощность.
• Активную нагрузку.
• Реактивную нагрузку.
• Запас мощности.
• Диапазон стабилизируемого напряжения.
• Точность стабилизации.
• Способ установки.
• Наличие информационного дисплея.

Выбирать его нужно, учитывая суммарную мощность домашних потребителей. У устройства должен быть запас мощности.

Подключение к стабилизатору бытовых нагревательных приборов нецелесообразно, так как они могут работать при нестабильном напряжении.

Как установить стабилизатор в щит

После того, как вы определились с типом защиты, можно приступать к установке. Чтобы самостоятельно установить стабилизатор напряжения, следует учитывать, что:

1. Комната должна хорошо вентилироваться и быть сухой.
2. Если изделие устанавливается в нише, позаботиться о том, чтобы отделочные материалы соответствовали требованиям безопасности.
3. Воздушный зазор между корпусом и стенами должен быть не менее 10 см во всех сторон.
4. Подставка должна выдерживать вес настенного корпуса.

В подключении устройства нет ничего сложного. Сзади него есть клеммная колодка на 5 разъемов. Очередность подключения следующая:

1. Вводные ноль и фаза.
2. Заземление.
3. Фаза и ноль на нагрузку.

Очень важно выбрать сечение кабеля по мощности и току. Правильную схему монтажа можно найти на корпусе продукции.

Стабилизатор и реле напряжения нужно встраивать в общую схему после счетчика, так как эти устройства являются потребителями.

Сети с тремя фазами: защита стабилизатором

Такие стабилизаторы защищают трехфазных потребителей. Отдельно на каждую фазу должен быть установлен однофазный стабилизатор. При таком подходе можно снизить затраты, а при просадке напряжения на одной фазе, устройство обесточит весь дом. Такая особенность ориентирована на защиту трехфазных электродвигателей.

Ознакомившись с представленной информацией, вы сможете учесть все тонкости при подборе защиты домашней сети от скачков напряжения. Безусловно, важна оценка угрозы. В зависимости от нее, нужно обеспечивать защиту — как отдельных приборов, так и всей домашней электросети.

Схема защиты сети от перенапряжения 230 В переменного тока

Большинство источников питания в наши дни очень надежны благодаря прогрессу в технологиях и лучшим конструктивным предпочтениям, но всегда есть вероятность отказа из-за производственного дефекта или он может быть основным переключающий транзистор или выход из строя MOSFET. Кроме того, существует вероятность того, что он может выйти из строя из-за перенапряжения на входе , хотя защитные устройства, такие как Металлооксидный варистор (MOV) , могут использоваться в качестве защиты входа, но после срабатывания MOV это делает устройство бесполезным.

Чтобы решить эту проблему, мы собираемся построить устройство защиты от перенапряжения с операционным усилителем , которое может обнаруживать высокое напряжение и может отключать входную мощность за доли секунды, защищая устройство от скачок высокого напряжения . Кроме того, будет проведено подробное тестирование схемы, чтобы проверить нашу конструкцию и работу схемы. Следующий экзамен дает вам представление о процессе сборки и тестирования этой схемы.Если вы занимаетесь проектированием SMPS, вы можете ознакомиться с нашими предыдущими статьями о советах по проектированию печатных плат SMPS и методах уменьшения электромагнитных помех SMPS.

Что такое защита от перенапряжения и почему она так важна?

Существует множество способов отказа цепи питания, один из них — из-за перенапряжения . В предыдущей статье мы создали схему защиты от перенапряжения для цепи постоянного тока, вы можете проверить это, если это вас заинтересует. Защиту от перенапряжения можно проиллюстрировать как функцию, при которой источник питания отключается при возникновении состояния перенапряжения, хотя ситуация перенапряжения возникает реже, когда это происходит, она делает источник питания бесполезным.Кроме того, воздействие состояния перенапряжения может происходить от источника питания к главной цепи, когда это произойдет, вы получите не только неисправный источник питания, но и разрыв цепи. Вот почему схема защиты от перенапряжения становится важной в любой электронной конструкции.

Итак, чтобы спроектировать схему защиты для ситуаций перенапряжения, нам необходимо прояснить основы защиты от перенапряжения. В наших предыдущих руководствах по схемам защиты мы разработали множество базовых схем защиты, которые можно адаптировать к вашей схеме, а именно: защиту от перенапряжения, защиту от короткого замыкания, защиту от обратной полярности, защиту от перегрузки по току и т. Д.

В этой статье мы сконцентрируемся только на одном, а именно на создании схемы защиты от перенапряжения входной сети, чтобы предотвратить ее выход из строя.

