Устройство защиты от перенапряжения с реле РКН

5 лет назад был случай. Электрик ЖКХ шабашил в нашей девятиэтажке. Сосед врач был на работе. Его жена включила стиралку, готовила обед, смотрела телевизор. Дочка сидела за компьютером.

Электрик по ошибке снял не тот провод и оборвал общий ноль на вводе в подъезд. На стояке соседа во всех квартирах погорели бытовые приборы.

Его потери: морозильник, холодильник с загруженными продуктами, стиральная машина, телевизор, компьютер, радиотелефон и пяток лампочек освещения. Часть денег ему удалось вернуть через суд, но сколько нервов и времени ушло на это…

Вот и делайте вывод: нужно ли устройство защиты от перенапряжения в квартире на простом реле РКН или не стоит обращать на него внимание.

Содержание статьи

Современная промышленность выпускает различные защиты от перенапряжения со множеством функций при появлении аварийной ситуации в виде:

1. Простого снятия питания с подключенной нагрузки и автоматического ввода ее в работу при восстановлении параметров питающей сети.
2. Исправления уровня напряжения за счет подключения к цепям автотрансформатора дополнительных обмоток с разными схемами управления (сервопривод с электромеханическим приводом, релейная схема, электронные ключи на тиристорах или симисторах).
3. Переключения потребителя на альтернативный генератор системой автоматического включения резерва (АВР).

В этой статье я рассказываю о самом простом и доступном для каждого владельца квартиры первом способе: реле РКН. Оно относится к бюджетным защитам, но в то же время обладает высокой степенью надежности.

Перепады напряжения в электросети: как возникают и чем опасны

Современный российский стандарт, изложенный в ПУЭ, определяет уровень напряжения для однофазного электроснабжения при частоте 50 герц, как 230+/-10% вольт. То есть нормой считается 207÷253 вольта.

Именно это значение обязаны обеспечивать и поддерживать все без исключения энергоснабжающие организации. Однако на практике не все так просто.

Стихийные природные явления, ошибки электротехнического персонала, критические условия эксплуатации оборудования энергоснабжающих организаций периодически сказываются на качестве электроэнергии.

Поэтому в бытовой проводке, рассчитанной для надежной эксплуатации при рабочем уровне напряжения, создаются аварийные режимы или перепады напряжения в электросети. Они связаны с тем, что к нам в квартиру вместо заложенной правилами нормы поступает:

• повышенное напряжение более 253 вольт;
• или пониженное: менее 207.

Эти процессы происходят очень быстро, за что их называют «скачки напряжения».

Аварийный режим часто связан с искажением формы у стандартной частоты синусоиды, например, при ударе молнии в линию электропередачи.

Внешний импульс энергии накладывается на гармоничную синусоиду. Форма сигнала, принимая суммарное непредвиденное значение, отрицательно сказывается на работе электрических приборов, не приспособленных к таким условиям эксплуатации.

Кроме характерных ударов молний форму синусоиды искажают апериодические составляющие переходных процессов, вызванные переключениями нагрузок больших мощностей или работой сложных защит в энергосистеме.

При возникновении коротких замыканий или перегрузок в схеме электроснабжения происходит просадка напряжения или понижение его величины ниже минимально допустимого уровня.

Бытовые приборы в таких ситуациях подвергаются серьезным испытаниям: могут сгореть. Им необходима автоматическая защита от подобных аварийных режимов.

Повышенное напряжение в сети: откуда ждать неприятности в бытовой проводке

Сейчас я намеренно опускаю случаи проникновения импульсов молнии в домашнюю проводку. Эта большая тема раскрыта в очередной статье об ограничителях перенапряжения — УЗИП. Читайте там.

Разбирать будем другие случаи, связанные с ошибочной работой оборудования или электротехнического персонала.

Еще раз приведу схему трехфазного подключения с общей нейтралью, по которой работают все бытовые сети. Я о ней упоминал в статье об вычислениях электрического напряжения.

Между тремя фазами линий создается напряжение 380 вольт, а относительно любой фазы и нуля (нейтрали) — 220. Это упрощенный идеальный случай.

Он не учитывает то, что все потребители, включая провода и кабели, имеют различное электрическое сопротивление. Оно влияет на картину протекания тока и распределение падений напряжений на участках цепи.

Линейные и фазные напряжения на каждом участке немного отличаются друг от друга. Но это не сказывается на качестве работы бытовых электрических приборов.

Аварийный режим и их повреждения происходят по другой причине. Характерный пример — обрыв нуля. Его еще называют отгорание нуля.

Повышенное напряжение в сети происходит не столько из-за старости проводки, хотя она тоже сказывается, сколько за счет плохого монтажа и безобразной эксплуатации электриков ЖКХ.

Приведенная на составной фотографии картинка демонстрирует ужасный способ подключения алюминиевого провода обычной намоткой вокруг контакта предохранителя. Случай-то это не единичный.

Им искусственно создано высокое переходное сопротивление, на котором происходит нагрев изоляции. Она плавится, разрушается.

Под действием возросшего тока нагрузки перегреву будет подвергнут металл токопроводящей жилы: со временем она отгорит и разорвет цепь подключения общей нейтрали.

Подобные случаи, к сожалению, еще встречаются. Часто они заканчиваются аварийными ситуациями.

