Причины возникновения перенапряжений в электрической сети и методы их устранения |

Перенапряжение в электросети: причины и методы устранения

Перепады напряжения в бытовой электрической сети сегодня не редкость. Это одна из причин выхода из строя электробытовых приборов. Причины перепадов напряжения разнообразны и зависят от электрической сети. Как правило эта проблема решается весьма просто с помощью покупки стабилизатора напряжения, но обо всем по порядку.

1. Бытовая электрическая сеть. Многоквартирный дом

1.1 Несоблюдения проведения ППР

Причина перепадов напряжения в многоквартирном доме в основном одна, это плохое контактное соединение нулевого проводника или его отсутствие (отгорание). Это может произойти из-за неудовлетворительного проведения ППР (планово-предупредительный ремонт). График ППР составляется на год, в котором указаны периодичность текущего ремонта, технического обслуживания, обходов. При проведении ППР действующая электроустановка и другое электрооборудование должно очищаться от пыли (пыль является токопроводящим материалом), поджимать контакты (в том числе и нулевые), замена неисправных автоматических выключателей, патронов и т.д. Очень часто электротехнический обслуживающий персонал игнорирует эти работы и «выполняет» их только на графике ППР с соответствующей отметкой. Поэтому не вовремя обнаруженное плохое соединение нулевого проводника приводит к перенапряжению в сети.

1.2 Увеличенная нагрузка

Другая причина перепадов напряжения, это увеличенная нагрузка на электрическую сеть. Многие дома, когда проектировались не учитывали реалии сегодняшних дней. Это домашние солярии, кондиционеры, мульти или сплит-системы, микроволновая печь и т.д. При выборе сечения провода эта нагрузка не учитывалась. Поэтому при прохождение большего тока проводник греется, а потом охлаждается. Как мы знаем из школьных учебников физики материал при нагреве расширяется, а при охлаждении сужается. Время превышающую номинальную нагрузку это часы максимум, утреннее и вечернее время. Когда люди идут на работу и приходят они включают в бытовую электрическую сеть максимальное количество электроприборов, происходит максимальное воздействие на электрическую сеть. Проводник греется и расширяется, а потом наоборот и так каждый день. Ослабевают контакты. В итоге они могут ослабнуть до плохого соединения или отгорание и происходит перепады напряжения.

1.3 Участок перепадов напряжения

Нулевой контакт может отгореть в любом месте. Если он отгорел в вводном устройстве дома (ВРУ), то перенапряжение пойдет по всему дому, если на первом этаже подъезда, то только по этому подъезду и так далее. Другими словами, перенапряжение происходит на участке от места обрыва или плохого соединения нулевого проводника.

1.4 Величина перепадов напряжения

Согласно ПУЭ и другой нормативной документации за качество напряжения отвечает энергоснабжающая организация. Для бытовых электрических сетей напряжение должно соответствовать величине 230В ± 5 %. Но это не значит, что если у вас в сети напряжение 242 В, то это нормально. Это теоретически может быть, если вы живете в частном доме, и он первый от трансформаторной подстанции.

При аварийной ситуации в бытовой электрической сети и возникновением скачков напряжения, величина напряжения может быть от 140В до 380В. У вас может быть 320В, а у соседа 280В. Это зависит от места в котором произошел обрыв нулевого проводника и включенной нагрузки (сопротивление) на этом участке цепи.

1.5 Защита от перенапряжения

От перепадов напряжения служат стабилизаторы напряжения и выпускаются всевозможные реле. Выбирать защиту от перенапряжения необходимо относительно вашей электропроводке и электробытовых приборов, и их мощности. Стабилизаторы напряжения могут иметь различную мощность. Самая распространенная мощность для стабилизаторов от 3 до 6кВт. Он сглаживает напряжение на входе и при выходе выдает необходимое вам напряжение. Его можно отрегулировать как вам нужно, по максимальному и минимальному уровню напряжения, к примеру, в рабочем диапазоне от 210В до 230В. Стабилизатор напряжения — это отдельный прибор и требует отдельного места. Он может быть, как на отдельный электроприбор, так и защищать всю квартиру или дом.

В квартире лучше установить реле от перенапряжения, которое устанавливается на дин-рейку в этажном электрощите и защищает от перенапряжения всю квартиру.

2. Бытовая электрическая сеть. Частный сектор

2.1 Причины перенапряжения

Тут как в многоквартирном доме одной из основных причин является плохое соединение нулевого проводника в вводном устройстве дома, в контактном соединение на опоре ВЛ (Воздушной линии электропередач или ТП (трансформаторная подстанция). Но кроме этого существует еще ряд причин.

2.2 Падение напряжения

Если у вашего соседа циркулярная пила, станок с мощным электродвигателем, а другой пользуется мощным сварочным аппаратом, то при включении этих агрегатов происходит просадка напряжения. в некоторых случаях может доходить до 180-140В, что отрицательно сказывается на некоторые электробытовые приборы, в первую очередь холодильники. В компрессоре холодильника возникает «тяжелый» пуск что негативно влияет на его работоспособность. Это относится и к другим электробытовым приборам.

2.3 Молния

Очень часто в частном секторе перенапряжение вызвано ударом молнии. В данном случае необходимо установить защиту от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые возникают от удара молнии.

3. Вывод

Перенапряжение в электрической сети сегодня не случайность, а реалии нашего времени. В случае выхода из строя электробытовых приборов по причине перенапряжения ответственность несет энергоснабжающая организация. Но это через суд и очень малый процент, что вы его выиграете. Это надо доказать. В данном случае лучше купить и установить защиту от перенапряжения, например, стабилизатор напряжения , чтоб обезопасить дорогостоящую электробытовую аппаратуру от поломки.

Что такое перенапряжение в сети?

Перенапряжение электрической сети представляет серьезную угрозу для любого электрооборудования, включая бытовую технику. Проблема заключается в том, что ввиду природы этого эффекта полностью исключить его проявление невозможно. В связи с этим было разработано несколько решений для защиты электрооборудования, позволяющих минимизировать негативные последствия повышения напряжения. Подробная информация по этой теме представлена ниже.