Необходимые компоненты

Sl. No.	Детали	Тип	Кол-во
1	LM358	IC	1
2	BD139	Транзистор	1
3	Винтовой зажим	Винтовой зажим 5 мм x 2	3
4	1N4007	Диод	9
5	0.1 мкФ	Конденсатор	2
6	56K, 1 Вт	Резистор	2
7	1,5 кОм, 1 Вт	Резистор	1
8	1К	Резистор	2
9	1M	Резистор	1
10	560 КБ	Резистор	2
11	62 КБ	Резистор	1
12	10 КБ	Потенциометр на 10 оборотов	1
11	SRD-12VDC-SL-C	Реле для печатных плат	1
12	LM7805	Регулятор напряжения	1
13	Показатель	светодиод	1
14	Плакированная доска	Стандартный 50x 50 мм	1

Схема защиты от перенапряжения сети переменного тока

Полная принципиальная схема нашей защиты от перенапряжения представлена ​​ниже.Работа схемы обсуждается ниже.

Как работает схема защиты от перенапряжения сети 230 В?

Чтобы понять основы схемы защиты от перенапряжения, давайте разберем схему, чтобы понять основной принцип работы каждой части схемы.

Сердцем этой схемы является OP-Amp, который сконфигурирован как компаратор . На схеме у нас есть базовый операционный усилитель LM358, а на его выводе 6 у нас есть опорное напряжение , которое генерируется стабилизатором напряжения LM7812 IC , а на выводе 5 у нас есть входное напряжение, равное поступает от основного напряжения питания.В этой ситуации, если входное напряжение превышает опорное напряжение, на выходе операционного усилителя будет высокий уровень, и с этим высоким сигналом мы можем управлять транзистором, который включает реле, но в этой схеме кроется огромная проблема. , Из-за шума во входном сигнале операционный усилитель будет многократно колебаться, прежде чем достигнет стабильного значения

.

Решение состоит в добавлении гистерезиса срабатывания триггера Шмитта на входе. Ранее мы создавали такие схемы, как частотомер с использованием Arduino и измеритель емкости с использованием Arduino, оба из которых используют триггер Шмитта триггер входы , если вы хотите узнать больше об этих проектах, обязательно ознакомьтесь с ними.Настроив операционный усилитель с положительной обратной связью, мы можем увеличить запас на входе в соответствии с нашими потребностями. Как вы можете видеть на изображении выше, мы обеспечили обратную связь с помощью R18 и R19 , тем самым мы практически добавили два пороговых напряжения: одно — это верхнее пороговое напряжение , , другое — нижнее . пороговое напряжение.

Расчет значений компонентов для защиты от перенапряжения

Если мы посмотрим на схему, у нас есть сетевой вход, который мы выпрямляем с помощью моста выпрямителя , затем мы пропускаем его через делитель напряжения, который сделан с R9, R11 и R10. Затем мы фильтруем через конденсатор 22 мкФ 63 В .

После выполнения расчета для делителя напряжения мы получим выходное напряжение 3,17 В , теперь нам нужно рассчитать верхнее и нижнее пороговые напряжения. Допустим, мы хотим отключить мощность, когда входное напряжение достигнет 270 В. Теперь, если мы снова сделаем расчет делителя напряжения, мы получим выходное напряжение , равное 3,56 В, , что является нашим верхним порогом. Наш нижний порог остается на уровне 3,17 В, поскольку мы заземлили операционный усилитель.

Теперь, с помощью простой формулы делителя напряжения, мы можем легко вычислить верхнее и нижнее пороговые напряжения.Взяв схему в качестве справочной, расчет показан ниже:

  UT = R18 / (R18 + R19) * Vout = 62K / (1,5M + 62K) = 0,47V 
  LT = R18 / (R18 + R19) * -Vout = 62K / (1.5M + 62K) = 0V  

Теперь, после расчета, мы можем ясно видеть, что мы установили ваше верхнее пороговое напряжение на 0,47 В выше уровень срабатывания с помощью положительной обратной связи.

Примечание: Обратите внимание, что наши практические значения будут немного отличаться от наших расчетных значений из-за допусков резистора.

Конструкция печатной платы цепи защиты от перенапряжения сети

Печатная плата для нашей схемы защиты от перенапряжения в сети предназначена для одинарного бокового щита. Я использовал Eagle для разработки своей печатной платы, но вы можете использовать любое программное обеспечение для проектирования по вашему выбору. 2D-изображение моего дизайна платы показано ниже.

Используется достаточный диаметр дорожки, чтобы силовые дорожки пропускали ток через печатную плату. Вход сети переменного тока и секция входа трансформатора расположены на левой стороне, а выход — на нижней стороне для удобства использования.Полный файл дизайна для Eagle вместе с Gerber можно скачать по ссылке ниже.

Теперь, когда наш Дизайн готов, пора каждому и паять плату. После завершения процесса травления, сверления и пайки плата выглядит так, как показано на рисунке ниже.

