Защита от скачков напряжения

28.09.2011

Защита от скачка напряжения – необходимое условие для надежной и бесперебойной работы электроприборов. Особенно это касается дорогостоящей чувствительной техники – например, компьютеров, котлов отопления, телекоммуникационного, серверного или медицинского оборудования. Подобные приборы требуют повышенного качества стабильности питания в электросети. Отсутствие защиты от таких сильных перепадов может стать причиной серьезных проблем с электрооборудованием.

Насколько опасны скачки сетевого напряжения?

Любые перепады в сети снижают ресурс подключенной техники. Даже незначительные колебания в пределах 5-10%, которые практически невозможно обнаружить без измерительных приборов, вызывают сбои в управляющих микросхемах. В результате происходит сброс настроек, появление ошибок в программах и алгоритмах, возникновение помех и шумов. Это увеличивает риск поломки электроприборов, снижает эффективность их работы. В случае медицинского или лабораторного оборудования, профессиональной звукозаписывающей техники такие незначительные перепады могут нанести серьезный вред здоровью людей или привести к огромным финансовым потерям.

Более серьезные скачки (в пределах 10-25%) снижают рабочий ресурс электротехники в среднем в 2-3 раза. Чаще всего, приборы, подключенные к электросети, в которой подобные перепады являются нормой, вместо десятков лет бесперебойной службы еле-еле способны пережить гарантийный срок.

Наиболее опасными являются высоковольтные импульсы. Они приводят к кратковременному увеличению напряжения на 50% и более. Это в подавляющем большинстве случаев вызывает моментальное перегорание электронных компонентов техники – например, блоков питания, сервоприводов, сенсорных панелей, электродвигателей, микросхем. Особо сильные скачки (75-100%) могут вызывать возгорание электрооборудования.

Опасность несет не только повышение, но и понижение напряжения. Провалы в электропитании приводят к сбоям в работе электроприборов, потере несохраненных данных в вычислительных системах.

Причины перепадов напряжения

Прежде чем определить, как защитить технику от перепадов напряжения, необходимо разобраться с причинами возникновения скачков. Существует несколько основных причин:

  • Резкое увеличение мощности подключенной нагрузки. Оно обычно возникает при одновременном включении нескольких мощных потребителей (обогревательных приборов, электродвигателей, бойлеров). Чаще всего такие ситуации возникают зимой в вечернее время, когда наблюдаются пиковые нагрузки на электросеть.
  • Устаревшая инфраструктура. Многие трансформаторные подстанции вводились в строй 40-50 лет назад. Они просто не рассчитаны на увеличившееся количество электроприборов и мощности потребителей.
  • Аварийные ситуации. Обрывы на магистральных линиях из-за погодных условий или изношенности кабельной сети часто приводят к резкому снижению питающей мощности.
  • Грозы. Попадание молнии в воздушные линии электропередач может вызывать высоковольтный импульс, от которого очень трудно защититься.
  • Старая проводка в доме или ее некачественный монтаж. Они становятся причинами сильных импульсных помех и колебаний напряжения.
  • Обрыв или плохой контакт нулевого проводника. В однофазной сети при этом могут происходить сильные скачки (до 380 В).

Если сгруппировать все причины возникновения таких перепадов, то можно сделать вывод, что проблемы возникают из-за резкого изменения нагрузки, отсутствия резерва мощности в электросети, износом оборудования, а также природными или техногенными авариями.

Как уберечься от скачков напряжения?

В первую очередь желательно заменить старую электропроводку, если она уже не соответствует текущим требованиям. При ограниченной мощности входной питающей линии, необходимо более рационально эксплуатировать электроприборы. Нужно не допускать одновременного включения мощных потребителей, равномерно распределять нагрузку в течение суток.

Эти методы защиты от скачков напряжения подходят только для борьбы с небольшими перепадами, вызванными изменением нагрузки. В случае возникновения аварийных высоковольтных импульсов потребуется использование специальных технических средств. Не стоит рассчитывать, что сгладить скачки получится с помощью штатных пробок или автоматов. Эти устройства рассчитаны исключительно на перегрузки по силе тока.

Чтобы обезопасить ценное оборудование и обеспечить его защиту от импульсных скачков напряжения, необходимо использовать одно из следующих решений:

  • Реле контроля напряжения. Установка этого устройства позволяет избежать серьезных последствий из-за резких перепадов напряжения. Реле производит отключение питающей электросети, если ее характеристики выходят за установленные пределы. В основном они помогают защитить подключенную нагрузку от последствий обрыва нулевого провода или от попадания на сетевую магистраль контактной линии городского электротранспорта. В то же время, реле не смогут спасти от высоковольтных грозовых разрядов.
  • Ограничители перенапряжения. Эти устройства устраняют риск повреждения электроприборов из-за грозовых разрядов. Их обычно устанавливают в частных домах с электропитанием от воздушных линий электропередачи. Ограничители перенапряжения эффективны только для защиты от высоковольтных бросков.
  • Стабилизаторы напряжения. Наиболее эффективное средство для борьбы с небольшими скачками в сети. Они позволяют сгладить колебания напряжения, убрать проседания, исправить форму сигнала, защитить нагрузку от импульсных помех.

В качестве дополнительной защиты от скачков напряжения рекомендуется также использовать источники бесперебойного питания, которые позволяют избежать резкого выключения оборудования и обеспечивают возможность сохранения данных.