Что такое перенапряжение в сети и в чем его опасность?

Под данным термином подразумевается повышение напряжения в электросетях или линиях электропередач сверх установленной нормы. Она ограничена 5,0% и 10,0% (допустимое и предельно допустимое отклонение, соответственно). В ГОСТ 13109 91, где описаны нормы, которым должно соответствовать качество электроэнергии дается более детальное определение этому эффекту. Нормативный документ дает описания двум вариантам проявления высокого напряжения:

Импульсное перенапряжение. Проявляется как резкое повышение амплитуды напряжения, после чего наблюдается понижение к исходному или близкому к нему уровню (см. А на рис.1). Продолжительность импульса менее 10,0 миллисекунд.
Эффект временного перенапряжения. В данном случае превышение номинала более 10,0% наблюдается дольше 10,0 мс (см. В на рис.1).

Рис 1. Пример импульсного (А) и временного (В) перенапряжения

Перенапряжения опасны тем, что могут не только вывести из строя подключенные к сети приборы, а и разрушить изоляцию электрооборудования. В последнем случае создается угроза для человеческой жизни и повышается риск возникновения аварийной ситуации. Повреждение изоляции электроустановок довольно часто становится причиной пожара.

Пожар, вызванный перенапряжением

В связи с этим, при выборе изоляции необходимо руководствоваться соответствующими нормами, подробную информацию об этом можно найти на страницах нашего сайта.

Разновидности и классификация перенапряжений в сети

В зависимости от факторов, вызвавших повышение уровня напряжения, отклонения принято разделять на следующие виды перенапряжений:

Внешние перенапряжения, то есть, произошедшие в результате стороннего воздействия на энергосистему. В качестве таковых могут выступать природные и техногенные факторы. В качестве примера природного воздействия можно привести такое атмосферное явление, как разряд молнии или магнитные бури. Пример техногенного фактора – короткое замыкание с проводом трамвайной или троллейбусной контактной сети или другим сторонним источником тока.
Перенапряжения, вызванные внутренними процессами в энергосистеме. К таковым относятся аварии, коммутация, резкий сброс нагрузки и т.д.

Рассмотрим отдельно различные виды внешних и внутренних перенапряжений, начнем с первых.

Грозовое

Данный вид перенапряжения вызывают грозовые разряды, пришедшиеся на ЛЭП. В результате наблюдаются резкие броски напряжения в линии, при этом норма может быть превышена на порядок и более. Время длительности грозовых импульсов редко приближается к 10,0 мс. Несмотря на столь короткое время величина электрического разряда настолько высока, что подключенное к сети электрооборудование выходит из строя вне зависимости от уровня изоляции.

Ресивер, сгоревший под воздействием импульсных токов

К данному виду также относятся индуктированные перенапряжения, они возникают в том случае, когда разряды молнии приходятся на землю возле ЛЭП. Это вызывает резкий рост интенсивности электромагнитных полей, и, как следствие, образование импульсных токов.

Техногенное

В большинстве случаев данный фактор связан с КЗ между сторонним источником электричества и ВЛ. Характерный пример такой аварии – обрыв контактного провода городского электротранспорта и последующее его попадание на ВЛ, осуществляющей питание жилых домов или других объектов. Результатом этого будет выход из строя электрооборудования, подключенного к сети, где произошла авария.

Существуют и другие техногенные факторы, к таковым даже можно отнести ЭМИ, вызванный ядерным взрывом.

Теперь перейдем к краткому описанию внутренних разновидностей перенапряжения.

Коммутационное

Под данным термином подразумеваются переходные процессы, вызванные резкими изменениями в режимах работы энергосистемы. Такой эффект может вызвать срабатывание коммутационных аппаратов, увеличение индуктивных нагрузок и т.д. Основные причины будут рассмотрены отдельно.

Для данного вида отклонений свойственна высокая частота импульсов напряжения, что касается амплитуды, то она может измеряться в киловольтах. На характер процессов влияют как параметры электросети, так и скорость работы коммутационного оборудования.

Электростатическое

Возникает по причине накопления электростатики в сухой среде. Данный процесс приводит к образованию сильного электростатического поля, разряд которого кратковременно повышает напряжение электросети. Спрогнозировать проявление данного эффекта не представляется возможным.

Импульсное

Помимо грозовых разрядов и коммутационных процессов броски напряжения могут быть вызваны электромагнитными помехами, а также другими причинами, относящимися к квазистационарным.

Квазистационарное

Длительность данного вида отклонений может варьироваться от нескольких миллисекунд до часа и более, это зависит от причин, вызвавших перенапряжение. Данного тип перенапряжения может быть: резонансным, параметрическим, режимным и феррорезонансным. Краткое описание этих подвидов, а также вызывающих их причин будет приведено в следующем разделе.

Основные причины

Поскольку внешние факторы воздействия были уже рассмотрены, сразу перейдем к внутренним причинам, вызывающим повышение напряжения, начнем по порядку. Коммутационные факторы:

Резкое отключение нагрузки при срабатывании защитных устройств, например, воздушные выключатели создают сильные помехи, особенно при аварийном отключении линий электропередач.
Коммутация конденсаторных установок.
Выключение мощных электромашин и силовых трансформаторов (вызывает воздействие индуктивных токов на линию).
Перекоммутация линий.

Пример типового коммутационного отклонения напряжения отмечен синим цветом на представленном ниже графике.

Квазистационарные отклонения могут быть вызваны следующими факторами:

Режимными, к таковым относятся:

несимметричные КЗ на землю в сети с изолированной нейтралью;
дуговые замыкания в линиях с напряжением 6,0-35,0 кВ (дуговые перенапряжения);
разгон генераторной установки вследствие резкого отключения нагрузки;
неправильная фазировка трансформаторных установок;
другие неблагоприятные сочетания ЭДС в электросети.

Резонансными перенапряжениями. Они возникают в том случае, когда частоты вынужденной ЭДС и отдельного участка сети близки к совпадению. Если это произойдет, то «емкостной эффект» приведет к перенапряжению.

