Aizsardzība pret pārspriegumu ir barošanas avota funkcija, kas izslēdz aprīkojumu, kad spriegums pārsniedz noteikto parametru. Pārspriegumi var rasties pašā avotā vai sadales tīklos un ilgst tikai dažas milisekundes, taču pat tik īslaicīga elektromagnētiskā efekta izpausme uz sadzīves ierīcēm ir letāla, it īpaši elektroniskām iekārtām, kas satur pusvadītāju komponentus.
Avārijas cēloņi sadzīves elektriskajā tīklā
Galvenie pārslodzes faktori 220 un 380 voltu tīklā:
- zibens izlāde, zibens - visenerģētiskākās parādības uz Zemes;
- nepareiza iekārtu darbība un zems elektrotīklu personāla kvalifikācijas līmenis;
- drošības noteikumu pārkāpums elektrisko instalāciju darbības laikā, kā rezultātā patērētājam būs nevis 220 V, bet 380 V vai mazāks par 110 V;
- statiskās elektrības dzirkstele;
- atvērts stieples pārrāvums;
- pārsprieguma spriegums negaisa dēļ elektrolīnijā;
- atšķirības strāvas tīklā sakarā ar vienlaicīgu liela skaita ierīču un aprīkojuma iekļaušanu.
Tīkla pārsprieguma sekas
Pārsprieguma apstākļi var pilnībā sabojāt elektroiekārtas, izraisīt ierīču darbības traucējumus, izraisīt ugunsgrēku un dažreiz pat eksploziju. Pēc gadījumu skaita otro vietu valstī aizņem ugunsgrēki, ko izraisa tīkla pārspriegumi, kad strāva uzreiz palielinās līdz simtiem tūkstošu ampēru, vados vai ierīcēs strauji izdalās milzīgs siltuma daudzums, kam seko to izolācijas vai plastmasas izstrādājumu aizdegšanās.
Strāvas pārspriegumam ir kaitīga ietekme uz visām mājsaimniecības elektroierīcēm, tos var aizsargāt tikai, izmantojot īpašu pārsprieguma aizsardzības ierīci.
Aizsargierīču veidi
Lai tiktu galā ar tīkla sprieguma kritumiem, ir daudz dažādu ierīču, kuras ir viegli uzstādīt pašas. Izstrādājumi palīdz pēc iespējas efektīvāk aizsargāt jūsu māju un tuviniekus no ārkārtas situācijām, ko izraisa tīkla pārspriegums.
Pastāv vairāku veidu pārsprieguma aizsardzības ierīces:
- Sprieguma stabilizators - kontrolē tīkla sprieguma lielumu.
- Nepārtrauktās barošanas avots (UPS) - ierīce, kas paredzēta rezerves akumulatora principam, ārkārtas aprīkojuma darbības uzturēšanai, kad tiek izslēgts galvenais avots. UPS joprojām atšķiras no autonomās barošanas sistēmas, jo tas nodrošina zibens ātru aizsardzību, barojot ierīci no akumulatora enerģijas. UPS ārkārtas darbības laiks ir ļoti īss (vairākas minūtes), taču ar to pietiek, lai iedarbinātu citu avotu vai pareizi atvienotu ierīces no elektrotīkla.
- Slēdzis ir elektriska ierīce, kuras funkcijas ir līdzīgas drošinātājam. Vienkāršāko slēdžu tīkla pārsprieguma aizsardzību nodrošina solenoīds, kuru aktivizē pārmērīgs strāvas pieaugums. Drošinātāju vietā plaši izmanto mazus slēdžus, lai aizsargātu māju un dzīvokļu elektriskās sistēmas.
- Pārsprieguma aizsargs ir aizsardzības ierīce ar iebūvētu elektronisko shēmu, lai aizsargātu pret impulsu, zemu un augstas frekvences tīkla traucējumiem, tos izlīdzinot.
- Labākais aizsardzības līdzeklis ir nelineārs pārsprieguma slāpētājs (OPN) - ierīce, kas aizsargā aprīkojumu no pārsprieguma un zibens pārslēgšanas.