Проверка цепи защиты от перенапряжения и тока

Для демонстрации используется следующий аппарат

1. Мультиметр Meco 108B + TRMS
2. Мультиметр Meco 450B + TRMS
3. Осциллограф Hantek 6022BE
4. 9-0-9 Трансформатор
5. Лампочка 40 Вт (тестовая нагрузка)

Как вы можете видеть на изображении выше, я подготовил эту испытательную установку для проверки этой схемы, я припаял два провода к контактам 5 и 6 операционного усилителя, а мультиметр meco 108B + показывает входное напряжение, а meco 450B +. Мультиметр показывает опорное напряжение.

В этой схеме трансформатор питается от сети 230 В, и оттуда мощность подается на схему выпрямителя в качестве входа, выход трансформатора также подается на плату, поскольку она обеспечивает питание и опорное напряжение для Схема .

Как вы можете видеть на изображении выше, цепь включена, а входное напряжение в мультиметре meco 450B + меньше опорного напряжения, что означает, что выход включен.

Теперь, чтобы смоделировать ситуацию, если мы уменьшим опорное напряжение, выход выключится, обнаружив состояние перенапряжения, также на плате загорится красный светодиод, вы можете увидеть это на изображении ниже.

Дополнительные улучшения

Для демонстрации схема построена на печатной плате с помощью схемы, эту схему можно легко модифицировать для улучшения ее характеристик, например, резисторы, которые я использовал , имеют допуск 5% , с использованием 1% номинальные резисторы позволяют повысить точность схемы.

Надеюсь, вам понравилась статья и вы узнали что-то полезное. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете оставить их в разделе комментариев ниже или использовать наш форум , чтобы задать другие технические вопросы.

Защита

— Как защитить свой дом от высокого напряжения?

Вы показываете, как выглядит трехфазный выключатель. Это настоящий выключатель питания в вашем доме? Странный.

Вы находитесь в месте, где можете обсудить свои потребности с квалифицированным поставщиком электроэнергии? Если да, спросите, могут ли они поставить главный автоматический выключатель, совместимый с вашей главной сервисной панелью и имеющий катушку отключения, активируемую вспомогательным напряжением, или катушку «сброса». Такая катушка сброса обеспечивает отключение главного выключателя посредством приложенного извне малоточного напряжения отключения.Такой выключатель позволит вам отключить питание в вашем доме в течение нескольких миллисекунд после того, как на вашу главную панель поступит повреждающее напряжение.

См. Обсуждение этого типа выключателя под заголовком «Двойная катушка с дистанционным отключением» на сайте http://www.carlingtech.com/circuit-protection-circuit#4

Для отключения главного выключателя потребуется построить или приобрести устройство, которое могло бы обнаруживать наличие состояния перенапряжения и генерировать необходимое напряжение отключения.Для этого, вероятно, потребуется полупроводниковая схема, поскольку «реле перенапряжения», возможно, будет иметь слишком большую задержку, чтобы обеспечить адекватную защиту от мгновенно приложенного перенапряжения. Такая задержка детектора может добавить к естественной задержке срабатывания главного выключателя, тем самым увеличивая вероятность повреждения ваших приборов. Вам также могут посоветовать установить варистор для защиты от перенапряжения «на весь дом», чтобы ограничить пиковое перенапряжение, которое может пройти в ваш дом во время ожидания срабатывания главного выключателя.

Сложная часть этого подхода — обеспечение адекватной защиты при минимизации раздражающих ложных срабатываний из-за общих скачков напряжения, возникающих в линии или генерируемых бытовой техникой в ​​вашем доме. Обзор качества линий был бы очень полезен, но, вероятно, его невозможно получить. Я понимаю, что некоторые коммунальные предприятия здесь, в США, по запросу будут проверять линейное напряжение с помощью автоматических приборов, оставленных на месте на день или два.

Конечно, такой подход оставит вас сидеть в темноте после состояния перенапряжения.Однако это может быть лучше, чем замена дома, полного бытовой техники.

Сообщите нам, нравится ли вам этот подход и можете ли вы получить соответствующий выключатель со вспомогательной катушкой отключения. Если это так, мы, вероятно, сможем помочь спроектировать или найти подходящую схему измерения перенапряжения. Такой подход был бы намного дешевле, чем любые устройства, которые фактически обусловливали бы входящие чрезмерные напряжения и позволяли вам продолжать нормальную деятельность, как если бы ничего необычного не происходило.

Простая схема защиты от повышенного и пониженного напряжения 220 В

Эта очень простая двухтранзисторная схема гарантирует, что ваша домашняя электрическая и бытовая техника никогда не пострадает от аномальных колебаний напряжения. Эта схема предназначена для отключения питания 220 В при обнаружении повышенного или пониженного напряжения. Таким образом, все ваши домашние чувствительные устройства и гаджеты полностью защищены от опасного напряжения.