В том случае, когда линия работает в неполнофазном режиме и к ней подключен трансформатор, у которого заземленная нейтраль, имеется большая вероятность образования резонансного контура. Взаимодействие произойдет между индуктивностью трансформаторной установки и межфазной емкостью также станет причиной высокой кратности перенапряжения.

Феррорезонансное перенапряжение. Данный вид отклонений может наблюдаться при образовании резонансного колебательного контура, отвечающего следующим условиям:

частота близка к 50,0 Гц;
имеют место низшие и высшие гармоники;
у индуктивной составляющей насыщенный магнитопровод.

При неполнофазном режиме работы системы эффект феррорезонанса возможен в контурах, где имеется индуктивность образованная соединенными последовательно трансформаторами.

Устройства для защиты от перенапряжения в сети

Организация защиты электросетей многоквартирных домов от воздействия внешних факторов как природных, так и техногенных возлагается на компании, предоставляющие услуги электроснабжения. Молниезащита, а также другие устройства защиты входят в обязательное оборудование подстанций любого уровня.

Совсем по иному обстоят дела в тех случаях, когда частные дома запитаны от ВЛ. В такой ситуации организовать защиту от больших внешних токов, возникающих от грозовых разрядов, нужно самостоятельно. Для этой цели используются специальные устройства – ограничители перенапряжений. Схема их подключения представлена ниже.

Пример подключения ОПН

Обратим внимание, что ОПН были созданы для защиты от коммутационных и грозовых импульсов, обеспечить защиту от других негативных факторов, вызывающих повышение фазного напряжения они не в состоянии.

Для ограничения влияния коммутационных и квазистационарных процессов понадобится комплексная защита. Ее можно организовать на базе реле напряжения и стабилизатора для всего дома. Реле должно соответствовать суммарной мощности нагрузки и устанавливаться на вводе. Диапазон срабатывания (нижняя и верхняя граница) можно выставить самостоятельно с учетом особенностей линии.

Реле напряжение в электрощитке

Когда напряжение на вводе выйдет за установленный порог, реле сработает и отключит питание, после нормализации ситуации домашняя сеть будет снова подключена.

Для устранения помех и восстановления приемлемого качества электричества следует установить стабилизатор напряжения на весь дом или квартиру. При выборе устройства необходимо учитывать максимальную суммарную мощность нагрузки. Если в доме имеются приборы, для которых качество напряжения некритично (бойлер, электропечь и т.д.), то их можно подключить минуя стабилизатор.

Перенапряжение, виды и способы борьбы с ним. Стабилизаторы напряжения

Проблемная ситуация – перепады напряжения

Сегодня наше существование напрямую зависит от электричества. Будь то, крупные промышленные объекты или частные дома – все они регулярно потребляют электроэнергию. Но, к сожалению, часто в электрической сети возникают перепады, скачки напряжения и другие помехи. Несмотря на то, что основные параметры электросети прописаны в ГОСТ, колебания напряжения в российских сетях – частая проблема.

Падение и перепады напряжения можно определить по миганию лампочек, их тусклому свету, слабой работе нагревательных приборов и при резком выключении и включении электротехники.

Чем данная ситуация опасна?

Если для бытовой техники это влечет за собой лишь уменьшение срока эксплуатации, то для приборов, где важны точные значения, таких как лабораторное, медицинское или производственное оборудование – это сулит поломкой дорогостоящего оборудования или искажением его показателей.

Более того, иногда это может грозить безопасности жизни людей, чье состояние, зависит от работы приборов, например, в случае пациентов в реанимации.

Что такое перенапряжение, виды и способы борьбы с ним

Часто при разговоре о напряжении употребляется термин «перенапряжение» и не всегда понятно, о каком явлении идет речь. Для исключения путаницы в терминологии ниже приведены пояснения в различии явлений с одним и тем же названием, причины возникновения в сети, характер и методы борьбы с ним.

Первый вид перенапряжения – импульсное перенапряжение . Возникает при грозовых воздействиях на электросеть или при коммутационных процессах, как во внешней сети, так и в самой электроустановке. Длительность 1-3 мс. Сила скачка может быть от 1 до 10 кВ. Среди возможных последствий – неожиданный сбой в работе цифрового оборудования или его выход из строя. Бороться с импульсным перенапряжением нужно применяя ограничители перенапряжения (ОПН) в виде разрядников или варисторов, используя разделительные трансформаторы, стабилизаторы. Например, все стабилизаторы напряжения торговой марки “Полигон” оснащены устройствами защиты от импульсных перенапряжений.

Второй вид перенапряжения – это длительное отклонение напряжения сети в сторону превышения нормы .

Наиболее частые причины возникновения этого явления:

Перегрузка линии питания

Провода сети питания имеют определенное сопротивление, и при протекании тока нагрузки на этих проводах возникает падение напряжения. Величина падения напряжения зависит от сечения провода, материала (медь или алюминий) и его длины. При проектировании объектов эти значения учитываются в расчетах, чтобы на нагрузке величина напряжения находилась в норме.

К сожалению, в эксплуатации находится множество электросетей, спроектированных десятки лет назад, а уровень нагрузки значительно вырос. Яркий пример – сети различных садоводств и других загородных потребителей. Недостаточное сечение линий и, как результат, потери в этих линиях приводят к тому, что напряжение питания у потребителя становится ниже нормы, особенно не везет тем, кто находится в конце линии (см. рис. фаза L2).

Перекос нагрузки

Недаром на предприятиях, где ответственно относятся к состоянию электросетей, как внешних, так и внутренних, внимательно следят за равномерным распределением нагрузки по фазам. Согласно СП 31-110 п. 9.5 «…разница в токах наиболее и наименее нагруженных фаз не должна превышать 30% в пределах одного щитка и 15% – в начале питающих линий».

Наиболее негативно это явление сказывается на сетях с недостаточным сечением проводников. Давайте рассмотрим пример на приведенном ниже рисунке. Фаза L2 перегружена. У потребителей, подключенных к этой фазе низкое напряжение, падение напряжения в нейтральном проводнике значительное. Согласно векторной диаграмме напряжения, в трехфазной сети происходит смещение точки нейтрали (N) и на мало загруженных фазах L1 и L3 появляется высокое напряжение. Кроме того, перекос нагрузок негативно сказывается на трансформаторе подстанции.