- Transformatori (atkāpšanās un palielināšana) - maina spriegumu uz darba, kad tīklā notiek regulārs sprieguma samazinājums vai palielinājums, kā dēļ ierīces nevar darboties ar pilnu jaudu.
- Atlikušās strāvas pārtraucēji (RCD) ir visizplatītākais līdzeklis cilvēku aizsardzībai no elektriskās strāvas briesmām, pieskaroties ierīcēm un iekārtām, kad tiem tiek pievadīts spriegums, kā arī lai aizsargātu pret ugunsgrēku, ko izraisa noplūdes strāvas. Citi aizsardzības līdzekļi nevar veikt šīs funkcijas, jo tie reaģē tikai uz tīkla pārslodzi.
Impulsa trokšņa avoti
Impulsa troksni (IP) rada tūlītējs sprieguma pieaugums elektriskajā tīklā, kura amplitūda ir lielāka par 4-6 tūkstošiem V. IP ir viena vai vairāku mainīgu impulsu (pārsprāgšanas) veidā. Šī ir visizplatītākā elektrotīklu “slimība” un rada neatgriezenisku kaitējumu sadzīves tehnikas elektroniskajiem komponentiem. Aizsardzība pret IP - iekārtu barošanas avoti, izmantojot pārsprieguma aizsargus. Citas elektriskās aizsardzības sistēmas praktiski nav konfigurētas aizsardzībai pret IP, tāpēc tās to nevar nodrošināt.
Ir IP avoti:
- Dabiski avoti - tuvumā esošie zibens spērieni ar elektriskajiem tīkliem (gaisa vai pazemes), diapazons līdz 20 km.
- Cilvēka radītie avoti - komutācijas procesi enerģijas pārvades sistēmu (ieslēgšanas / izslēgšanas) vadības laikā un ārkārtas situācijas transformatoru apakšstacijās.
Saskaņā ar operatīvajiem datiem visizplatītākie ir tehnogeniska rakstura IP, kas izskaidrojams ar tīklu pasliktināšanās līmeni un lielu patērētāju slodzi.
IP drošības klases
Iekārtas aizsardzībai pret IP atkarībā no impulsa jaudas iedala klasēs:
- aizsardzība pret zibeni - 0 (A);
- ievada vairogs ēkai I (B);
- telpu elektriskie sadales skapji - II (C);
- aprīkojums saskaņā ar GOST-III (D).
Pārsprieguma aizsardzības ierīce (SPD)
Ir SPD - dažāda dizaina varistori un novadītāji, kuriem parasti ir indikatori, kas signalizē par izslēgšanu. Varistoriem ir zināmi trūkumi: pēc palaišanas tiem jāatdziest, kas samazina zibens aizsardzības gatavības līmeni atkārtotu zibens spērienu laikā. Tie ir uzstādīti uz DIN sliedes, tāpēc vajadzības gadījumā tos ir viegli nomainīt.
Aizsardzība pret pārspriegumu un ierīces uzticamība ir atkarīga no zemējuma efektivitātes ar vienādu potenciālu TN-S vai TN-CS, aizsardzības un 0 vadu atdalīšanu. SPD tiek uzstādīts 10 m solī pa kabeli, kas nodrošina aprēķināto SPD darbības secību.
Gaisa līnijās SPD tiek uzstādīts no novadītājiem un kausējamiem ieliktņiem, kopējā mājas vairogā - klases varistori. I, II un uz grīdas - III klase. Ja nepieciešams, papildu aizsardzības kontaktligzdas ir aprīkotas tīkla pagarinātāju veidā.
220V pārsprieguma aizsardzības ierīce mājām
Aizsardzība pret 220 V pārspriegumu ir uzdevums, kas jums būs jāatrisina pašam: domājiet ar galvu un salieciet savu aizsardzību. Mūsdienu sadzīves un datoru aprīkojums darbojas droši no 190 līdz 240 V. Sprieguma pārspriegums rada postošas sekas iekārtām, kad spriegums uzreiz palielinās vairākas reizes un strauji pazeminās.
Biežākie pārsprieguma cēloņi:
- vienlaicīga liela skaita ierīču izslēgšana / iekļaušana;
- 0 vadu bojājums;
- zibens spēriens elektrolīnijās;
- stieples pārrāvums ar ārēju priekšmetu;
- elektroinstalācijas shēmas pārkāpumi vairogā.
