Скачет напряжение в электросети: что делать

Любой электроприбор имеет ограничения по параметрам напряжения питания. Исключение составляют разве что лампы накаливания: да и то, при превышении значения на 25% они перегорают. Некоторые производители сложной бытовой техники предусматривают защиту по входным цепям. Даже в паспортных данных можно увидеть параметры: от 100 до 240 вольт.

Это не означает, что в процессе работы питающее напряжение может скакать от 150 до 230 вольт. Просто блок питания способен обеспечить работу бытового прибора любым входящим значением (в рамках установленного диапазона) при условии, что оно стабильно.

Однако напряжение питания в электросети может быть стабильным только при условии равномерной генерации и такого-же равномерного потребления. Например, генерирующая система выдает мощность 10 кВт, и нагрузка соответствует этому значению. В реальности потребители подключаются к сети довольно хаотично, обеспечивая переменную нагрузку.

• Для лучшего понимания ситуации разберемся с определениями. Скачок напряжения, это разговорная форма. Юридически существует понятие «отклонение от нормы». Так вот, допустимым считается отклонение значения напряжения не более 10% в любую сторону, и не более чем на 60 секунд. Кстати, производители электроприборов также ориентируются на эту норму, и закладывают подобные отклонения в параметры блоков питания.

Почему происходят скачки напряжения в энергетической сети

Обратимся к закону Ома (точнее к его следствиям). Мощность потребления исчисляется, как произведение величины силы тока на значение напряжения. Если генерирующее устройство имеет ограничение по мощности нагрузки, то при увеличении тока потребления, напряжение в линии пропорционально снижается. Аналогично происходит обратный процесс: если при фиксированной мощности генератора, снижается ток потребления, резко повышается напряжение в сети.

Информация: Речь идет об исправной линии электропередач.

Разумеется, генерирующие электроустановки проектируются таким образом, чтобы напряжение в сети автоматически стабилизировалось.

Однако на практике, параметров стабилизирующих схем часто недостаточно.

Еще одна причина, не связанная с неисправностью сети — перекос фаз. Как правило, все трансформаторные подстанции работают по трехфазной схеме 380 вольт. Возьмем, к примеру 90 квартирный многоэтажный дом. Питание помещений организуется следующему принципу: общая нейтраль, и по одной фазе 220 вольт на каждые 30 квартир.

Если на одной из фаз пропадает нагрузка (обрыв линии, сработал автомат защиты, и прочее), на оставшихся вводах автоматически возрастет напряжение.

Информация: Существует еще одно отклонение от параметров, изменение частоты переменного тока (штатно должно быть 50 Гц). Но это явление встречается реже.