Пусковые токи нагрузки

Не секрет, что некоторые виды оборудования при включении обладают большими пусковыми токами (электродвигатели до 6 крат от величины рабочего тока, трансформаторы до 12 крат). На момент пуска в электросети наблюдается провал напряжения ниже допустимых значений. В некоторых случаях эти провалы могут оказаться критичными для другого оборудования, подключенного на эту же линию питания.

Короткое замыкание

При коротком замыкании между L и N наблюдается эффект схожий с перекосом нагрузки, но усугубленный тем, что падение напряжения в линии нейтрали достигает значений до 110 В. На фазе замыкания происходит провал напряжения, на других фазах – значительное превышение напряжения до момента срабатывания защиты. Замыкания также могут быть между фазами, фазой и корпусом.

Отключение мощной нагрузки

Электросети, помимо активного сопротивления проводников, обладают еще ёмкостью и индуктивностью. Периодическое отключение мощной нагрузки приводит к кратковременному всплеску напряжения в сети за счет общей индуктивности сети, что вряд ли можно назвать положительным событием.

Положительный эффект этого явления используется в системе зажигания автомобиля. Генератор 12 В – прерыватель – катушка зажигания (индуктивность) – свеча. Катушка зажигания в определенный момент отключается от генератора прерывателем (прекращается ток) и вся энергия, запасенная индуктивностью катушки, в виде высоковольтного выброса с напряжением до десятков киловольт поступает на свечу зажигания.

Обрыв нейтрали

Тяжелейший вид аварии, при котором в трёхфазной сети фазные напряжения могут достигать значений более 300 В. Все будет зависеть от величин фазных нагрузок на момент обрыва нейтрали. На мощных однофазных потребителях с низким сопротивлением напряжение составит несколько вольт, а на малых нагрузках – ближе к линейному напряжению. Процесс динамичен. Малые нагрузки начинают выгорать из-за высокого напряжения с коротким замыканием. На время протекания тока короткого замыкания напряжение на мощных нагрузках меняется с малого до практически линейного в 380 В. Стандартная защита в виде типовых автоматов не всегда успевает отработать и потеря некоторого оборудования достаточно частое явление. Более эффективной защитой от данного вида аварии является применение реле контроля напряжения (РКН), реле контроля фаз (РКФ) для трехфазных нагрузок или стабилизатора напряжения, у которого данные функции уже аппаратно встроены.

Чтобы обезопасить себя от перечисленных ранее видов перенапряжения, необходимо установить стабилизатор напряжения.

Какие задачи выполняет стабилизатор напряжения?

Это устройство, которое гарантирует получение стабилизированного напряжения 220 В и защищает технику от скачков и перепадов напряжения. Стабилизатор подходит как для компьютерной, бытовой техники, аудио-видео систем, так и для котлов, насосов, станков, цехов, медицинского оборудования. Стабилизатор обеспечивает качественную, исправную работу и долгий срок службы электротехники в квартире, загородном доме, офисе и на производстве.

По каким параметрам подбирают стабилизатор?

Стабилизаторы бывают разными, и важно подобрать подходящий лично вам стабилизатор. Для этого необходимо обратить внимание на следующие параметры:

Мощность нагрузки: для этого нужно сложить мощности всех электроприборов, которые одновременно будут работать.
Тип сети: однофазная или трехфазная. Однофазный стабилизатор представляет собой напольный блок, который можно установить как в комнате, так и в хозяйственном помещении. Для трёхфазной сети используется трёхфазный стабилизатор в виде 3-х независимых однофазных стабилизаторов или одного шкафа (для больших мощностей).
Принцип работы стабилизатора: релейный, электромеханический (сервомоторные, сервоприводные), электронный (симисторные, тиристорные) . Так электромеханические больше подходят для промышленных, медицинских, космических объектов, а электронные для малых производств, загородных домов.
Точность коррекции напряжения: +/- 1% – 20%.

NB ! Установка стабилизатора напряжения не означает, что в сети будет постоянно 220 В или 380 В. Нередко недобросовестные производители стабилизаторов устанавливают горящее табло 220 В, и это значение никак не меняется. Кажется, что стабилизатор выполняет свою работу идеально, на табло всегда 220 В! Но стабилизируется ли действительно напряжение до этого значения – неизвестно. Это может быть лишь картинка, а не реальный показатель напряжения! Будьте внимательны!

ЛАЙФХАК. Качественный стабилизатор редко показывает значение ровно 220 В (380 В), поскольку у него всегда есть погрешность на выходе – «точность стабилизации».

Стабилизаторы торговой марки «Полигон»

Перечисленные все выше виды аварий решают стабилизаторы «Сатурн» и «Каскад». Данные модели выпускаются компанией «Полигон» с 1996 года и прошли суровую проверку российскими сетями. Компания производит сборку из комплектующих от ведущих производителей и проводит обязательный контроль продукции, обеспечивая надежную работу каждого стабилизатора на долгие годы.

Данные стабилизаторы разработаны с учетом российских сетей и корректируют напряжения в максимальном диапазоне входных напряжений, сохраняя полную номинальную мощность. Срок службы стабилизаторов «Сатурн» и «Каскад» достигает 15 лет. Они защищают производства, больницы, транспортные узлы, военные и космические объекты по всей России, например, объекты Газпрома, космодромы Байконур и Плесецк, Центр им. Алмазова и многие другие.

Компания предлагает широкий выбор стабилизаторов для дома, офиса или производства. Главные отличия между «Сатурном» и «Каскадом» – это уровень погрешности (1% и 2,5%, соответственно), и принцип работы: промышленный «Сатурн» – электромеханический стабилизатор, «Каскад» – электронный. Более подробно о различиях этих моделей вы можете узнать на сайте производителя www.poligonspb.ru.

Итак, теперь Вы знаете, что представляет из себя стабилизатор напряжение и с какими проблемами он справляется. Важно помнить, что результатом перепадов напряжения в лучшем случае будет потеря несохраненных данных на компьютере, в худшем – повреждения электроприборов и даже угроза жизни людей.