Обрыв ноля практически не сказывается на работе питающего трансформатора на подстанции: он по-прежнему выдает симметричные линейные напряжения на выходе. Каждое из них начинает работать на подключенную к ним нагрузку.

Поясняю их действие на примере контура АВ. В нем разность линейных потенциалов UАВ приложена к суммарному сопротивлению квартир RА и RВ, подключенным последовательно.

Величина этих сопротивлений носит чисто случайный характер: зависит от количества включенных в работу электроприборов. Например, владелец квартиры A пользуется только холодильником и дома у него сейчас никого нет.

Хозяйка квартиры B в это время стирает белье, у нее работает посудомоечная машина и электрическая плита, освещение. Могут быть включены и другие потребители.

Получается, что один общий ток IAB протекает по цепочкам обеих квартир, но к схеме A приложено довольно маленькое напряжение, а вся остальная часть действует на соседа. На практике эта величина может очень близко подходить к линейному значению 380 вольт.

От него сгорает холодильник и вся включенная в работу бытовая техника.

Однако не стоит забывать о других соседях. Квартира C тоже обладает каким-то случайным сопротивлением. По контурам BC и CA складываются свои падения напряжений.

За счет их взаимовлияния при обрыве нуля смещается нейтральная точка нуля из положения n в другое место n1.

На точке n1 появляется опасный потенциал относительно контура земли. Если кто-то из “умных соседей” выполнил зануление своих бытовых приборов, то на их корпусе автоматически оказывается это напряжение: появляется предпосылка получения электротравмы.

Когда «грамотный домашний электрик» ноль своей проводки садит на контур земли через трубопроводы отопления, водопровода, металлоконструкции лифта и подобные магистрали, то все эти части оказываются под опасным напряжением.

Система зануления используется как крайний случай защиты специфичного электроинструмента в промышленных условиях, носит временный характер, требует применения дополнительных защитных средств. В быту она опасна, да и давно потеряла свою актуальность.

Чем опасно повышенное напряжение в сети для потребителей электроэнергии

Давайте вспомним треугольник закона Ома и выразим для него электрический ток по формуле для участка цепи.

Сразу становится понятным, что на одинаковом сопротивлении повышение напряжения вызывает увеличение тока нагрузки. От него создается перегрев:

• нитей накаливания ламп и они перегорают;
• изоляции проводов токоведущих частей и особенно — обмоток электродвигателей. Лак плавится, провода слипаются, сгорают;
• электронных блоков питания сложной бытовой техники. Они выходят из строя.

Пониженное напряжение в сети: что происходит с бытовыми потребителями

Резистивные нагрузки типа ламп накаливания и Тэны просто недополучают питание. Они не справляются со своими задачами. А вот работающие электродвигатели могут сгореть.

Например, электрический двигатель насоса холодильника должен прокачивать хладон по внутренним магистралям. Но пониженное напряжение в сети не позволит обеспечить достаточную мощность для нормальной раскрутки ротора.

Создается большой противодействующий момент сил трения и гидравлического сопротивления среды, тормозящий раскрутку. В обмотках двигателя возникают повышенные токи, разрушающие изоляцию. Холодильник сгорает.

Аналогичные процессы происходят с электродвигателем стиральной или посудомоечной машины, которые должны насосом прокачать воду.

Обрыв нуля в однофазной сети и две фазы в розетке

Разрыв нулевого потенциала однофазной схемы питания не приносит таких бед, как отгорание нейтрали в сети 380 вольт. Здесь просто обрывается цепь протекания тока, а подключенные приборы перестают работать.

В этой ситуации может проявиться эффект, который принято называть “Две фазы в розетке”: при отключенном нулевом проводе и параллельно включенной нагрузке фазный потенциал присутствует на обоих контактах розетки.

Повреждения бытовых приборов при такой ситуации не происходит, но работать они без нормального питания не могут.

Реле защиты от скачков напряжения: 3 принципа работы

В своей практике релейщика мне пришлось эксплуатировать и налаживать 3 вида реле напряжения:

1. максимального действия, когда логика защиты контролирует уровень входного сигнала и при превышении заранее заданной уставки отключает питание с подключенной схемы;
2. минимального действия — контроль понижения установленного уровня;
3. комбинированного типа, включающего в себя первые 2 действия для поддержания работоспособности оборудования от нижнего до верхнего предела напряжения.

Для бытовых целей производители массово выпускают реле контроля напряжения (РКН), которые выполнены по комбинированному принципу, поддерживая на оборудовании только допустимые уровни.

Современные модули реле контроля напряжения можно условно разделить на два типа отличающихся конструкций:

1. электромеханические или аналоговые, реагирующие на величину напряжения за счет точно сбалансированной системы усилий пружин и силы притяжения электромагнита;
2. цифровые модули на микропроцессорах.

Первый тип массово использовался несколько десятилетий назад, а сейчас он постепенно вытесняется современными разработками.

При провалах и перенапряжениях эти типы реле просто отключают питание от нагрузки, выполняя таким способом свою защиту. Когда же уровень сигнала восстанавливается до нормального состояния, то логика устройств вновь замыкает свои контакты.

Здесь может встретиться особенность, когда конструкция выходных контактов реле защиты от скачков напряжения по мощности может не справиться с коммутируемой нагрузкой.

Приведу пример. Эта величина указывается в киловаттах или амперах прямо на корпусе реле РКН либо в сопроводительной технической документации.

Делаем пересчет нагрузки подключаемых приборов и по нему анализируем возможности отключающих контактов.