Сколько будет стоить эта единица? Наверное, не больше доллара.

Во многих странах внезапные скачки и падения сетевого напряжения являются довольно распространенным явлением, и иногда это может привести к необратимому отказу многих дорогостоящих электрических устройств, таких как наборы TCV, светодиодные лампы для холодильников, которые не предназначены для выдерживания высоких напряжений сверх определенного предела. .

Схема, описанная здесь, при правильной настройке предложит безопасную рабочую зону напряжения, которую предпочитает пользователь, и если напряжение имеет тенденцию выходить за пределы или падать ниже этого предела, реле срабатывает, отключая питание устройства, тем самым защищая его. от ожидаемых опасностей.

Предлагаемая конструкция проста, удобна в изготовлении и недорога. Его можно добавить к существующим блокам стабилизатора, и в этом случае источник питания постоянного тока может быть извлечен из схемы стабилизатора, и для построения схемы потребуется всего несколько дополнительных компонентов, включая реле.

Как работает схема

Когда напряжение сети 220 В или 120 В находится в установленных пределах, T2 будет проводить, переводя T1 в непроводящее состояние.

Когда напряжение ниже установленного предела, стабилитрон Z2 не выйдет из строя и, следовательно, T2 не сможет проводить ток, что приведет к отключению реле.
Эта настройка выполняется путем настройки VR2.

Во время состояния перенапряжения стабилитрон Z1 выйдет из строя, и T1 перейдет в проводящее состояние, обесточив реле. Эта настройка выполняется путем регулировки VR1.

Здесь «нормально разомкнутый» контакт реле используется для управления питанием устройства. Когда замыкающий контакт подключен, прибор может получать нормальное напряжение, в то время как при ненормальном напряжении замыкающий контакт отключается, запрещая подачу питания к прибору.

Светодиод, подключенный к замыкающему контакту реле, информирует нас о ситуации отключения, а также о включенной защите от пониженного или повышенного напряжения.

Лучшие сетевые фильтры 2021: Обзоры и советы по покупке

Вы только точно знаете, что вам нужен сетевой фильтр после того, как ваше оборудование поджарило. Тогда уже поздно. За очень разумные деньги вы можете поставить почти буквальный брандмауэр между дорогой (и дешевой) электроникой и током, поступающим из сетевой розетки.Сетевой фильтр бросается на линию огня, снова и снова жертвуя своими компонентами, чтобы ваши устройства оставались функциональными.

Эти обзоры относятся к сетевым фильтрам, разработанным для домашнего офиса или кабинета, или домашней развлекательной системы. Такие медиаторы мощности имеют единственную функцию: удерживать напряжение от превышения определенного номинального уровня, при превышении которого оборудование может перегореть предохранитель, сжечь блок питания или полностью поджарить его схему без возможности ремонта. Сетевой фильтр принимает удар вместо вашего оборудования или аудио / видео системы, и он потенциально может сэкономить вам от сотен до многих тысяч долларов, в зависимости от того, что вы подключили.

Вы хотите вложить скромные средства в сетевой фильтр по той же причине, по которой вы хотите иметь резервную копию своих данных: потому что после неблагоприятного события нет возврата. Опережение проблемы, которая может быть маловероятной, но вполне вероятной, избавит вас от огромных последствий, если она произойдет. (У вас или есть несколько резервных копий ваших данных, верно?)

Обновлено 18 мая 2021 года , чтобы добавить наш обзор AmazonCommercial AC и USB Desktop Outlet with Surge Protection.Уникальный дизайн позволяет этому устройству защиты от перенапряжения прижиматься к краю вашего стола, где четыре порта USB-зарядки и шесть розеток находятся под рукой, сводя к минимуму беспорядок в кабелях. Это наш новый участник, занявший второе место в универсальной категории.

Превосходный интеллектуальный сетевой фильтр

Интеллектуальный блок питания Kasa Smart Wi-Fi от TP-Link (модель HS300)

Интеллектуальный блок питания Kasa Wi-Fi от TP-Link делает правильный выбор: от элегантного дизайна, который вписывается в интерьер дома, до набора расширенных вариантов планирования для каждого вид повседневной жизни и необходимости в поездках — и защита от перенапряжения.

Да, не все захотят потратить 79 долларов на сетевой фильтр, но TP-Link действительно произвела лучший сетевой фильтр. Все шесть его выходов можно контролировать и планировать индивидуально — и не меньше — с помощью усовершенствованного мобильного приложения, а также вы можете управлять любым из них с помощью голосовых команд. Здесь также есть три USB-порта для зарядки. Да, он стоит 79 долларов. Но если это выходит за рамки вашего бюджета, модель KP303 от TP-Link представляет собой более дешевую версию с тремя розетками и двумя USB-портами для зарядки.Он продается по цене 39 долларов.