Посмотреть PDF-версию статьи можно тут.

Электронную версию статьи вы можете прочитать на сайте журнала ИСУП.

Перенапряжение в сети и защита от перенапряжения

Понятие перенапряжения в сети

В различных источниках можно найти разные определения «перенапряжения» в сети. Вот какое определение этого понятия дает Википедия:

Морской словарь определяет перенапряжение как увеличение напряжения в линиях электропередач и в электрических сетях до такого значения, которое может повредить изоляцию.

Согласно ГОСТ Р 54130-2010перенапряжением называется превышение наибольшего рабочего напряжения, которое устанавливается для данного типа электрического оборудования.

Российская энциклопедия по охране труда определяет перенапряжение как значительное напряжение проводника относительно земли, которое может значительно превосходить фазное напряжение в результате внутренних или атмосферных явлений

Характеристики перенапряжения в электрической сети

Перенапряжением в общем случае может считаться любое значительное превышение напряжения в сети, вызванное различными причинами. Перепады напряжения могут иметь различную амплитуду, продолжительность и периодичность.

К основным характеристикам перенапряжения относятся:

значение пика напряжения
кратность повторения перенапряжения
время периода нарастания значения перенапряжения
площадь или длина распространения перенапряжения в сети
общее количество импульсов перенапряжения за период времени
общее время всего цикла перенапряжения

Типы перенапряжения в электрической сети

В общем случае по способу образования различают внутренние (или коммутационные) и внешние (грозовые или атмосферные) перенапряжения

Различают следующие основные типы перенапряжения в электрической сети:

грозовые перенапряжения
индуктивные перенапряжения
квазистационарные перенапряжения
коммутационные перенапряжения

Грозовые перенапряжения в сети

Прямое попадание разряда молнии в линию электрических передач может привести к появлению очень сильного перенапряжения. Значение перенапряжения в случае попадания молнии может достигать нескольких миллионов Вольт. Длительность такого перенапряжения, как правило, не превышает нескольких микросекунд. При появлении грозового перенапряжения изоляция электрических проводников и оборудования не может выдержать высокого напряжения.

Индуктивное электрическое перенапряжение в сети

От удара молнии в землю рядом с линией электропередач может возникнуть индуктивное перенапряжение. Индуктивное перенапряжение появляется вследствие резкого изменения электромагнитного поля. При этом значение перенапряжения может достигать 500 000 Вольт. Такое перенапряжение опасно для электрических приборов, подключенных к сети, электрических подстанций, силовых подстанций. Электрические импульсы индуктивного перенапряжения могут распространяться на значительные расстояния.

Квазистационарное перенапряжение в сети

Квазистационарные перенапряжения в сети могут продолжаться от нескольких секунд до нескольких минут. Такие перенапряжения опасны для оборудования, подключенного к сети.

Квазистационарные перенапряжения возникают по следующим причинам:

появление опасного резонанса в электрической сети
при коротких замыканиях в сети
при аварийном увеличении скорости электрогенератора в случае резкого падения значения нагрузки в сети
при появлении эффекта феррорезонанса в сетях с мощными индуктивными катушками или магнитопроводами

Коммутационные перенапряжения в сети

Коммутационные перенапряжения могут возникать в случае проведения переключений или коммутации оборудования в электрической сети. Как правило, такие эффекты наблюдаются при быстрых включениях или выключениях мощных электрических приборов и оборудования, имеющего большие индуктивные элементы, при резком включении или отключении оборудования с мощными конденсаторами или мощными электромагнитными катушками

Защита от перенапряжения в сети

Обязанности по защите электрических сетей от действия природных и техногенных факторов лежит на организациях, обслуживающих данные сети. Оборудование по молниезащите и защите от перепадов напряжения в сетях с высоким напряжением устанавливается на опорах и мачтах линий передач, на электрических подстанциях всех уровней. Оборудование для защиты сетей также устанавливается на подстанциях заводов и фабрик, силовых подстанциях питания сетей электротранспорта.

Для защиты электрооборудования дома и бытовых электрических приборов в частных домах и квартирах могут быть установлены локальные устройства для защиты от скачков и перепадов напряжения.

Компания «Бастион» производит линейку устройств защиты от скачков напряжения и перенапряжения. Подробнее об этих устройствах можно узнать в разделе «Защита от скачков напряжения».

Все устройства защиты по напряжению компании «Бастион» соответствуют требованиям российских и международных стандартов.

Устройства защиты от скачков напряжения и перенапряжения «Альбатрос» надежно будут защищать вашу сеть, электрическое оборудование и бытовые приборы от пагубного воздействия скачков напряжения и перенапряжения.

Что такое перегрузка электрической сети и чем она опасна?

Причины и решения

Главными тремя причинами перегрузки электрической сети назовем:

излишняя нагрузка на конкретное питающее ответвление электросети;
использование электроприборов, реальная мощность которых превышает номинал ввиду поломки электрической начинки;
несвоевременная замена электропроводки ввиду ее физического износа.

Излишняя нагрузка

К первому случаю можно отнести ситуацию, когда из-за включения нескольких приборов в одну розетку начинаются проблемы. Если не обратить на них внимание, последствия будут очень печальны (минимум как на фото ниже).

Итак, приводим конкретный пример: есть у нас розетка на два гнезда и мы в нее желаем подключить одновременно стиральную машину и микроволновую печь. В сумме они потребляют, допустим, 3,5 киловатта. Включаем оба прибора, раздается щелчок в коридоре — погас свет. Сработал автоматический выключатель. Мы подходим к нему и читаем — 10 ампер. Это означает, что данный автомат отсекает нагрузку свыше этого предела, а в переводе на мощность (амперы умножаем на стандартное напряжение сети 220 вольт) это составляет 2,2 киловатта. Тут уже можно совершить страшную ошибку — заменить автомат на другой, с пределом уже 16 ампер и выше. Снова включив два мощных прибора в розетку, мы ощущаем неприятный запах паленой электропроводки (это потенциально является причиной пожара, потому-то ошибка и страшная). Выключаем, смотрим на розетку, а на ней тоже выгравировано 10 ампер. И снова мы бежим в строительный магазин за новой, более стойкой к перегрузке розетке, на 16 ампер. Уж она-то точно выдержит мощность в 3500 ватт.

