Руководитель и главный редактор сайта, автор статей.
Опыт работы 5 лет.

Новый способ защиты домашней сети от перенапряжения

Здравствуйте, дорогие читатели сайта Сам Электрик! Сегодня хотелось бы уделить немного Вашего внимания разработке одного из посетителей нашего портала. Ниже Вы можете ознакомиться с его изобретением и, если Вас заинтересовала информация, написать самому автору (электронная почта указана под статьей). Просим Вас также принять активное участие в обсуждении модифицированного устройства защиты от повышенного напряжения в комментариях.

Большинство современных защитных аппаратов, имеющих наиболее полный функционал, рассчитаны на установку в щиток электропитания всех потребителей, в квартире или офисе. Такой вариант удобен в плане монтажных работ, особенно в новостройках, однако имеет существенные недостатки:

  • Невозможен во многих старых квартирах, где щит электропитания вынесен наружу и закрывается на замок, а если установлен внутри, то просто не имеет места для установки устройства защиты.
  • В случае обеспечения установки (дополнительным щитком или иными способами) надо предвидеть сложность ситуации когда внезапно обесточивается вся квартира, гаснет свет (ниже, из текста будет понятно, что это может происходить довольно часто, особенно в сельской местности). Хорошо если в устройстве защиты установлена малая задержка на включение. А если 5-10 мин и она неведома домочадцам? А если напряжение устойчиво повысилось чуть выше уставки, что характерно для садоводческих и сельских сетей?
  • В момент включения после обесточивания при большом числе включенных потребителей, — холодильник, стиральная машина, прочие кухонные приборы, телевизор (часто — 2, 3), компьютер и пр. возникает сильный бросок тока, который может привести к срабатыванию автомата. Замена же его на автомат с большей уставкой по току опасна, особенно в домах с алюминиевой проводкой и разветвлениями путем скрутки проводов, поскольку ток возможных замыканий может не привести к срабатыванию автомата и провода могут оплавиться, — для скрытой проводки это катастрофа.

Таким образом, данный вариант более пригоден для стабильных электросетей с очень редкими спадами и превышениями напряжения и для небольших (по энергопотреблению) офисных и производственных помещений.

Подключение устройства защиты

Для квартир же более предпочтительной можно считать установку стабилизатора. Но опять же, не на всю квартиру, а для отдельных потребителей, которые нужно защитить как от перенапряжения, так и от его снижения, — как правило для холодильников. Что касается современной электронной аппаратуры. размещаемой в комнатах, то многим уже известно, что она имеет внутренние стабилизаторы, которые допускают широкий диапазон напряжения питания, примерно от 130 до 250 В. Поэтому нет смысла защищать её какими-либо внешними стабилизаторами. Здесь требуется особая защита от перенапряжения, начиная уже от 253 В (верхний предел по ГОСТу на качество электроснабжения), с хорошей фильтрацией от микросекундных импульсов. Для решения этой задачи уже многие годы разрабатываются и выпускаются как простейшие (например, «переходники»), так и наиболее качественные фильтры-разветвители, имеющие постоянную (заводскую) или изменяемую (Потребителем) уставку на срабатывание от повышения напряжения. Обзор такого рода устройств можно легко сделать в интернете, поэтому здесь нет смысла перечислять их с какими-либо комментариями. Перейдем лучше к основному вопросу, которому посвящена данная статья, к рассмотрению подходов по решению задачи защиты от повышенного напряжения.

Современное поколение наиболее функциональных защитных аппаратов определилось задачей электрозащиты холодильников, — требовалось две уставки, на повышение и понижение напряжения, и автоматическое включение с определенной задержкой. Поэтому стали использоваться контроллеры и соответствующие элементы индикации и программирования. Появились и устройства, включаемые в розетку, например реле Uniel UBR-16VR-1G35/MDA.

Uniel UBR-16VR-1G35/MDA

Что касается основной функции, — защиты от перенапряжения, то хотя они и стали более удобными и качественными по фильтрации и варисторной защите от импульсов, но сохранили главный недостаток — автоматическое отключение потребителей при повышении напряжения более некоторой фиксированной уставки. Как я отмечал выше, по действующему ГОСТу отклонение напряжения в сети не должно превышать 253 вольта. Однако, многие сети, особенно сельские и садоводческие, имеют частые и длительные превышения этой величины. Поэтому Изготовители защитных устройств предусматривают корректировку уставки вплоть до 270 в и даже выше. В то же время Изготовителям электронной аппаратуры невыгодно обеспечивать высокую надёжность вплоть до такого уровня напряжения питания. Таким образом, зона 253 — 260 вольт наиболее вероятного длительного превышения напряжения является, можно сказать, зоной негласного и для многих Потребителей неизвестного, но технически реального конфликта интересов Потребителей и Изготовителей. Являясь представителем первой стороны и имея достаточно длительный опыт разработки так называемых вольт-автоматов, я разрешил этот конфликт следующим образом.

Учитывая всё более низкий уровень мощности, потребляемой бытовой электронной аппаратурой и отмеченную выше нерациональность защиты всей квартиры одним аппаратом, или множеством стабилизаторов, я взял за основу такой алгоритм: начиная с предельного по ГОСТу напряжения устройство должно гасить его избыток посредством активного балласта и лишь при входном значении порядка 265 — 270 В, когда большая длительность его уже маловероятна, а тепловыделение на балласте уже слишком велико, устройство должно мгновенно отключать нагрузку. Отключение должно происходить и при перегреве радиатора балласта.

Для предельного уменьшения тепловыделений гашение должно быть динамическим (амплитудным), то есть только по «макушкам» синусоиды. Данный алгоритм удалось реализовать достаточно простой схемой, с использованием аналоговых и ключевых элементов широкого применения, то есть без существенных затрат. Конструктивно устройство удобно монтировать в типовой соединительной коробке размером порядка 100х100 мм, повсеместно используемой для электропроводок. Ниже приведены фото двух основных вариантов на мощность нагрузки порядка 500 — 1000 вт.

Внешний вид изобретения

В моей творческой мастерской разработан также очень удобный для рассматриваемых устройств «термо-брейкер» — автомат, мгновенно (неск. мс) отключающий нагрузку (на базе широко используемого в фильтрах брейкера с кнопкой).

К сожалению, современная кризисная ситуация не позволяет Производителям защитных устройств тратиться на новые разработки. Мои попытки на этот счет не увенчались успехом именно по этой причине. Но, если посмотреть на рынок глазами дальнозоркого Производителя, знающего к тому же отмеченные и другие недостатки существующих моделей, то видится скорое стремительное падение спроса. Необходимо обновление моделей, учитывающих состояние существующих электросетей и интересы широкого Потребителя, особенно в сельской и дачной местности. Так что автор ждёт предложений на этот счет именно от дальнозорких менеджеров компаний.

Контакты для обратной связи: А. Васильев, инженер, эл.почта phil2007@list.ru

(3 голосов)
Загрузка...
Обсудить на форуме

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *