Přepětí: co dělat, příčiny, ochrana

Poklesy napětí a další problémy v elektrických sítích nejsou v žádném případě neobvyklé. Mohou vést k selhání drahého zařízení a dokonce ohrozit životy a zdraví lidí. Aby se takovým důsledkům předešlo, existují na trhu různá ochranná zařízení elektrické sítě, která se používají v závislosti na povaze problému.

V tomto článku se dozvíte: jaké jsou přepětí a jaké jsou jejich příčiny; Jaká zařízení na ochranu sítě existují a v jakých případech se používají?

Přijatelné parametry elektřiny

V Rusku a postsovětském prostoru je standardní napětí 220 voltů (pro běžné spotřebitele elektřiny). Navíc ve skutečnosti se napětí od této jmenovité hodnoty pohybuje v určitých mezích. Přípustná amplituda odchylky od normy je stanovena normami a zákony upravujícími poskytování této služby spotřebiteli. Při 220V je minimální přípustná hodnota 198V a maximální 242V.

Zachrání situaci dopravní zácpy nebo automaty?

Po dlouhou dobu se v domácnostech používaly „zástrčky“: pojistky, které chrání před přepětím. Nahradily je moderní a pohodlnější automaty (jističe). Dnes jsou ve většině bytů jedinými prostředky ochrany před problémy se sítí.

Zástrčky a jističe pomáhají chránit před zkratem, přehřátím elektroinstalace a požárem v důsledku přetížení. Silný elektrický impuls však může mít čas projít strojem a deaktivovat zařízení. K tomu dochází například v důsledku úderu blesku. To znamená, že běžné zástrčky nemohou poskytnout úplnou ochranu proti přepětí.

Čtěte také: Jaké typy a typy stabilizátorů napětí pro domácnost existují?

Hlavní příčiny přepětí v síti

Napěťové rázy se mohou lišit ve velikosti odchylky od normy, v jejich trvání a v dynamice nárůstu / poklesu v závislosti na důvodech jejich vzniku:

• Velké zatížení sítě. Současné připojení velkého množství elektrických spotřebičů s nedostatečným výkonem sítě vede k nestabilitě napětí. To může být patrné například při blikání žárovek nebo náhlém vypnutí elektrických spotřebičů. Tento jev se vyskytuje často, zejména večer;
• Silný spotřebitel vedle. Stává se to, pokud jsou v blízkosti průmyslová zařízení, nákupní centra, kancelářské budovy s výkonným ventilačním systémem a tak dále.
• Přerušený neutrální vodič. Neutrální vodič vyrovnává napětí mezi spotřebiteli elektřiny. Pokud se rozbije (spalování, oxidace), někteří spotřebitelé obdrží zvýšené napětí (a jiní dostanou nízké napětí), což s největší pravděpodobností povede k poruše nechráněného elektrického zařízení.
• Chyby připojení. Například, pokud byly nulové a fázové vodiče zaměněny;
• Špatná elektroinstalace. K poruchám dochází v důsledku opotřebované elektroinstalace, použití nekvalitních materiálů a nesprávných instalačních prací.
• Úder blesku. Úder blesku do elektrického vedení může způsobit rychlé přepětí v řádu tisíců voltů. Nebezpečné je to zejména proto, že ochranné prostředky ne vždy stihnou zafungovat.

Možné následky přepětí

Výrobci elektrických zařízení berou v úvahu nestabilní charakter napětí a možnost jeho rázů a poklesů. Například zařízení dimenzované na 220 voltů může pracovat při 200 V a odolat rázům až 240 V. Zároveň pravidelný provoz zařízení s velkými odchylkami od normy snižuje jeho životnost. Silné přepětí může poškodit zařízení a dokonce způsobit škody na majetku a zdraví, například způsobit požár.

Help. Poruchy elektrospotřebičů v důsledku přepětí nejsou kryty záručními smlouvami, což znamená, že náklady na opravy a výměnu nese majitel, což může být vážným zásahem do rodinného rozpočtu. V některých případech je možné uplatnit reklamaci vůči dodavateli elektřiny, ale je to časově náročné, obtížné a nákladné a nezaručuje to úspěch. Je snazší plánovat předem, jak ochránit svůj domov před takovými problémy.

Způsoby ochrany proti přepětí

V závislosti na charakteristice napěťového rázu a povaze jeho výskytu se používají různá ochranná zařízení. Podívejme se na ty hlavní:

Síťový filtr

Jednoduché a cenově dostupné řešení pro ochranu zařízení s nízkou spotřebou. Obvykle se jedná o prodlužovací kabel nebo monoblok se zástrčkou, zásuvkou (nebo zásuvkami) a vypínačem s indikací napájení. Od běžných prodlužovaček je potřeba odlišit přepěťové ochrany, které sice ochranu nemají, ale vzhledově jsou si velmi podobné. Chrání proti přepětí až do 400 – 500 voltů a zátěžový proud nesmí překročit 5 – 15 A.