Причины техногенного характера

1. В многоквартирных домах, особенно старой постройки, линии электросети сильно изношены, сечение может не соответствовать нормативам Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Кроме того, имеют место факты несанкционированного ремонта, самостоятельной замены проводки, выполненной несертифицированными домашними «электриками». Контактные группы (клеммные колодки) испорчены коррозией, многочисленными подгораниями точек контакта. Возникают скрутки проводов из различных металлов, что приводит к электрохимической коррозии.При таком состоянии проводки, даже исправная и качественная трансформаторная подстанция не в состоянии обеспечить стабильные параметры при изменении тока нагрузки. Особенно заметны скачки напряжения в электросети в летний период (когда жители включают кондиционеры), и при наступлении темноты.
2. Трансформаторные подстанции построены еще в прошлом веке. В результате изношенности, оборудование не в состоянии противодействовать перегрузкам по току, поэтому постоянно возникают серьезные просады напряжения. Часть таких трансформаторов конструктивно не имеют средств стабилизации.
3. Наращивание дополнительных мощностей потребления на линейном уровне. Любая подстанция имеет резерв по мощности. Если он не задействован, то кратковременные перегрузки гасятся запасом по току, и напряжение остается стабильным. В результате неконтролируемой застройки, энергетики вынуждены подключать новые линии на существующие сети, полностью выбирая резерв. иногда, по причине коррумпированности представителей энергетических компаний, застройщику удается даже превысить лимит потребления. Как следствие — энергосети постоянно работают в режиме перегрузки, и малейшее увеличение потребляемой мощности неминуемо приводит к скачкам напряжения.
4. Рост энергетической нагрузки в масштабах каждой квартиры (домовладения). Современный житель (особенно в городской среде) неизбежно увеличивает количество используемых электроприборов. В каждой комнате устанавливается телевизор, в квартирах имеются компьютеры, посудомоечные машины, мультиварки. Кондиционер уже давно входит в стандартное оснащение жилища. Разумеется, каждый персональный ввод электросети ограничен автоматом защиты. Но его максимальный показатель по току не рассчитан на постоянное потребление на грани срабатывания. Когда в каждой квартире сила тока близка к порогу срабатывания автомата, сети испытывают значительные перегрузки, и напряжение падает.
5. Обрыв или потеря контакта на линии нейтрали. В этом случае напряжение не пропадает (как при однофазном подключении), а резко возрастает. Превышение может составить несколько сотен вольт: зафиксированы случаи, когда напряжение в аварийной сети достигает 400–500 вольт. Понятно, что при большой нагрузке эти перепады приводят к срабатыванию линейных средств защиты. А если потребление ниже среднего, выходит из строя бытовая техника. Возможен даже пожар.
6. Самовольная коммутация электросетей на вводе. Некоторые недобросовестные жильцы используют в качестве нейтрали, системы водопровода или отопления, для обхода приборов учета электроэнергии. В этом случае возникает разброс линии фазы и нуля. Помимо опасности прикосновения к радиаторам отопления, такие художества приводят к скачкам напряжения в сети.
7. Подключение промышленного оборудования к линиям бытового назначения. Довольно часто можно наблюдать, как при строительстве домовладения, или объекта торговли (ларька), бригада работает с мощной бетономешалкой или сварочным трансформатором, запитанным от обычного щитка питания. Разумеется, потребление в активном режиме порядка 5–10 кВт в одной точке, приводит к просадам напряжения на линии.
8. Случается, что бытовая линия электропередач расположена в непосредственной близости от высоковольтных мачт, либо контактного провода троллейбусного или трамвайного маршрута. В этом случае возможен эффект наведенного напряжения.
9. Нельзя забывать о природных факторах. Речь идет не только о непосредственном грозовом разряде прямо в линию электропередач (хотя и такое случается).Статика является серьезной проблемой не только при прохождении сквозь ЛЭП грозового фронта (даже без молний), но и во время так называемых суховеев.

Как бороться со скачками напряжения

Системные меры оставим на попечение энергетикам. В их прямую обязанность входит содержание генерирующих и линейных сетей в надлежащем состоянии. Задача потребителей фиксировать аномалии напряжения и незамедлительно сообщать в компанию, которой вы оплачиваете счета за электроэнергию. Если это не помогает, необходимо жаловаться в органы контроля и добиваться предоставления качественной услуги.

От нас (потребителей) зависит правильность эксплуатации электроприборов. Разумеется, в первую очередь необходимо следить за состоянием внутренних сетей с «нашей» стороны прибора учета. Защитные автоматы (пробки) должны быть исправны, внутренняя проводка соответствовать нагрузке. Если у вас розеточная сеть выполнена на проводе сечением 1.5 мм², нельзя использовать на этой линии мощные электроприборы.

Как защитить бытовую технику от скачков напряжения

Если нет возможности локализовать скачки напряжения в электросети силами потребителя, что делать для сохранения имущества и здоровья? Придется потратить немного денег на закупку специального оборудования.

1. Бытовые реле контроля напряжения (РКН). Один из экономных вариантов решения проблемы. С помощью РКН невозможно устранить отклонение от параметров в сети. Но вы сможете защитить свою технику от их пагубного влияния.
   
   
   

   Сразу оговоримся: это изделие не относится к основным средствам обеспечения электро-безопасности. РКН не заменит УЗО или защитный автомат. Потенциально, прибор убережет вас от возможного появления в сети высокого напряжения или пожара. Но от короткого замыкания или перегрева проводки, надо использовать профильные устройства.

   Система работает следующим образом: линия питания проходит через контакты реле, которые размыкаются по команде контроллера. Оператор устанавливает «коридор», чаще всего от 200 до 240 вольт. В этом диапазоне без проблем работают практически все бытовые электроприборы. Если входное напряжение выходит за рамки «коридора», реле прекращает подачу электроэнергии.

   Дополнительный параметр установки — время срабатывания. Это своеобразный компромисс между безопасностью и комфортом. Если реле будет срабатывать при малейшем признаке отклонения, прибор нанесет больше урона, чем пользы. Поэтому выставляется так называемое время задержки. Например, если отклонение от значения длится не более 10 секунд, ничего не происходит. То же самое относится к восстановлению параметра. Пока прибор не «убедится» в том, что напряжение стабилизировалось окончательно, контакты реле будут разомкнуты.

   Логика простая: лучше на полчаса выключить электроприборы, чем каждые 10–15 минут подавать и отключать питание.

   Преимущества: Абсолютная надежность. Даже если напряжение неожиданным образом подскочит до 1000 вольт, сгорит (физически) только РКН. Остальные приборы будут целы. Есть возможность настройки, постоянный контроль напряжения визуально (в каждом реле есть цифровое табло). Низкая стоимость.

   Недостатки: Ступенчатость срабатывания, нет возможности исправить параметры питания сети. Нет стабилизации: при затяжном просаде (или превышении) напряжения, придется принимать решение: или сидеть без света, или мучить электроприборы некачественным напряжением в сети.

   Тем не менее это устройство относится к самым популярным средствам защиты от скачков. Они удобно встраиваются в щитки питания, имея стандартный DIN формат.

   

2. Стабилизаторы напряжения. Это принципиально иной подход к решению проблемы. Собственно, эти приборы не относятся к средствам защиты от скачков (в привычном понимании). Стабилизатор просто не допускает расхождения параметров напряжения на выходе, поэтому и защита не требуется. По сути, это персональная трансформаторная подстанция, расположенная на территории потребителя.Принцип работы достаточно простой. Имеется схема преобразования напряжения. Это может быть импульсный блок питания, либо классический трансформатор. Имеется заданное значение выходного напряжения. Для поддержания параметров, необходимо плавающее подключение к вторичной обмотке. Собственно, происходит переключение между витками. Поэтому, так же как у РКН, у стабилизатора тоже есть предел срабатывания. Например, нельзя сделать 220 вольт из 150. Равно, как и невозможно погасить скачок напряжения силами трансформатора, если на входе 380 Вольт. Как работает система, на примере классического трансформатора: Все помнят ЛАТр (лабораторный трансформатор). Он конструктивно представлял собой тороид, где по вторичной обмотке перемещался ползунок для плавного регулирования напряжения.Контроль осуществлялся вручную, с помощью стрелочного вольтметра. Когда в вечернее время напряжение падало, можно было подкрутить ползунок, и выставить нормальное значение. Современные стабилизаторы работают по такому же принципу, только переключение между обмотками происходит с помощью блока управления. Трансформаторные схемы работают с реле, либо тиристорами (во втором случае не слышен лязг контактов).Схемы с импульсным блоком питания регулируют напряжение с помощью ШИМ контроллера. Это более гибкая система, но и стоимость существенно выше (а надежность напротив, хуже трансформаторных решений).

   Преимущества: Вы не отключаете технику для защиты от скачков напряжения, а поддерживаете его в пределах допуска. Это дает возможность нормально пользоваться электроэнергией при затяжных отклонениях.

   Недостатки: В первую очередь высокая стоимость. Цена стабилизатора для квартиры сопоставима с большим плазменным телевизором. Еще одна проблема — инерционность (за исключением ШИМ контроллеров). Защита от импульсных скачков отсутствует. После выхода из параметра, напряжение восстановится лишь через несколько секунд.

3. Блок бесперебойного питания. При соответствующей мощности, это идеальная защита от бросков напряжения. Питание осуществляется от аккумуляторных батарей, которые работают в режиме буферной подзарядки. То есть, пока параметры сети в норме, оборудование питается напрямую. Как только значение вышло за пределы нормы, мгновенно включается преобразователь на 220 вольт, электроприборы «не замечают» просадки напряжения. Секрет в наличии достаточной емкости батарей, чтобы взять на себя нагрузку.Отсюда первый, и главный недостаток: высокая стоимость. Для поддержания правильных параметров сети на выходе, требуется хороший запас АКБ. Иначе их хватит всего на несколько минут.Преимущества очевидны: у вас полностью автономное питание (в смысле полной защиты от внешних проблем), но с ограниченным сроком действия. Поэтому при регулярном просаде напряжения, следует подумать об ином способе.Технически комплекс представляет собой преобразователь напряжения с чистым синусом, блок управления (контроль за входным напряжением), и комплект батарей. Преобразователь одновременно является зарядным устройством (когда напряжение в сети есть).

Где купить

Максимально быстро приобрести устройства защиты и стабилизации напряжения можно, посетив ближайший специализированный магазин. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации».

Реле защиты от перенапряжений и перегрузок, 63А	Реле с защитой от перегрузки по току и перенапряжений, 60А	Полностью автоматический интеллектуальный регулятор напряжения
Автоматический стабилизатор напряжения переменного тока 5000ВА	Многоцелевой источник бесперебойного питания MT1000S / 600W	Многоцелевой источник бесперебойного питания, 1 кВА/800 Вт

Итог

Решение проблемы скачков напряжения существует, стоимость вопроса зависит от поставленных задач и качества электроснабжения.

Видео по теме