Лучший универсальный сетевой фильтр

Устройство защиты от перенапряжения PivotPlug

Belkin (BP112230-08) не отключает питание, когда оно больше не может защищать ваши устройства, но оно обеспечивает низкое напряжение ограничения (330 В на всех ножках). Это очень гибкий и адаптируемый сетевой фильтр с восьмифутовым шнуром и индикаторами защиты и заземления.

Упоминается в статье

Устройство защиты от перенапряжения

Amazon предлагает хитрый трюк: он помещает четыре мощных USB-порта для зарядки и шесть обычных розеток переменного тока в легкодоступные места, а также сводит к минимуму беспорядок в кабелях.Конструкция зажима подойдет не всем, но если вам нужен сетевой фильтр на столе или аналогичной рабочей поверхности, этот действительно хороший выбор.

Лучше всего при отключении питания, когда он больше не может обеспечивать защиту

SurgeArrest Performance P12U2 от APC — это наш новый любимый сетевой фильтр, который автоматически отключает питание при отключении защиты. Это модель с 12 розетками — на два больше, чем было у нашего предыдущего выбора, — и у нее есть два супер-удобных порта USB для быстрой зарядки. Если вам не нужны эти две дополнительные розетки и USB-порты для зарядки, Tripp Lite TLP1008TEL остается хорошим выбором примерно на 14 долларов дешевле.

Второе место

SurgeArrest

APC лишь немного менее гибок, чем предложение Belkin, и он не отключит питание ваших устройств, если только не сработает его основная защита от нейтрали. У него на одну розетку меньше, чем у PivotPlug, и у него нет этих причудливых вращающихся розеток, но он хорошо сделан, а его розетки широко разнесены, чтобы вместить множество бородавок.

Самый красивый сетевой фильтр

Устройство защиты от перенапряжения серии Austere VII (8 розеток)

Устройство защиты от перенапряжения серии Austere VII на 8 розеток — вещь прекрасная, а его USB-порты для зарядки, особенно порт USB-C PD на 45 Вт, чрезвычайно удобны.Но вы за это дорого заплатите.

Если вы придаете огромное значение дизайну, то устройство защиты от перенапряжения серии Austere VII является наиболее привлекательным устройством в этой категории. Корпус из матового алюминия, полированные скошенные края и шнур питания из плетеной ткани — мы не видели ничего, что могло бы сравниться с его промышленным дизайном. И это не просто красиво: этот сетевой фильтр имеет все функции, которые вы хотели бы защитить свою дорогую электронику. Найдете ли вы эту комбинацию стоимостью 200 долларов — решать вам.

Факторы, которые мы рассмотрели

Мы рассмотрели несколько общих факторов для трех сценариев: домашняя развлекательная система, такая как телевизор, проигрыватель дисков, приставка для потокового мультимедиа и система ресивера; домашний офис или кабинка с настольным компьютером и периферийными устройствами, включая мониторы и жесткие диски; и вариант в дороге, если вы хотите путешествовать с несколькими розетками, которые также дают вам спокойствие, особенно в отелях и конференц-залах, где вы не знаете, какое питание будет предоставлено.

Мы оценили следующие характеристики:

• Продолжает ли ограничитель перенапряжения подавать питание, когда его зажимная способность сгорела? (См. Следующий раздел для точного объяснения того, что это означает.)
• Насколько легко подключить обычные двухконтактные и трехконтактные кабели вместе с различными типами USB-адаптеров и бородавками?
• Каково соотношение стоимости к характеристикам и выходам?
• Расширенные функции, такие как зарядка через USB
• Для туристических моделей, сколько розеток у него есть, оставаясь при этом компактным и универсальным, помимо всего вышеперечисленного?

Функции, которые обычно не найдет в ограничителях перенапряжения, например, сигнализация или сетевой интеллект для предупреждения компьютера (и управления контролируемым отключением) или действия в качестве устройства Интернета вещей, чтобы предупреждать об электрических аномалиях или обеспечивать отчет о состоянии.Для этого вам нужно перейти на источник бесперебойного питания (ИБП), который сочетает в себе постоянно заряжаемый резервный аккумулятор, стабилизацию питания и защиту от перенапряжения. Те стоят от небольшого до гораздо большего.

Как работает устройство защиты от перенапряжения

Электрическая сеть не была предназначена для электроники, поэтому скачки и скачки напряжения были более регулярными и более высокими, поскольку они не влияли на электродвигатели. Ситуация кардинально изменилась за несколько десятилетий, поскольку коммунальные службы убрали то, что доставлялось в дома и здания.Однако в зависимости от возраста систем электроснабжения и частоты ударов молнии скачки и огромные всплески могут происходить регулярно.