Если их мощности не хватает для надежного разрыва тока, то используем схему реле повторителя или дополнительного контактора, когда:

• наша защита своей выходной цепью управляет только работой обмотки добавочного модуля;
• его силовые контакты переключают мощную нагрузку.

Реле контроля напряжения 1 фазное: виды конструкций для квартиры

Наша бытовая сеть чаще всего работает по однофазной схеме. С нее и начну обзор различных моделей реле РКН. Прежде чем их выбирать рекомендую уточнить технические характеристики оборудования, которое планируете защищать.

Дорогие модели холодильников с высоким классом энергосбережения уже имеют встроенное реле защиты двигателя. Его вполне достаточно для сохранения работоспособности при перепадах напряжения.

Основные технические характеристики указаны наклейкой на корпусе и в сопроводительной документации.

Если такая защита уже встроена внутрь дорогого оборудования, то для неответственных потребителей можно приобрести индивидуальные защиты, выполненные в форме переходников:

• розетки с вилкой, подключаемой в схему питания;
• или удлинителя.

Подобные современные модули имеют:

1. малогабаритную электронную схему;
2. табло отслеживания основных электрических параметров;
3. индикацию режимов срабатывания.

Защита на реле контроля напряжения 1 фазном, устанавливаемая на Din рейку, может использоваться для нескольких потребителей розеточных групп. Они имеют возможность простой настройки ряда характеристик.

Любителям мастерить все своими руками рекомендую для сборки простую схему реле напряжения с доступной базой.

Нечто подобное я собирал для советского холодильника Атлант после того, как его двигатель сгорел от броска напряжения. Было это очень давно. Уставки тщательно отбил на лабораторном стенде. Но допустил тогда две ошибки. Советую вам их учесть:

1. Выходное реле, переключающее силовые контакты, у меня было подобрано по мощности номинальной нагрузки с небольшим запасом. Его не хватило на надежное отключение аварийных токов, усиленных переходными процессами.
2. После проверки на стенде я подключил свою самоделку в схему и забыл о ней. Только где-то года через четыре решил проверить ее работоспособность. Принес на стенд, а она не работает. Вскрыл и увидел спекшиеся контакты.

Если будете собирать подобные схемы, то подбирайте реле по мощным силовым контактам или используйте схему с повторителем на контакторе. Не забываете о сроках периодических проверок.

Кстати, последний пункт рекомендую почаще выполнять даже для заводских модулей любых защит.

Внутри насыщенной электрооборудованием квартиры имеет смысл использовать три реле контроля напряжения:

• первое осуществляет защиты всех потребителей сети из электрического щитка в пределах 207÷253 вольта как резерв;
• второе настраивается под электродвигатели;
• третье защищает всю бытовую электронику.

Реле контроля напряжения 3 фазное для защиты частного дома

Современные производители выпускают большое разнообразие подобных модулей. Принцип работы и подключения их разберем на примере реле напряжения DigiTOP V-protector 380V.

Оно больше всего мне понравилось своими техническим характеристиками, красивым дизайном, прочным корпусом и удобными настройками из всех тех модулей, с которыми я ознакомился.

Реле контроля напряжения 3 фазное ставится на Din рейку. Его внешний вид показан в рабочем положении.

На входные клеммы 5÷8 сверху подаются 3 фазы и ноль прямого чередования, а снизу они снимаются. Цифровой дисплей указывает величину действующего фазного напряжения.

Если цифра мигает, а не постоянно светится, то это указание на то, что выходные цепи разомкнуты.

Светодиодная индикация используется при настройках. Справа на корпусе имеются четыре кнопки управления:

• 2 верхние предназначены для изменения величины уставки срабатывания вверх или вниз;
• Кнопка S позволяет выбирать режим симметрии или асимметрии.
• С помощью кнопки Т выставляют времена срабатывания.

Упрощенная схема реле напряжения DigiTOP V-protector 380V показана на картинке ниже. Я ее взял с сайта производителя и для наглядности дополнил цветовой маркировкой проводов.

Модуль защиты рассчитан на коммутации номинальных токов 63 ампера. Для частного дома это более чем достаточно. Никаких дополнительных контакторов использовать не потребуется.

Внутри компактного корпуса размещены мощные клеммы с толстыми медными токопроводами. Они изолированными от печатного монтажа на платах: излишний нагрев исключен.

Модульная конструкция каждой фазы имеет свою микросхему управления и может работать автономно на встроенное однофазное реле.

Его мощные переключающие контакты внушают доверие, хорошо экранированы от электрической дуги, сопровождающей разрыв цепи столь большого тока.

Возможности настроек

Режим асимметрии выбирается для подключения трех независимых однофазных нагрузок. Здесь реле работает как 3 индивидуальных модуля защиты на 220 вольт.

При отклонении напряжения на любой фазе от величины уставки эта неисправность отключается встроенной защитой, а две другие остаются в работе.

После восстановления параметров питающей сети автоматика с установленной задержкой времени включает оборудование в работу.

Если происходит обрыв нуля в трехфазной схеме, то реле защищает оборудование от опасных последствий созданного режима. Оно использует среднюю точку, искусственно созданную на симметричной нагрузке, поддерживая нормальное электроснабжение.

Стоит вывести из работы любой из однофазных потребителей, как реле в этой ситуации автоматически обесточит остальные.