Osvědčení. Z technického hlediska je přepěťová ochrana jednoduchým systémem několika kondenzátorů a induktorů. Napájecí zdroje většiny moderních elektrospotřebičů přitom již obsahují obvody, které plní podobnou funkci. To znamená, že v praxi přepěťové ochrany často fungují jako jednoduchý extender s dodatečnou ochranou proti přepětí v síti.

Ochranné relé RLV a UZM

Zařízení přeruší napájení, pokud je napětí mimo přípustné meze. Poté, co se napětí vrátí na stanovené limity, je napájení obnoveno (automaticky nebo ručně, v závislosti na modelu). Zařízení je připojeno za vstupní stroj.

Hlavní výhody RKN a UZM:

• Rychlost odezvy několik milisekund;
• Odolává zatížení od 25 do 60 A;
• Malá velikost a pohodlná instalace;
• Dostatečný rozsah maximálního a minimálního napětí;
• Zobrazení indikátorů elektrického proudu v reálném čase;

Zařízení je účinné pro ochranu před přerušením nulového vodiče a mírným přepětím. Relé však nemohou poskytovat stabilní napětí a chránit před přepětím způsobeným úderem blesku.

Minimální přepěťová spoušť (PMV)

Zařízení chrání před vysokým a nízkým napětím. Efektivní v případě přerušení nulového vodiče a fázové nerovnováhy v třífázové síti, ale nechrání před vysokonapěťovými impulsy.

Zařízení má malé rozměry, snadno se instaluje a je cenově dostupné.

Dávejte pozor. RMM není vybaveno funkcí automatického zapnutí, což může vést ke zkažení potravin v chladničce, zastavení vytápění prostor v zimě a podobným problémům.

Stabilizátory

Zařízení slouží k „uhlazení“ dodávky elektřiny v sítích náchylných k nestabilnímu provozu. Efektivní v případě výpadku napájení, ale nemusí si poradit s vysokým napětím.

Mezi výhody zařízení patří: dlouhá životnost; rychlá odezva; udržování napětí na stabilní úrovni. Hlavní nevýhodou stabilizátorů je jejich vysoká cena.

Přepěťová ochranná zařízení (SPD)

Používá se k ochraně před rychlými, silnými přepětími, obvykle způsobenými úderem blesku do elektrického vedení. Existují dva typy takových zařízení:

• Ventilová a jiskřiště. Instaluje se do sítí vysokého napětí. V případě pulzního přepětí dojde v zařízení k průrazu vzduchové mezery, fáze je zkratována k zemi a výboj jde do země;
• Spínače přepětí (OSL). Na rozdíl od svodičů mají malé rozměry a používají se v soukromých domech. Uvnitř je instalován varistor. Při normálním napětí jím neprotéká žádný proud, ale v případě rázu se proud zvyšuje, což umožňuje snížit napětí na normální hodnotu.

Senzor přepětí (OHS)

Používá se společně s proudovým chráničem (RCD) nebo diferenciálním jističem. DPN detekuje, že napětí překročilo stanovenou normu, poté RCD otevře obvod.

Závěr

Nejběžnější prostředky ochrany proti přepětí: jističe a zástrčky, nejsou účinné ve všech případech. Nedokážou si poradit zejména se silnými přepětími, což ohrožuje bezpečnost elektrických zařízení a celého domu jako celku. Trh nabízí celou řadu zařízení pro ochranu elektrické sítě, která se používají v závislosti na povaze napěťových rázů a příčinách jejich vzniku. Spotřebitelé elektřiny si pouze musí vybrat potřebná zařízení a správně je nainstalovat.

Blesk: od starověkých mýtů k moderním hypotézám

Přepěťová ochrana: co je lepší, stabilizátor nebo relé pro řízení napětí?

Výběr stabilizátoru napětí pro obytné prostory: jak vybrat vhodné zařízení pro váš dům a byt

Co je napěťové relé a proč je potřeba v bytě

Jak sestavit elektrický rozvodný panel pro byt

Rozdělení a účel základních a doplňkových prostředků ochrany před úrazem elektrickým proudem

Z různých důvodů může dojít k přepětí v elektrické síti. Jedná se o nebezpečnou situaci, která má za následek nejen narušení provozu drahého zařízení a jeho poškození, ale také negativně ovlivňuje celý řetězec jako celek.