Вот только установив ее на место старой ситуация не улучшилась — мы все еще задыхаемся от пластмассового амбре. Как же так? Уже и автомат поменян, и розетка. Подводит теперь провод. Правда, подводит не он нас, а мы его. Провод — тоже элемент электросети, и при строительстве был, также как и автомат с розеткой, уложен с расчетом нагрузки на силу тока в 10 ампер.

Чтобы заменить провод, придется туго — это уже очень кропотливая работа, заключающаяся в демонтаже отделки стен в местах, где он проложен. Потому мы вынуждены с болью в сердце признать — приборы придется включать по отдельности, а деньги на более мощную электротехнику потрачены зря. Правда, не совсем зря. Мы таки купим мощный провод сечением на 2,5 квадратных миллиметра и проведем его от щитка с новым автоматом через кабель-каналы к свежей 16-амперной розетке. Вот только внешний вид будет безнадежно испорчен.

Мораль такова — чтобы обеспечить защиту от перегрузки электросети, нужно убедиться, что абсолютно все ее элементы не подвергались нагрузкам свыше их номинала на конкретном участке.

Для этого еще на этапе строительства или капитального ремонта необходимо тщательно спланировать, какое количество электроприборов будет использовано, как они будут расположены и какую мощность станут потреблять. Подобрать согласно имеющимся в свободном доступе таблицам необходимую электротехнику, причем взять с запасом. Например, нам хватило бы провода 3×2,5 мм2, а мы переплатим и возьмем 3×4 мм2, более мощную розетку и подберем нужный автомат — и тогда проблем с проводкой не будет многие десятилетия — добиться перегрузки такой электросети будет крайне сложно. О том, как рассчитать сечение кабеля по мощности мы рассказывали в отдельной статье. Также рекомендуем изучить информацию о том, как разделить электропроводку на группы, что является не менее эффективным методом защиты от перегрузки электросети в квартире и доме.

Неисправность электроприбора

Разберемся, что это такое и чем грозит. По сути — частный случай перегрузки электрической сети, только здесь номинально все по науке, а по факту мощность прибора превышена. Это может произойти по ряду причин, перечислять их не имеет смысла. Защита от ситуации одна — автоматический выключатель либо дифавтомат (сочетает в себе функции автомата и УЗО). Если при прочих равных у вас в щитке выбивает пробки — прибор нужно отремонтировать или заменить.

Несвоевременная замена проводки

Тут тоже все ясно. Вот как возникает проблема — старые провода в местах контактов, изгибов и движения постепенно изламываются и стираются. В этих зонах сечение токоведущей части резко уменьшается, а вместе с ней становится меньше пропускная способность. Особенно касается алюминия, которым забиты все старые квартиры. Чтобы обеспечить защиту от возгорания, поражения электрическим током и короткого замыкания и, конечно, банальной перегрузки электросети капитальный ремонт проводки порой необходим. О том, как заменить электропроводку в квартире, мы подробно рассказывали в отдельной статье.

Заключение

Благодаря статье читатель выяснил, как защититься от перегрузки в электросети. Но напоследок есть еще один верный метод защиты — обратиться за помощью к опытному электрику и периодически диагностировать сеть на наличие неисправностей, даже если она относительно новая. Не брезгуйте и не жалейте денег — это жизнь и здоровье как ваша, так и ваших соседей.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели основные причины перегрузки электросети, последствия данного явления, а также способы защиты в домашних условиях. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

Что такое перегрузка электрической сети и чем она опасна?

Возникновение перегрузки сети способно привести как к небольшим пустяковым проблемам, в числе которых может быть, например, мерцание светотехники в квартире или слабые перебои в работе электрических устройств, так и к очень серьезным — возгоранию электросети в частности и всего помещения в целом. Последствия такого исхода печальны, особенно учитывая, что от данного явления избавиться достаточно просто. В статье рассмотрены различные причины перегрузки электросети, а также методы защиты от этой неприятности.

Перегрузка электросети – основные причины

Основными причинами перегрузки электросети являются:

Неправильно распределенная нагрузка;
Включение в сеть неисправного прибора.

Статьи по теме: Зачем нужно устройство защитного отключения

Неправильно распределенная нагрузка

Чаще, перегрузка в электросети не является неисправностью. Это скорее просчет при создании проекта электроснабжения квартиры и ее монтаже. Если в одну группу розеток включили большое количество розеток, при этом неправильно рассчитали номинал автомата защиты, то перегрузка неизбежна.

Например, на кухне было две розетки. Решив увеличить количество розеток, мастера не позаботились о создании новой группы, а шлейфом смонтировали еще несколько розеток. Каждая отдельная розетка не перегружает цепь, а при включении нескольких приборов приводит к перегрузке.

Хочу напомнить, что при перегрузки электросети автоматические выключатели не срабатывают моментально, как при коротком замыкании. В устройстве автомата защиты, для защиты от перегрузки есть биметаллическая пластина, нагрев которой отключает аварийную цепь. Для нагрева пластины и отключения цепи при перегрузки требуется несколько минут.

Статьи по теме: Как установить автоматический выключатель

Поэтому, если у вас периодически срабатывают автоматы защиты, при включении бытовых приборов, то вполне вероятна перегрузка электросети и неправильное распределение нагрузки или неправильно подобранный номинал уставки автомата защиты.

Сложность предварительного расчета каждой группы розеток квартиры, создало одно простое правило монтажа. На одну розеточную группу не «вешайте» более 4 розеток. При таком распределении нагрузки в сочетании с медным кабелем 3×2,5 мм² и автоматом защиты в 25 Ампер, никогда не будет перегрузки групповой цепи.

Включение в сеть неисправного прибора

Но перегрузка электросети может появляться не только при неправильном распределении нагрузки. Неисправный электроприбор, вполне, может потреблять повышенный ток и приводить к перегрузке сети.