Если при работе происходит нарушение порядка чередования фаз, то реле сразу отключает все потребители. Такая защита в первую очередь необходима для электродвигателей: они сразу меняют направление вращения.

Симметричный режим применяется для питания трехфазного оборудования. Особую актуальность он имеет для асинхронных электродвигателей.

Реле напряжения DigiTOP V-protector 380V имеет возможность настройки уставки отклонения асимметрии от 20 до 80 вольт между любыми фазами. Оно имеет встроенную энергонезависимую память и хранит в ней все введенные параметры.

Подробное объяснение настроек этого реле и его испытание в своем видеоролике показывает Дмитрий электромонтажник Дурнев. Считаю, что его материал полезен для всех специалистов.

Заканчиваю тему про устройство защиты от перенапряжения с реле РКН. Многие вопросы еще могут потребовать дополнительной информации. Спрашивайте в комментариях. Отвечу.

electrikblog.ru

Защита от скачков напряжения и обрыва нуля

Добрый день. У меня в старой квартире /загородном доме недавно на ГРЩ произошел обрыв «ноля»/ был скачок напряжения. Вся техника в квартире сгорела. Слава богу, у соседей тоже.

Данный диалог с различными вариациями  в офисе нашей компании раздается достаточно часто. Для того, чтобы Вы не произнесли его в один прекрасный день, предлагаем ознакомиться с некоторыми типовыми устройствами защиты от скачков напряжения, которые можно использовать для защиты перепадов напряжения

1. Ограничители перенапряженией –узип – предназначены для защиты оборудования от импульсных скачков перенапряжений, которые могут возникнуть например вследствие близкого удара молний в линию электропередач или близкой работы устройств с большой индуктивностью.. 

В основном применяются  в загородном жилье. 

Принцип работы: Во время импульса перенапряжения УЗИП  увеличивают свое сопротивление и замыкают на землю распространяющийся по системе разряд. 

Более подробно читаем про ограничители перенапряжений. В основном устанавливаются в электрощиты учета

2. Реле напряжения –используют для защиты оборудования от скачков напряжения в сети или «обрыва нуля»

Применяется как в городском, так и загородном жилье..

Принципе работы- реле разрывает цепь, при отклонениях напряжения в сети больше заданных значений. После восстановления напряжения в сети, устройство автоматически замыкает цепь. . 

Наиболее известные устройства на российском рынке. Устанавливаются при монтаже квартирных щитков

Реле РН 113 

 

Максимальный ток -32А

Регулировки напряжения Umin 170-230  Umax 240-290

Наличие дисплея, отображающего текущее напряжение в сети.

Устанавливается в распределительных квартирных щитах в однофазных сетях. В случае, если в квартиру или в дом запутывается с помощью трехфазной сети, то обычно обеспечивают защиту каждой фазы

Купить реле РН 113

 Реле 101М

 

Номинальный ток 16А,

  Регулировки напряжения Umin 160-220  Umax 230-280

Устанавливается путем включения в розетку электросети, защищаемое оборудование включается непосредственно в РН 101М.

Наличие ЖК экрана, с индикацией текущего напряжения в сети

Купить реле РН 101М

Наша компания является дилером компании Новатек Электро, поэтому своим клиентам мы преимущество рекомендует использовать именно реле РН 113.

Реле УЗМ 51  

Защита нагрузки от импульсных скачков сетевого напряжения

Макс. ток шунтирования импульсов варистором — 8000 А 

Обеспечивает подавление импульсов с энергией до 200 Дж

Защита нагрузки от повышенного напряжения (более 270 В, для УЗМ-51 242-286 В)

Защита нагрузки от пониженного напряжения (менее 170 В, для УЗМ-51 154-198 В)

Фиксированная задержка срабатывания — 0,2с при превышении напряжения

Номинальный ток 63А.

Купить реле УЗМ 51

Реле напряжения РН-106 Новатек Электро (аналог УЗМ51)

Защита отходящих линий от повышенного/пониженного напряжения (в диапазоне 160-280В) и обрыва нейтрали

Номинальный ток — 63А

Мощность подключаемых электроприборов — до 14 квт

Купить реле РН-106

3. Переключатель фаз ПЭФ 3

используется для повышения бесперебойности питания однофазных нагрузок от трехфазной сети. 

При изменении напряжения в питающей «фазе» реле переключит питание на другую фазу, в которой напряжение соответвуется зданным значениям.

Купить переключатель фаз  ПЭФ 301.

 

www.elektro-portal.com

Защита от обрыва нуля в трехфазной сети

Защита от обрыва нуля в трехфазной сети

Обрыв нулевого провода в системе заземления TN-C-S имеет свои особенности. Эта система электроснабжения наиболее распространена.

Система заземления TN-C-S

От трансформатора подстанции к потребителю электроэнергии подходят четыре проводника. Это три фазных провода L1, L2, L3 и проводник PEN, который совмещает функции рабочего нуля N, и защитного провода PE. У трансформатора подстанции проводник PEN заземлен. На входе в здание на ВРУ (вводное распределительное устройство) или в силовом щите проводник PEN разделяют на рабочий ноль N и защитный PE.