Устройство защиты от перенапряжения точнее называть «устройством, которое блокирует чрезмерное напряжение, когда оно превышает определенную крайнюю точку». Эта отсечка, называемая фиксацией, обычно составляет 330 В, 400 или 500 В. Хотя напряжение 330 В или выше может показаться высоким по сравнению с 120 В, номинально поставляемым в США, на самом деле это не так. Напряжение переменного тока (AC) составляет около 120 В, но оно циклически меняется от -170 В через 0 В до + 170 В и обратно; 120 В — это приблизительное среднее значение.

Электроника и все другое электрическое питание для дома или офиса может принимать короткие количества гораздо более высоких максимальных напряжений, что, как вы можете логически определить, должно быть правдой, поскольку умеренные скачки напряжения являются обычным делом, а электронное оборудование в домах не постоянно выходит из строя без скачков напряжения. протектор; нужно блокировать большие скачки напряжения.

В устройствах защиты от перенапряжения тестируемой нами категории используются металлооксидные варисторы (MOV), разновидность схемы, которая поглощает напряжения выше предельного уровня и эффективно сгорает со временем.В зоне с нестабильным напряжением ваш сетевой фильтр может изнашиваться за месяцы или несколько лет; в других электрических системах это может длиться бесконечно. (Существует гораздо более дорогой тип устройства защиты от перенапряжения, предназначенный для высококачественного аудио и очень дорогой электроники. Он стоит примерно в десять раз дороже и никогда не перегорает.)

Вы не получите полной защиты от поражения электрическим током с помощью Сетевой фильтр: удар рядом с вашим домом может превысить способность любого потребительского устройства блокировать израсходованную энергию, хотя на некоторых моделях автоматический выключатель может сработать первым.Если вас беспокоит поражение электрическим током, вам необходимо улучшить подачу электропитания в ваш дом (или убедить домовладельца сделать то же самое). Но электрические удары за много миль могут вызвать меньшие скачки напряжения, которые будут поглощать защитные устройства.

Tripp Lite

Телефонные разъемы и коаксиальные разъемы на сетевом фильтре не сильно повышают его ценность.

Некоторые устройства защиты от перенапряжения включают в себя телефонные и коаксиальные сквозные соединения для защиты соединений DSL и кабельного / спутникового телевидения.Отраслевые отчеты и тестирование показывают, что эти средства защиты фактически бессмысленны, поэтому мы не учитывали их наличие или отсутствие в наших тестах и ​​обзорах.

Вы можете сравнить долговечность устройств защиты от перенапряжения или период, в течение которого MOV будут оставаться эффективными, посмотрев на количество джоулей, рекламируемое для продукта. Джоули измеряют, сколько энергии затрачивается; чем больше джоулей, тем больше энергии. Таким образом, в точно такой же ситуации в том же доме с обычными скачками напряжения устройство на 1000 джоулей должно прослужить вдвое меньше, чем устройство на 2000 джоулей.

На практике это очень и очень сложно определить. MOV не разлагаются идеально линейно, и не все MOV имеют одинаковое качество. Джоули представляют собой приблизительную основу для сравнения, которую практически невозможно проверить в лабораторных условиях, поскольку вам придется моделировать множество скачков в течение длительных периодов времени с помощью нескольких идентичных единиц каждой модели. Именно так поступают производители при разработке и тестировании своей продукции. Сертификация Underwriters Laboratories (UL) гарантирует, что продукт прошел независимые испытания.

Мы будем использовать джоули в качестве приблизительного практического правила, поскольку оно имеет тенденцию к параллельному различию в цене и других характеристиках. Но когда сгорают MOV, что происходит дальше?

Скорее сгорит, чем исчезнет

Я собираюсь взорвать ваш разум — или, по крайней мере, умы большинства людей. Если где-то в вашем доме или офисе уже есть сетевой фильтр, взгляните на него и вернитесь. Теперь, не глядя, горит ли еще индикатор «защиты»? Не можете мне сказать? Это проблема.

Thinkstock

Рассматриваемый здесь класс устройств защиты от перенапряжения основан на использовании металлооксидных варисторов для поглощения избыточного напряжения.

Старые устройства защиты от перенапряжения обычно разрабатывались с учетом того, что в компьютерах есть вращающиеся жесткие диски (HDD) внутри, и что лучше потерять защиту от перенапряжения и продолжать обеспечивать питание, чем отключать питание переменного тока при отказе защиты. В подобных устройствах защиты от перенапряжения единственным индикатором того, остается ли защита активированной, является индикатор защиты.

Если лампочка не горит, тумблеры перегорели, и защиты уже нет!