Если отключение автомата защиты происходит только при работе «подозреваемого» прибора, а мощность прибора не более 2500Вт, то прибор нужно ремонтировать или менять.

Чем опасно понижение напряжения в сети

Чаще всего страдают электрические приборы из-за быстрого и значительного повышения напряжения. Но и низкий показатель этой величины может быть опасным для того оборудование, работа которого зависит от двигателя.

ВНИМАНИЕ! Допустимые по нормам отклонения в размере 10% от 220В могут значительно изменить работу лабораторного оборудования, медицинской диагностической техники.

При низком напряжении двигатель не имеет достаточной мощности для нормальной работы, он перегревается, обмотки его могут сгореть. Наиболее подвержены поломке такие бытовые приборы с компрессорными агрегатами, как холодильники, кондиционеры.

Перегрузка групп освещения

Перегрузка групп освещения, редко встречаемая неисправность. Как правило, с группами освещения проблем с перегрузкой нет. Правда, если вместо одной люстры в комнате, сделать новые гирлянды точечных светильников по всему потолку, то перегрузка и в группах освещения вполне может быть.

Здесь, то же есть выход. Современные экономные лампы значительно снижают нагрузку освещения, и это может стать решением проблемы перегрузки.

Статьи по теме: Стиральная машина бьет током

Возможные последствия

Каждый прибор, включенный в сеть во время скачков напряжения, может выйти из строя, сгореть. Высокое напряжение, превышающее допустимые нормы, приводит к загоранию кабеля и другим опасным ситуациям.

ВАЖНО! Для надежной защиты зданий от опасных ударов молнии необходимо использовать устройства грозозащиты. Эта важная мера техники безопасности.

Поэтому при его эксплуатации используются стабилизирующие приборы защиты перепадов. Другие виды электрических приборов обычно без повреждения выдерживают небольшие перебои и отклонения (10 %) от нормативного показателя в 220 В.

Как самостоятельно установить стабилизатор напряжения?

На вводе в щитке отключается электроэнергия.
Если для установки выбрана ниша, обратите внимание, чтобы отделочные материалы были пожаробезопасными.

Комната, где предстоит установить стабилизатор, должна быть сухой и хорошо вентилируемой. Ведь главная причина поломки таких приборов – наличие конденсата.

Провести монтаж не так уж сложно, главное предварительно изучить видеоматериалы, схемы и рекомендации. Сзади устройства расположена клеммная колодка на 5 разъемов. Следуйте такой очередности подключения: вводные фаза и ноль, заземление, фаза и ноль, идущие на нагрузку.
Предварительно подберите кабель по мощности и показателям тока, чтобы произвести правильную установку.

Чтобы продлить срок службы стабилизатора, рекомендуется установить еще и автоматический выключатель, но после счетчика и до стабилизатора

Если мощность защиты не меньше 5 кВт, то стабилизатор подключается напрямую к розетке. Такой прибор стоит подобрать для гаража, загородного дома и дачи. Мобильное устройство может быть установлено отдельно под прибор, например, компьютер.
Если стабилизатор необходим для подключения к трехфазной сети, то стоит приобрести три однофазных аппарата на 220в. Монтаж осуществляется по схеме звезда. Такой подход позволит сэкономить на приборе и в будущем на ремонте. Привести в порядок однофазный стабилизатор дешевле, чем трехфазный.
Схема по которой стоит производить монтаж указана на корпусе продукции. Рекомендуется ориентироваться на нее, но если подсказка отсутствует, в интернете множество схем, главное следовать советам и рекомендациям.
Не стоит подключать устройства к нагрузке больших параметров. Стоит учитывать запас мощности стабилизатора – не менее 20-30 процентов.

Причины скачка напряжения самые разнообразные, но с чем бы не пришлось столкнуться всегда есть возможность предупредить проблему. Решение кроется в двух вариантах – установкой реле или стабилизатора. Произвести монтаж при этом сможет каждый потребитель.

Как обезопасить свою квартиру от скачков напряжения?

Замена электропроводки в квартире не поможет решить проблему. В идеале заменить электросеть дома и системы распределения. Чтобы минимизировать последствия скачков в сети, рекомендуются такие решения:

Реле – устройство, которое отключает приборы от питания в момент перепада напряжения. После стабилизации, реле подключает их обратно.
Источник беспроводного питания подбирается согласно особенностям устройства дома.
Стабилизаторы поддерживают питание в норме при скачках. На выбор представлены разные модели – релейные, электронные, электромеханические, феррорезонансные, инверторные.

Представленные устройства помогут решить проблему с перепадом, защитить технику, что актуально для современных сооружений.

Автоматические стабилизаторы напряжения на всю технику

При скачках или нехватке питания рекомендуется устанавливать стабилизаторы напряжения. Лучше всего устройства проявляют себя при «проседании» электроэнергии. Хорошо справляются с незначительными импульсными перепадами, но вот совсем неэффективны при высоком перенапряжении. В этом случае рекомендуется использовать их вместе с реле.

Точечная защита электросети (реле)

Специальное реле напряжения позволит решить проблему перенапряжения. Задача защитного прибора заключается в отключении электроэнергии, если показатели напряжения выходят за возможны нормы.

Только когда ситуация нормализируется, прибор возобновит питание. Защита будет обеспечена даже если на линии произошел обрыв нулевого провода или на сетевые провода попала контактная линия городского электротранспорта. Единственная ситуация, когда защитная установка бесполезна – импульсные скачки, которые образовались от близкого грозового разряда.

При защитном отключении рекомендуется обзавестись стабилизатором питания, чтобы на время перебоя быть с электричеством.

Возмещение ущерба за вышедшие из строя приборы

Потребителей интересует не только, почему случился скачок напряжения, но и как получить компенсацию за поврежденные из-за него электрические бытовые приборы. Звонок в аварийную службу и приезд бригады должны быть зафиксированы.

ВАЖНО! Действовать нужно быстро, сразу позвонить в аварийную службу, сообщить о случившимся, вызвать аварийную бригаду для подтверждения факта повреждения техники.

Это поможет в суде при решении вопроса о компенсации. Независимо от того, упало напряжение или резко повысилось, были нарушены допустимые нормы.