Nozare ražo lielu ierīču sarakstu, kas var droši nodrošināt aizsardzību pret 220 V tīkla pārspriegumu, sadzīves tehnikas - no bojājumiem un augstiem tīkla parametriem:
- Kad sprieguma kritumi ir reti sastopami, tiek uzstādīts ILV (sprieguma uzraudzības relejs). ILV - ierīcei, kas izslēdz elektrisko ķēdi, mainoties potenciālajai starpībai, un ieslēdzas, kad tīkla parametri normalizējas, tai jābūt ar savu jaudu, kas pārsniedz pievienotās ierīces kopējo jaudu.
- DPN (diferenciālā sprieguma sensors) tiek iedarbināts, mainoties potenciālajai starpībai. DPN izraisa pašreizēju noplūdi, to jau nosaka cita mašīna - RCD, tā arī atvieno tīklu.
Sprieguma regulatori
Normālai elektroiekārtas darbībai spriegums jāuztur diapazonā no 190 V līdz 240 V.Aizsardzība pret pārsprieguma pārspriegumu rodas, ja tiek pārsniegti pieļaujamie parametri, piemēram, metināšanas darbu dēļ, kas veikti netālu no mājas, vai īssavienojuma strāvas parādīšanās vispārējā mājas elektriskajā tīklā. Šajā gadījumā stabilizators uzreiz izslēdz elektrību. Pēc tīkla stabilizācijas aizsargierīce patstāvīgi piegādā spriegumu patērētāja ierīcēm.
Pārsprieguma aizsargi
Ja filtrs nevar tikt galā ar traucējumiem, tas izslēdz strāvu ar iebūvēto drošinātāju. Pārsprieguma aizsardzība tiek izmantota daudzlīmeņu vietējiem datortīkliem. Pārsprieguma aizsardzības shēma nodrošina vienu no vienkāršākajām, lētākajām un efektīvākajām pārsprieguma aizsardzības metodēm. Parasti to saista ar regulējamu izeju un aizsargātu shēmu vai slodzi. SF, kas darbojas uz tranzistora pamata, kontrolē izejas strāvu un spriegumu. Aizsardzības ierīce izslēdz aprīkojumu, kad spriegums pārsniedz iestatīto vērtību.
Pārsprieguma aizsardzība, izmantojot pārsprieguma novadītājus
Pērkona negaiss, kvazistacionārs un komutācijas pārspriegums ietekmē elektrisko iekārtu darbību. Galvenās aizsardzības ierīces ir RV (vārtu novadītāji) un pārsprieguma ierobežotāji (nelineāri pārsprieguma novadītāji). Viņu darba uzticamība ir atkarīga no:
- Ierīču skaita, to parametru un atrašanās vietas izvēle.
- Pati novadītāja iekšējā pārsprieguma aizsardzība, kas nav pasargāta no šāda veida iedarbības.
- Pārbaudes normālos apstākļos, tām nevajadzētu izlauzties.
Pārsprieguma novadītāji (varistori) sastāv no rezistora un dzirksteles spraugas, kas savienoti virknē. Šī savienojuma shēma maina raksturlielumus mitrā vidē, tāpēc tie ir hermētiski noslēgti. Šāda veida nodalītājs darbojas klusi un nerada gāzu un liesmu izmešus.
Pārsprieguma parādība mūsu tīklos nav nekas neparasts, barošanas sistēmas ir novecojušas, jo tās nav paredzētas mūsdienu paaugstinātam patērētāju dzīves līmenim. Piepūstas elektrības patēriņa kravas iznīcina nolietotos tīklus, kā rezultātā sprieguma kritumi notiek arvien biežāk.
Apkopojot, jāsaka, ka pārsprieguma aizsardzības metodes, protams, ir paredzētas aizsardzībai pret augstsprieguma iekārtu un cilvēku radītiem bojājumiem, taču nedod 100% garantiju. Pērkona negaisa laikā un tīkla komutācijas laikā vislabākā aizsardzība vienmēr ir pilnīga dārgu iekārtu atvienošana no elektrotīkla.