А теперь вернитесь и посмотрите на эти протекторы еще раз: какие из них сгорели? Это те, которые вы хотите заменить поспешностью. Признаюсь, я узнал об этом только в 2016 году; Я проверил свой, и через несколько месяцев мне пришлось заменить его, когда тот свет внезапно исчез.

Это самый большой выбор, с которым вы столкнетесь, и мы учли его в шести устройствах защиты от перенапряжения, которые мы привезли для тестирования.Но есть три варианта, когда защита дает сбой:

• Прекращается подача электроэнергии, что немедленно прекращает подачу электричества на все подключенные устройства. С SSD-накопителями или потоковым аудио / видео оборудованием, Blu-Ray или другим проигрывателем дисков это не имеет большого значения. Лучше потерять силу, чем дать волю.

• Некоторая мощность перестает течь. Есть три разных пути подачи электричества от сети переменного тока, и один из них более важен для защиты от скачков напряжения, чем два других.(Подробнее см. Ниже.) Некоторые защитные устройства, таким образом, останавливают прохождение энергии только в том случае, если MOV этого критического узла умирают. Вы должны смотреть на защитный свет, чтобы узнать состояние защиты.

• Питание всегда идет, но свет гаснет. В этом случае вы должны сохранять бдительность, особенно во время шторма и сразу после него, или всякий раз, когда ваши огни мерцают.

У источника питания переменного тока есть три «ножки», по которым проходит мощность. С трехпроводной розеткой, которая требуется для устройств защиты от перенапряжения, это линейная, нейтральная и заземляющая.Питание поступает по линии, проходит через нейтраль и циклически проходит через отрицательное и положительное напряжение; это одна нога (известная как L-N).

Есть также ножки, каждая из которых соединяется под напряжением с землей (L-G) и нейтраль с землей (N-G), что предотвращает короткое замыкание в проводке от возгорания или взрыва. Правильный заземляющий провод в розетке подключается обратно к заземляющему стержню для всего дома или здания, который отводит напряжение буквально на землю.

Amazon

Очень важен длинный шнур, так как ваше оборудование может быть далеко от ближайшей розетки.Считайте, что 8 футов — это минимум.

Многие производители устройств защиты от перенапряжения предлагают ограниченную гарантию на повреждение предметов, подключенных к устройству защиты, если указанное повреждение вызвано пропусканием напряжения на устройство. Однако эти гарантии (мы видели, что они предлагают покрытие в размере от 20 000 до 300 000 долларов США), однако, содержат множество оговорок и исключений, включая необходимость подачи заявки на покрытие в течение 15 или 30 дней с момента повреждения с некоторыми, доказывая правильную электрическую настройку, и предоставление квитанций на все поврежденные товары — что шансы выполнить все условия и получить деньги кажутся низкими.Мы предоставили предложение о гарантиях в каждом обзоре, чтобы вы были в курсе, но не рассчитывайте на сбор, если вы не являетесь хорошим хранителем документации.

И последняя деталь: длинный шнур питания — не менее 8 футов — необходим для устройства защиты от перенапряжения. Это связано с тем, что для обеспечения безопасности и защиты от перенапряжения вы должны включать устройство защиты от перенапряжения непосредственно в розетку, а не в другое устройство защиты от перенапряжения, удлинитель или источник бесперебойного питания. Поскольку вы можете подключить очень много энергии к устройству с несколькими розетками, очень легко перегрузить устройство, к которому вы «гирляндно подключаете» сетевой фильтр, что может вызвать отказ продукта или даже электрический пожар.

Вы также должны подключить сетевой фильтр к правильно заземленной трехконтактной розетке. Вы можете использовать один из тех умных переходников 3-на-2, которые я слишком хорошо знаю, как владелец старого дома, в котором только около половины розеток когда-либо были модернизированы до современных стандартов. Не знаете, правильно ли заземлена ваша розетка? В некоторых устройствах защиты от перенапряжения есть светодиод, который загорается, если его нет, или вы можете купить дешевый съемный детектор в хозяйственном магазине. Если вы обнаружите, что ваш дом не заземлен, немедленно вызовите электрика; это опасность.К счастью, это может быть дешево, если в доме не было плохой проводки.

Если вы не будете следовать инструкциям по подключению сетевого фильтра к стене, вы можете повредить его, что приведет к аннулированию гарантии на продукт и любых средств защиты от повреждений, которые прилагаются к нему.

Наши последние обзоры устройств защиты от перенапряжения

Примечание. Когда вы покупаете что-то после перехода по ссылкам в наших статьях, мы можем получить небольшую комиссию.Прочтите нашу политику в отношении партнерских ссылок для получения более подробной информации.