Следует определить виновника случившегося. Это может быть компания, которая обслуживает электросети или поставщик электроэнергии. В эти инстанции направляются письма, в которых потребитель требует указать причину нарушения электроснабжения в доме, квартире, на даче. Ответ должен прийти не больше, чем через месяц.
В сервисе по обслуживанию электротехники специалисты дают заключение о неисправности техники, ее причине, возможности ремонта и его стоимости. Документ с этими данными также должен быть составлен для процедуры возмещения ущерба.
Организации, которая виновата в скачках напряжения, направляется претензия с требованием выплатить ущерб имущества. К ней и прикладываются все подготовленные документы.
Виновные инстанции не реагируют на претензию? Нужно в таком случае обращаться в суд, подавать исковое заявления, основываясь на законах по данному вопросу.

ВАЖНО! Для составления искового заявления за основу берется статья 17 Федерального Закона Российской Федерации «О защите прав потребителей».

Также опираться можно на статью 309, часть 1 Гражданского Кодекса РФ, если виновник случившегося – поставщик электроэнергии.

«Правила предоставления коммунальных услуг гражданам» (пункт 49, 51), «Правила эксплуатации жилищного фонда» (пункт 5.6), «Правила содержания в имущества в многоквартирном доме» (пункт 7) – эти документы дополнительно используются при подаче заявки на компенсацию, если повреждение электрических приборов произошло по вине компании, обслуживающей электрические сети дома.

ВАЖНО! При перепадах напряжения в сети многоквартирного дома или участка с частными домами могли пострадать еще и соседи. Их показания помогут добиться компенсации.

Как возникают перегрузки в электросети и к чему приводят: возможные причины, последствия и их преодоление

Перегрузки это нештатные ситуации в работе электросети, на которые вы можете и не обратить внимание: незначительные сбои в работе бытовых электротехнических приборов, мерцание ламп в осветительных приборах и иные несущественные неполадки.

Реальная опасность заключается в том, что даже самые незначительные и кратковременные перегрузки могут привести к очень серьезным последствиям, вплоть до возгорания проводки и пожара в помещении, если электропроводка старая и изношенная, а бытовые электроприборы используются с нарушениями правил безопасной эксплуатации.

Таких неприятных, а иногда трагических последствий перегрузок в электросети можно легко избежать, если понимать причины возникновения перегрузок и знать способы защиты от них. Именно этим вопросам и посвящена наша статья.

Причины перегрузок в электросети

Среди причин, способных привести к перегрузке в электросети, можно выделить три основные:

Избыточная нагрузка на одно из гнезд питания в электросети помещения;
Использование в электросети неисправных электроприборов или таких, потребная мощность которых превышает допустимую мощность квартирной электросети;
Износ, обветшалость электропроводки.

Избыточная нагрузка электросети

Одновременное подключение к одной розетке нескольких мощных потребителей приводит к избыточной нагрузке на само гнездо и питающий его электрический провод. Результатом такого подключения может стать оплавление корпуса и деталей электрической розетки или даже возгорание электропроводки.

Рассмотрим конкретный пример: к двухгнездовой розетке подключают одновременно электрическую духовку и стиральный автомат. Оба прибора могут потребовать до 4 киловатт мощности.

Если электросеть защищена стандартным автоматическим прерывателем на 10 ампер, то он конечно сработает и разомкнет цепь. Сила тока в 10 ампер в пересчете на мощность (в сети с номинальным напряжением 220V) составит 2.2 кВт.

Вполне понятно, почему в описанной ситуации автомат сработал, защищая сеть от перегрузки.

В необдуманной попытке «перемудрить» законы физики, пользователь устанавливает более мощный автомат, на 20 ампер, который позволит одновременное подключение к розетке двух мощных потребителей, но в этом случае перегреется и начнет дымить и розетка и питающий ее провод. Дело в том, что и розетка и электропроводка тоже рассчитаны на стандартные 10 ампер.

Смысл приведенного примера в том, что если есть необходимость одновременного включения в работу нескольких мощных потребителей, то нужно позаботиться о замене электропроводки на провода, соответствующего увеличенной нагрузке сечения, об установке розетки, более устойчивой к перегрузкам, и об использовании подходящего автомата защиты.

В идеале, такие вопросы решаются на начальных этапах строительства дома, или перед капитальным ремонтом. Следует продумать схему размещения электротехнических приборов в жилище, разделить их на логические группы.

Предусмотреть устройство отдельных ветвей питания для каждой из групп, или индивидуальной проводки для особо мощных потребителей. Необходимо заблаговременно рассчитать сечение и длину проводов для каждой из ветвей, приобрести необходимое количество подходящих розеток и автоматов защиты.

Только таким образом можно надежно и эффективно защитить электросети от перегрузок, электрооборудование от порчи, а жилища от пожаров.

Неисправность прибора

Любой бытовой прибор это достаточно сложное электротехническое изделие и есть много разных причин, в результате которых прибор может утратить нормальную работоспособность, стать аварийным и вызвать перегрузку в сети и срабатывание автоматов защиты.

Использование автоматических выключателей и старомодных плавких предохранителей и есть единственным средством защиты от возгораний электропроводки и пожаров в помещениях.

Износ электропроводки

Старые провода, многократно и во многих местах скрученные, изогнутые, пережатые, — первопричина всех проблем.

В местах изгибов и пережатий уменьшается сечение провода. Снижается пропускная способность. Рассыхается и трескается изолирующая оболочка проводов. Короткое замыкание и связанные с этим перегрузки, возгорание проводки становится всего лишь вопросом времени.

Проводите своевременный осмотр, ремонт и замену устаревшей электропроводки;
Не экономьте на качественной электротехнике и на устройствах защиты электрооборудования и сетей;
Изучайте соответствующую техническую литературу, а еще лучше, — пользуйтесь услугами профессиональных электромонтеров для периодических осмотров и регламентного обслуживания ваших электросетей и электротехнического оборудования.

Берегите жизнь и собственное здоровье, а также жизнь и здоровье живущих с вами по соседству людей от аварий и пожаров.