На лестничную площадку каждого этажа подводят 3 фазы, рабочий ноль и защитный провод. Далее 3 фазы стараются равномерно распределить по квартирам. Нагрузки в квартирах далеко не одинаковые, но напряжения по фазам примерно одинаковые. Это вызвано тем, что сдвиг фазы трехфазного тока составляет 120 градусов и при одинаковых нагрузках на 3 фазах ток нейтрали будет равен 0. При расхождении нагрузки на фазах, на нейтрали появится небольшой ток.

То есть, в этом случае нейтраль является компенсатором при расхождении нагрузок по фазам. Если произошел обрыв проводника PEN распределительного устройства в системе электроснабжения TN-C-S, то напряжение по фазам в квартирах может очень сильно отличаться. Напряжение в квартирах, где включена большая нагрузка (духовка, печь) может быть небольшим, а в квартирах, где нагрузка небольшая, напряжение может вырасти до максимума 380 В. Повышенное напряжение, появляется на нейтральном проводнике через нагрузку соседней квартиры, с другой фазой.

Подключение РН-113 в электрощитке

Высокое напряжение выведет из строя все включенные электроприборы и освещение. Так как в системе TN-C-S проводники N и PE соединены вместе, то при появлении напряжения на проводнике N вызовет напряжение на защитном проводнике PE, который соединен с корпусами электроприборов. При прикосновении человека к корпусу электроприбора и одновременном касании открытых частей металлических конструкций (металлические трубы, раковины, ванны) имеющих другой потенциал, получит удар током.

В некоторых домах возможно повторное заземление ВРУ или домовых электрощитов. В этом случае на корпусах электроприборов будет находиться уравнивающий потенциал, что значительно снизит вероятность поражения человека током. Для защиты от обрыва нуля в квартирах нижних этажей можно устанавливать заземляющий контур.

Однако индивидуальные контура заземления не способны в полной мере защитить человека от поражения электрическим током в виду недостаточной влажности и состава почвы, сопротивления заземления, не соблюдения правил монтажа контура и его обслуживания. Поэтому важно устанавливать в квартирных щитках реле напряжения, которое защитит электроприборы и человека от поражения током.  Для полноты защиты наряду с реле напряжения устанавливают УЗО (устройство защитного отключения).

Пример квартирного щитка с УЗО и реле напряжения

Если произойдет обрыв нуля в квартирном щитке или в электропроводке квартиры, то есть обрыв нуля в однофазной сети 220 вольт, то такая неисправность не страшна для электроприборов, так как электрическая цепь не замкнута, в результате чего прибор работать не будет. Для человека обрыв нуля в однофазной сети 220В может нести опасность, если:

— нулевой провод используется как защитное заземление и присоединен к корпусу электроприборов (что запрещено):

— оголенный нулевой провод касается корпуса электроприбора.

Для защиты также рекомендуется устанавливать УЗО и реле напряжения в квартирный щиток.

Тоже интересные статьи

electricavdome.ru

электрические котлы — Реле напряжения против обрыва нуля

Для начала расскажу пару случаев из жизни.

1. Электрики ремонтировали ввод в подъезд. И во время ремонта на несколько секунд был отключен рабочий ноль. Произошло очень неприятное вернувшись домой вечером, люди обнаружили, что у них погорели телевизоры, зарядки, и т.п. — то, что у нас постоянно включено в розетки. Хорошо, что ещё не произошел пожар.

2. Пришёл по вызову, жалоба — плавает напряжение. Меряю напряжение (всё выключено) — почти 300 вольт. Затем при включении лампы накаливания напряжение падает до 70В… Оказалось, в этажном щитке выгорел болт, на который приходит ноль. Произошел обрыв нуля, перекос фаз, напряжения пошли вразнос. Заменил болт, восстановил контакт, напряжение нормализовалось.

Как видно, такие проблемы происходят из-за неправильных действий «электриков» либо из-за самопроизвольного обрыва нулевого провода в старом жилом фонде.

С этой статье подробно расскажу, почему такое бывает и как с этим бороться.

Немного теории.

Как известно, мощные потребители (в данном случае — многоквартирные дома) питаются от трехфазной сети, в которой есть три фазы и ноль. Про эту систему я уже писал подробно в статье про замену трехфазного счетчика, вот картинка оттуда:

http://www.samelectric.ru/wp-content/plugins/auto-highslide/highslide/graphics/zoomin.cur), pointer; outline: none;»>

Напряжения в трёхфазной системе

Что будет, если ноль отсоединить (случайно или намеренно)? Какие напряжения будут подаваться потребителям вместо 220В? Это как повезёт.

http://www.samelectric.ru/wp-content/plugins/auto-highslide/highslide/graphics/zoomin.cur), pointer; outline: none;»>

Перекос фаз в результате обрыва нуля.

Потребители условно показаны в виде сопротивлений R1, R2, R3. Напряжения, указанные в предыдущем рисунке, как ~220B, обозначены как ~0…380B. Объясняю, почему.

Итак, что будет, если ноль пропадёт (крест в нижнем правом углу)?  В идеальном случае, когда электрическое сопротивление всех потребителей одинаково, ничего вообще не изменится. То есть, перекоса фаз не будет. Так происходит в случае включения трехфазных потребителей, например, электродвигателей или мощных калориферов.

Но в реале так никогда не бывает. В одной квартире никого нет, и включен только телевизор в дежурном режиме и зарядка телефона. А соседи по площадке устроили стирку, включили сплит-систему и электрический чайник. И вот -БАХ!- отгорает ноль.

Начинается перекос фаз. А насколько он зверский, зависит от реальной ситуации.