Existuje několik typů tohoto jevu, které je třeba předem předvídat. Proto je důležité zajistit ochranu elektrických zařízení a sítě. K tomuto účelu se používají stabilizátory. Zařízení se vyrábí v různých variacích a před instalací je potřeba vybrat správný model.

Detekce přepětí

V souladu s GOST R 54130-2010, přepětí – překročení maximálního provozního napětí stanoveného pro daný typ elektrického zařízení.

Podle Marine Dictionary je tímto jevem zvýšení napětí v elektrických vedeních a obvodech na hodnotu, která bude mít negativní dopad na izolaci, to znamená, že ji může poškodit, což má za následek funkčnost vodičů, zařízení, zařízení, a napájecí systémy jsou narušeny.

V Encyklopedii ochrany práce Ruské federace je přepětí definováno jako vysoké napětí kabelu vzhledem k zemi, několikanásobně vyšší než fázové napětí v důsledku vnitřních a vnějších faktorů.

Jaká jsou nebezpečí přepětí?

Doma je tato situace nebezpečná, protože domácí spotřebiče mohou být předčasně poškozeny, což znamená, že se sníží jejich životnost.

Ve výrobě, ve zdravotnických zařízeních, laboratořích, kde jsou umístěny a používány instalace a zařízení s důležitými přesnými indikátory, se mohou drahá zařízení porouchat nebo selhat v důsledku přepětí, v důsledku čehož budou odečty nepřesné.

Kromě poruchy elektrického zařízení může tato situace způsobit újmu osobě, která s elektrickým zařízením pracuje.

Základní charakteristiky přepětí

Jakékoli vysoké přepětí v elektrické síti je považováno za přepětí. Nezáleží na tom, z jakých důvodů se to stalo.

Skoky se mohou lišit v amplitudě, trvání a frekvenci. Za zmínku stojí hlavní charakteristiky přepětí:

• indikátor špičkového napětí;
• frekvence opakování skoku;
• časové období nárůstu napětí;
• stupnice, délka rozvodu přepětí v obvodu.
• Důležitým ukazatelem je celkový počet přepěťových impulzů za určité časové období a také celé trvání přepěťového cyklu.

Klasifikace přepětí a jeho druhy

Přepětí je klasifikováno podle místa jeho vzniku. Proto může být: vnitrofázový – mezi závity transformátoru, neutrál, zem, stejně jako fázový, mezifázový.

Podle způsobu vzniku se takový jev v síti dělí na: vnitřní neboli spínací (vzniká v důsledku havárií, rezonančních projevů) a vnější – bouřka nebo atmosférický (zdrojem je výboj blesku nebo z jiného důvodu).

Přepětí v elektrickém obvodu se dělí na následující typy:

• bouřky;
• induktivní;
• kvazistacionární;
• přepínání.

Bouřky

Blesk nebo atmosférické přepětí označuje přírodní jevy, které jsou způsobeny výboji bouřek. Podle statistik má 90 % blesků elektrický proud 40-60 kA. O něco méně než 1 % úderů blesku má výbojový proud 100 kA nebo více.

Blesk může vniknout přímo do nadzemní elektrické sítě nebo hromosvodu, stejně jako z dálky – ve vzdálenosti 1500 m V tomto případě dochází k pulznímu přepětí.

K silnému přepětí dochází v důsledku přímého úderu blesku do elektrického vedení. Kromě toho může indikátor skoku dosáhnout několika milionů voltů.

Proces trvá velmi málo – mikrosekundy. V tak krátkém časovém období je však izolace vystavena velkému zatížení, takže vodiče a elektrická zařízení ji nemohou odolat.

Induktivní

Při úderu blesku do země může v blízkosti elektrických vedení vzniknout indukční ráz. Jeho výskyt je spojen s okamžitou změnou elektromagnetického pole.

Navíc velikost přepětí může být 500 000 voltů. Tato hodnota je nebezpečná pro elektrické a elektrické rozvodny, zařízení a zařízení, která jsou aktuálně připojena k elektrické síti. V tomto případě lze pozorovat šíření přepěťových impulsů po rozsáhlé oblasti.

Kvazistacionární

V tomto případě může trvání přepětí trvat několik sekund nebo dokonce minut. To způsobuje nebezpečí při provozu zařízení připojeného k elektrické síti.

Příčiny kvazistacionárního přepětí jsou nebezpečné rezonance, zkrat v síti. V případě nouzového zvýšení otáček elektrického generátoru je povoleno i kvazistacionární přepětí, pokud se zatížení v obvodu prudce sníží.