Схема защиты от перенапряжения — Gadgetronicx

Gadgetronicx> Электроника> Принципиальные и электрические схемы> Схемы защиты> Схема защиты от перенапряжения

Команда Gadgetronicx 22 сентября 2020

Источники питания важны для большинства продуктов / гаджетов. Если мы не учли блок питания при проектировании нашей схемы, это иногда может привести к катастрофическому отказу, а мы этого не хотим.Это особенно верно, когда вы разрабатываете продукт. Существует вероятность того, что пользователь может испортить продукт, используя источник питания с выходным напряжением, превышающим номинальное напряжение вашего продукта. В таких случаях вам необходимо использовать блок защиты от перенапряжения с вашей схемой, чтобы предотвратить ее выход из строя. Это схема защиты от перенапряжения, в которой используется тиристор и стабилитрон.

Необходимые компоненты

1. SCR (БТ-145-800R)
2. Стабилитрон (1N4743A)
3. Предохранитель (1А)
4. Резистор (680 Ом)

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR):

Это трехконтактное устройство с выводами, которые называются анодом, катодом и затвором.При обратном смещении он работает как типичный диод с PN переходом. Но в прямом смещенном состоянии ток через анод определяется током затвора. Когда заданный ток (уникальный для каждого SCR) протекает через затвор, SCR действует как обычный диод с PN переходом. В этот момент ток течет через SCR от анода к катоду. Это также приводит к падению напряжения на аноде и катоде из-за прямого напряжения SCR, которое обычно падает примерно на 1 В.

Стабилитрон:

В отличие от обычных диодов с PN переходом, он позволяет току течь в обратном направлении, когда к нему приложено определенное обратное напряжение.Он известен как напряжение стабилитрона. В дополнение к пропусканию тока в обратном направлении смещения стабилитроны удерживают напряжение стабилитрона на своих выводах. Для этого на него должен подаваться фиксированный ток, известный как ток Зенера. Необходимо соблюдать осторожность, так как ток стабилитрона не должен превышать своего предела, иначе это приведет к выходу устройства из строя.

Работа цепи защиты от перенапряжения:

Вышеупомянутая схема предназначена для защиты цепи, которая к ней подключается, от напряжения более 13 В.Он предназначен для использования с цепями / устройствами с номинальным напряжением 12 В. Обычно устройства на 12 В допускают допуск до 13 В. Таким образом, он установит защиту свыше 13 В и, кроме того, даст источнику питания необходимое пространство для маневра.

В этой цепи J1 используется для подключения источника питания, а J2 — для подключения устройства / цепи, которая должна быть запитана и защищена.

Когда напряжение источника питания находится в пределах 13 В, стабилитрон не будет проводить ток, а тиристор не будет проводить.Здесь мы используем стабилитрон с напряжением стабилитрона (13 В), поэтому, когда напряжение источника питания превышает 13 В, стабилитрон начинает проводить, и через него течет ток.

Как указывалось ранее, стабилитрон должен быть ограничен током стабилитрона. Согласно паспорту, типичный ток стабилитрона для 1N4743A составляет 19 мА. Используя закон Ома, мы можем рассчитать резистор, который будет использоваться с этим.

Vz = 13v

Iz = 19 мА

R = Vz / Iz

= 680 Ом

Поэтому мы зафиксировали R1 как 680 Ом.

Этот ток Зенера и напряжение, возникающие на резисторе, запускают вывод затвора тринистора. В соответствии с таблицей данных требуемый ток затвора для включения SCR (BT-145-800R) составляет 5 мА. Следовательно, ток стабилитрона запускает SCR и заставляет его проводить ток.

Когда SCR включается, он действует как короткое замыкание, и поэтому от анода к катоду течет большой ток. Как упоминалось ранее, напряжение на нем падает, и поэтому на выходе не будет напряжения. Это приводит к защите цепи / устройства, которые подключаются к клемме J2.

Этот огромный ток продолжается до тех пор, пока напряжение от источника или J1 не упадет ниже 13 В. Еще одна функция защиты этой схемы — предохранитель, когда ток от источника питания превышает 1А, предохранитель размыкает свой контакт. Это останавливает дальнейшее прохождение тока.

Предохранитель очень важен, поскольку многие источники питания не имеют внутренней функции ограничения тока или предотвращения короткого замыкания. Номинальный ток предохранителя должен быть меньше, чем ток короткого замыкания, который пользователь источника питания может использовать для питания этой цепи.Это обеспечит успешное исключение тока пути от источника питания до максимального порогового значения тока короткого замыкания.

Примечание:

1. Замените стабилитрон напряжения стабилитрона предполагаемым напряжением защиты
2. Входное напряжение не должно превышать абсолютных максимальных значений стабилитрона и тиристора.

Надеюсь, эта схема была вам полезна. Ознакомьтесь с другими схемами в нашей библиотеке схем. Если у вас есть какие-либо вопросы или отзывы, оставьте их в разделе комментариев ниже.

.