У соседей, которые дома, чайник перестанет греть, стиралка и сплит потухнут, напряжение уменьшится до 50…100В. Поскольку «сопротивление» этих соседей гораздо ниже, чем тех у тех, которых нет дома. И вот, эти люди спокойно работают на работе, а в это время в пустой квартире у них дымятся телевизор и китайская зарядка. Потому, что напряжение в розетках подскочило до 300…350В.

Это реальные факты и цифры, такое иногда бывает, состояние электрических щитков на лестничных площадках часто бывает аварийным. Даже, когда в доме проводится капитальный ремонт, щитки не трогают, поскольку менять электрику гораздо сложнее, чем покрасить дом и вставить новые окна.

Расследовать такое возгорание надо не с вызова экстрасенсов (мало ли, полтергейст со спичками играется;) ), а с вызова электрика.

Эта статья тесно переплетена с предыдущей статьёй про выбор стабилизатора. Поможет ли стабилизатор в данном случае? Да, в некоторых пределах поможет. При превышении входного напряжения 280В Но в большинстве стабилизаторов (если не во всех) нет возможности менять верхний и нижний предел отключения. Кроме того, у стабилизаторов напряжения есть два больших минуса. Даже три, если брать обрыв нуля:

1. Цена.
2. Уменьшение выходной мощности с уменьшением входного напряжения.
3. Инерционность.

Последний пункт для обрыва нуля имеет решающее значение. Ведь для порчи аппаратуры достаточно доли секунды при напряжении 380В, чтобы всё сгорело. А стабилизатор может «зазеваться», и отключиться например через секунду.

Я рекомендую вместо (а лучше — совместно) стабилизатора напряжения в старом жилфонде устанавливать реле контроля напряжения. В народе их называют «Барьер». Дай Бог, чтобы оно никогда не сработало и не пригодилось. Но если что — спасёт всю квартиру.

Ведь стабилизатор на 8-10 кВт стоит на порядок дороже, и занимает в квартире много места.

Вот пример установки:

http://www.samelectric.ru/wp-content/plugins/auto-highslide/highslide/graphics/zoomin.cur), pointer; outline: none;»>

Реле напруги, установленное в электрощитке

На фото — Реле напруги украинской фирмы DigiTop. На индикаторе — выходное напряжение. Посредством трёх кнопок на панели управления можно установить три важных параметра:

1. Нижний предел отключения (120 — 200 В)
2. Верхний предел отключения (210 — 270 В)
3. Время (пауза) перед включением (5 — 600 сек.)

Я рекомендую, если перепады напряжения в сети небольшие, и если мощность питающей сети достаточна (то есть, сплиты летом и нагреватели зимой не понижают напряжение магистрали ниже 200 В), устанавливать нижний предел 180 В, а верхний — 245 В. Если при этом реле напряжения будет срабатывать чаще, чем раз в месяц, можно расширить предел вниз или вверх, смотря по обстоятельствам.

Время задержки можно установить 5-10 сек, если в доме нет мощных холодильников.

Схема подключения реле напряжения

http://www.samelectric.ru/wp-content/plugins/auto-highslide/highslide/graphics/zoomin.cur), pointer; outline: none;»>

Реле напруги, установленное в электрощитке. Напряжение 220В.

На фото приведено реле напряжения Digitop, в качестве отзыва могу сказать, что подключал такие несколько раз, проблем не было.

Реле напряжение обязательно должно быть защищено вводным автоматом. Автомат может стоять до или после счетчика, но он должен в любом случае быть. Номинал автомата — на шаг меньше, чем номинальный ток реле напряжения. В приведённом случае это правило не выполняется:

http://www.samelectric.ru/wp-content/plugins/auto-highslide/highslide/graphics/zoomin.cur), pointer; outline: none;»>

Автоматы, счетчик, реле напруги

В оправдание могу сказать, что в реле напряжения ставят обычно реле на шаг больше. Открывал украинские Барьер и Digitop, например при номинале 32 А схема реле напряжения содержит реле 40А, что очень похвально.

Подключение реле напряжения

Реле напряжения подключается по схеме, приведенной ниже:

http://www.samelectric.ru/wp-content/plugins/auto-highslide/highslide/graphics/zoomin.cur), pointer; outline: none;»>

Схема подключения реле напряжения

Это — стандартная схема. Толстыми линиями показаны силовые цепи.

Если перестраховаться, то лучше в схеме подключения применить автомат-байпас, как это делается в стабилизаторах напряжения. Это делается для того, чтобы потребитель мог худо-бедно работать в случае выхода напряжения за пределы. Если это так необходимо. Подключается Байпас-автомат параллельно контактам внутреннего реле нашего реле напряжения.

Байпас также может быть полезен при выходе из строя самого реле напряжения.

Реле напряжения для мощных потребителей

В случае, если ток потребителя — более 63А, и предполагаются частые срабатывания, то лучше и надёжней использовать дополнительный пускатель. Про выбор пускателя, (или контактора) я уже писал.

В таком случае контакты реле напряжения (на 16 или 20А) включают катушку пускателя, а пускатель своими контактами уже может включать нагрузку на десятки киловатт, если надо.

Наглядный эксперимент

Что ещё можно сказать?

Каждый тянет одеяло на себя, и в этой неравной битве фаз побеждают те фазы, на которых «висит» бОльшая нагрузка.