Dalším důvodem může být vliv ferorezonance v elektrických sítích s vysoce výkonnými indukčními cívkami nebo magnetickými obvody.

Přepínání

Tato možnost je povolena, pokud je v síti spínáno nebo přepínáno elektrické zařízení. K takovým jevům obvykle dochází v případě rychlého zapnutí (vypnutí) zařízení s vysokým výkonem, zařízení s velkými indukčními prvky, jakož i při náhlém připojení (vypnutí) elektrických instalací vybavených kondenzátory s vysokým výkonem.

Mimochodem, při odpojení nízkovýkonového transformátoru 1 kVA od sítě může dojít k pulznímu spínacímu přepětí až 2000 V To znamená, že veškerá náhradní energie ve vinutí zařízení je uvolněna do elektrické sítě. Tento proces negativně ovlivňuje funkčnost zařízení.

Nejnepředvídatelnějším typem přepětí je elektrostatické přepětí, které vzniká v suchém prostředí akumulací elektrostatických nábojů. Ty vytvářejí silné elektrostatické pole.

Jak chránit elektrické sítě před přepětím?

Ochranu elektrického obvodu před vnějšími přírodními a umělými vlivy zajišťují organizace, které takové sítě obsluhují. Podle pokynů GOST se pro takové události používají speciální instalace.

Jedná se o zařízení pro ochranu sítí před přepětím a ochranu před bleskem. Instalace jsou umístěny na podpěrách a stožárech elektrického vedení, elektrických rozvoden všech úrovní.

Ochranná elektrická zařízení jsou instalována v rozvodnách továren, včetně průmyslových podniků, a napájecích zařízeních pro elektrické dopravní obvody.

V praxi je nemožné se zcela zbavit přepětí. Hlavním cílem ochrany je snížit úrovně přepětí a uvést je na hodnoty, které neohrožují elektrická zařízení a napájecí systém.

I v případě správné instalace zařízení na ochranu před bleskem je polovina výkonu pulzního výboje odeslána do země, zbývající část je přerozdělena podél elektroinstalačních obvodů a domácích komunikací.

Pro zajištění plné ochrany domácích sítí před přepětím je potřeba zopakovat uzemnění PEN kabelu na podpěře vstupu trolejového vedení do domácnosti, včetně opětovného uzemnění háčků a držáků podpěr trolejového vedení.

Je důležité nainstalovat systém ochrany před bleskem, nainstalovat pro něj samostatnou zemnící smyčku a připojit ji k hlavní smyčce obytné struktury.

Abyste ochránili svůj domov před přepětím, nezapomeňte na systém vyrovnání potenciálu a stupňovitou ochranu pomocí SPD.

Důležitost použití stabilizátoru

Pro získání napětí 220 V a udržení jeho stability je nutné instalovat stabilizátor. Jedná se o zařízení, které zajišťuje ochranu proti přepětí v síti.

Stabilizátor je vhodný pro počítače, domácí spotřebiče, audio-video systémy, čerpadla, kotle, lékařské, průmyslové instalace. Díky tomuto zařízení je zajištěn správný chod všech zařízení a doba jejich provozu v bytě, soukromém objektu, závodě, továrně nebo kanceláři.

Při instalaci ochranných prostředků je důležité pamatovat na pravidla pro jejich výběr. V tomto případě je třeba věnovat pozornost výkonu zátěže. Za tímto účelem je nejprve nutné vypočítat celkový výkon všech zařízení, která budou současně připojena k síti.

Zohledňuje se také typ elektrické sítě (jednofázová nebo třífázová). Pro jednofázový obvod vyberte příslušné zařízení. Obvykle se jedná o blok, který je instalován na podlaze v místnosti nebo technické místnosti.

Třífázový model je určen pro 3-fázový obvod a je reprezentován třemi nezávislými jednofázovými stabilizátory.

Je důležité věnovat pozornost principu fungování. V prodeji je několik možností stabilizátorů. Elektromechanický typ je vhodný pro zdravotnická, průmyslová a vesmírná zařízení, elektronický typ je vhodný pro malé podniky a příměstské obytné budovy.

Při nákupu stabilizátoru je nutné počítat s korekcí napětí. Indikátor musí být v přijatelných mezích +/- 1% – 20%.

Závěr

Přepětí v elektrickém obvodu je nebezpečný jev, který může mít několik příčin. Proto se musíte předem postarat o instalaci ochranného zařízení – stabilizátoru.

Vlivem přepětí v síti dochází k poruše nebo poruše drahého elektrického zařízení a může dojít i ke zkratu s nepříjemnými následky poškozením izolace vodičů.