Вот хорошее видео, которое наглядно иллюстрирует работу Реле защиты от перенапряжения:

Чайник на фазе «А» взял «грубой силой», судьба лампочки на фазе «В» печальна, а фаза «С» — самая правильная, на ней стоит реле напряжения.

Инструкция к реле напряжения Digitop

http://www.samelectric.ru/wp-content/plugins/auto-highslide/highslide/graphics/zoomin.cur), pointer; outline: none;»>

Инструкция реле напруги VigiTop V-protector

Кому надо, можно скачать файл Splan с картинками к статье:

• Система фаз и обрыв нуля / Исходные файлы картинок в программе Splan, rar, 305.3 kB, скачан:127 раз./

 

источник: http://www.samelectric.ru/

teplo-faq.net

Обрыв нулевого провода: последствия и способы защиты

Последствия обрыва нуля в трехфазных и однофазных сетях

К домовому электрощиту многоквартирного дома подходит 3- х фазное напряжение 380 В. К подъездному щиту также подводится три фазы, для отдельной сети квартиры используется одна фаза и нейтраль. Такая система электропитания TN-C применялась для старых построек и существует до сих пор.

Двухпроводная сеть частного дома с защитным заземлением

В новых домах используется система питания TN-C-S с третьим, дополнительным защитным проводником. В многоквартирном доме все фазы распределены по квартирам равномерно таким образом, чтобы нагрузки на все три фазы были одинаковыми и перекос фаз был бы минимальным.

Однако при обрыве нулевого провода происходит перераспределение напряжения по фазам и возникает перекос фаз. В результате в одной квартире возможно напряжение поднимется до 380 В, а в другой будет занижена до 170 В. В обоих случаях бытовые электроприборы и техника выходят из строя.

Особенно чувствительны к таким перекосам фаз бытовые приборы, имеющие электродвигатели — это стиральные машины, холодильники, кондиционеры, вентиляторы, пылесосы и т. д. Величина напряжения при перекосе фаз зависит от числа подключенных потребителей электроэнергии на всех фазах и их мощности.

Что происходит при обрыве нуля? Напряжение с другой фазы, через подключенные приборы других квартир, поступает на общий нулевой провод и в квартирах в розетках появляется напряжение не 220 В (фаза – ноль, как должно быть), а напряжение 380 В (фаза — фаза).

В результате, подключенные бытовые приборы выходят из строя из-за перекоса напряжения сети. Хуже еще если в электропроводке старых построек с системой электропитания TN-C в качестве защитного проводника используется нулевой провод, который присоединяется к корпусу бытовых приборов.

Система энергоснабжения TN-C-S с дополнительным проводником заземления PE применяемая в новых постройках

Тогда при прикосновении к корпусу, человек получит опасный удар током. В новых домах система заземления TN-C-S с проводником защитного заземления, на корпусах бытовых приборов опасного напряжения не будет, опасности поражения током нет.

Если обрыв нуля в однофазной сети произошел у вас в квартире, то опасности для бытовых приборов не будет, а вот при касании корпуса прибора вас поразит током (старая электропроводка TN-C) если использовать рабочий ноль в качестве защитного заземления.

Если в дом подведена трехфазная сеть, то при обрыве нулевого провода в трехфазной сети возникнет опасность выхода из строя бытовых приборов, не зависимо где произошел обрыв в магистральной линии или у вас в доме.

Причины возникновения обрыва нуля

Причин достаточно много — это обрыв нейтрали на подстанции, в домовых и подъездных щитах, неопытность электриков, отсутствие обслуживания электросетей и далее. Основной причиной обрыва нейтрали — это некачественное крепление провода.

При слабом креплении нейтрали провод нагревается, окисляется (что увеличивает сопротивление перехода нейтраль — корпус) и перегорает. Также возможно обгорание нейтрали при использовании больших номиналов предохранителей.

Нередко обрывается нейтраль при сильных порывах ветра, обледенений, ремонтных работах и т. д. Как видно имеется масса причин обрыва нейтрали. Чтобы избежать последствий от этой неисправности нужно выбрать правильный вариант защиты.

Защита от обрыва нуля

Электропроводка в старых постройках системы заземления TN-C не имеет никакой защиты от обрыва нуля и представляет с собой большую опасность при использовании нейтрали в качестве заземляющего проводника корпусов электроприборов.

Система TN-C. Обрыва нуля нет. Опасности нет

Система TN-C. Последствия при обрыве нуля

В новых постройках системы электроснабжения TN-C-S с отдельным заземляющим проводником, вероятность поражения опасным для жизни током уменьшается. Уменьшить сопротивление заземления, и улучшить качество защиты позволяют дополнительные повторные заземления у каждого дома.

Однако эта система заземления не защитит ваши бытовые приборы при обрыве нуля. Для защиты приборов, техники и поражения током человека помогут реле контроля напряжения или стабилизаторы напряжения. Реле напряжения отключит вашу электросеть при опасных перенапряжениях и минимальных значениях напряжения в сети. Помогут еще и УЗО, дифавтоматы с защитой от обрыва нуля.

Сработает ли УЗО при обрыве нуля

УЗО отключит электросеть при касании корпуса человеком, если в качестве заземляющего проводника использована нейтраль. В этом случае через человека потечет ток утечки, на которую среагирует УЗО. Обычные УЗО и дифавтоматы, если у них нет функции защиты от перенапряжений, не защитят от поломок бытовых электроприборов.

Вывод. Для защиты человека от поражения опасным высоким напряжением и выхода из строя электробытовых приборов, техники, ламп освещения поможет УЗО или дифавтомат с защитой от обрыва нуля. Также можно поставить реле напряжения и обычные УЗО, дифавтомат или реле контроля напряжения с отдельным защитным заземлением.

Тоже интересные статьи

electricavdome.ru

последствия и защита / Статьи и обзоры / Элек.ру

В трехрисфазных электросетях, широко распространенных в России, чаще всего нагрузка подключается «звездой», то есть с применением нулевого провода. В такой цепи напряжение между фазой и «нулем» составляет около 220В, а между фазами — около 380В.

Плохой контакт, или ошибка электрика, могут привести к опасной ситуации, которую называют «обрыв нулевого провода». Надо понимать, что собственно обрыв провода не вызывает поломки нагрузки, но вызывает изменение напряжения в сети. Так, если на щитке, входящем в дом, пропал контакт на нулевом проводе, и подключена равномерная нагрузка (например, трехфазный двигатель) то все будет нормально работать. Но на практике, нагрузки на фазах отличаются по номиналу. И чем больше это отличие, тем больше перекос фаз.

Дело в том, что номинал нулевого провода в доме (подъезде, цеху, или другом участке сети) сместится от фактического нуля в сторону наибольшей нагрузки (наименьшего сопротивления). Если на фазе А лампочка 40Вт, на фазе В компьютер 200 Вт, а к фазе С подключается обогреватель 3000 Вт, то напряжение в локальной сети на фазе С приблизится к нулю, на фазе А будет почти 380 В, а на фазе В — поменьше, например, 350 В. Понятно, что и для лампочки, и для компьютера это приведет к поломке. Пониженное напряжение на фазе также может привести к плачевным последствиям для подключенной нагрузки. Трехфазная нагрузка (например, электродвигатель насоса) подключенная к сети с таким перекосом, также будет повреждена.

Если обрыв нулевого провода произошел на более раннем участке сети, например, в щитовой большого цеха или поселка, то номинал подключенных нагрузок будет отличаться не так сильно, и потенциал на «нуле» будет «плавать» до тех пор, пока не приведет к поломкам и аварийному отключению сети. Кроме выхода из строя подключенных приборов, есть еще опасные моменты. Повышенное напряжение может привести к пожару! Не пытайтесь проверять сеть подключением другой нагрузки. Работайте с электрооборудованием, соблюдая правила безопасности. Помните, что на нулевом проводе может быть опасное для жизни напряжение до 220 В!

Если вы живете в квартире и пользуетесь подключением к однофазной сети, то не следует считать, что обрыв нулевого провода вас не коснется. Ваша однофазная сеть — это всего лишь участок одной из фаз большой трехфазной сети. Например, в подъезд входит три фазы, а на этаже они распределяются по квартирам. Таким образом, при обрыве нулевого провода, в некоторых квартирах будет заниженное напряжение, а в других — завышенное, что приведет, как минимум, к массовым поломкам электроприборов.

Как защититься от последствий обрыва нулевого провода? Нам необходимо отключить нагрузку при повышении напряжения между фазой и нулевым проводом (а также при понижении ниже установленного минимума). Для защиты трехфазных потребителей электроэнергии применяют трехфазные реле напряжения. Например, RN-03-02 (рис.1) отключит трехфазную нагрузку при помощи внешнего пускателя. Схема подключения на рис.2.

Рис.1. Реле напряжения RN-03-02

Рис.2. Схема подключения RN-03-02

Реле напряжения RN-03-30(рис.3) позволяет подключить нагрузку без применения пускателя, так как имеет три встроенных исполнительных реле.

Рис.3. Реле напряжения RN-03-30

Если у вас однофазная сеть или вы подключаете к трехфазной сети только однофазные нагрузки, то можно применить однофазное реле RN-01-02, RN-01-30, RN-01-63 (см.рисунки ниже). Эти реле отличаются максимальной мощностью подключаемой нагрузки. В случае однофазных нагрузок, подключенных к трехфазной сети, понадобится три реле. Реле RN-01-02 рассчитано на ток нагрузки до 10А, более мощные нагрузки подключаются через пускатель (схема приведена на рис.7).

Рис.4. Реле напряжения RN-01-02	Рис.5. Реле напряжения RN-01-30
Рис.6. Реле напряжения RN-01-63	Рис.7. Схема подключения RN-01-02

Кроме повышенного или пониженного напряжения в сети, трехфазные нагрузки подвержены другим опасным аварийным факторам. Их необходимо защищать от склеивания фаз, нарушения порядка чередования фаз. От таких аварийных ситуаций защитят реле контроля фаз RKF-03-02, реле защиты электродвигателя RZD-03-02, RZD-03-30. Эти приборы обеспечит наиболее полную защиту трехфазных нагрузок. Подключаются к сети также, как и реле напряжения..

Релейные приборы защиты сети обеспечивают отключение потребителей электроэнергии при аварийном отклонении напряжения в сети и, тем самым, спасают подключенные электроприборы от поломки, а саму сеть от повреждения и возможного пожара. После устранения причины аварийного отключения, реле напряжения проверяет параметры напряжения в сети, и подключит нагрузки.

Источник: Ю. Н. Суша, ООО НПЦ «Истион-Здоровье»

www.elec.ru