Accumulator-shop.ru

Аккумулятор Шоп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство защиты от скачков напряжения

Устройство защиты от скачков напряжения

Такие негативные явления, как перепады напряжения в электрической сети, случаются довольно часто. Вызвать их могут не только неисправности на трансформаторной подстанции, от которой запитан дом, но и чрезмерная нагрузка на кабели электропередачи. Еще чаще перекос фаз и повышение тока в электрической сети может создать включенный сварочный аппарат в доме по соседству.

Реле

Реле контроля напряжения для защиты бытовой техники и оборудования

УЗМ – реле напряжения, обеспечивающее мгновенное отключение электрического контура при превышении нагрузок. Определяющим фактором выступает напряжение: если оно отклоняется от заданных параметров в большую или меньшую сторону, реле прерывает контакты и обесточивает сеть. Выпускают модели для однофазной и трехфазной сети.

Чем именно вызваны скачки показателей, значения не имеет. Подключение слишком большого количества потребителей в 1 розетку, включение слишком мощных аппаратов, скачки, связанные с неполадками на электростанции или в распределительном узле – в любом случае УЗМ отключает ток. При этом подключенное на момент скачка оборудование не выходит из строя.

УЗМ – элемент пожарной системы безопасности. При перепадах напряжения ток нередко пробивает изоляцию. А это прямая угроза возгорания. Отключение предупреждает возгорание и препятствует распространению пожара.

Устройство отключает ток, если изменение напряжения длится определенное время. Обычно это 0,5 с.

Конструкция

Устройство защиты многофункциональное представляет собой пластовой корпус с гнездами для подключения нуля, фазы и заземления. Чтобы регулировать показатель максимального и минимального напряжения, а также время выдержки, используют верньеры, расположенные в средней части аппарата. Здесь установлены индикаторы, указывающие на включение силового реле и сигнализирующие о падении показателей.

Ниже на панели есть индикаторы, информирующие о наличии линейного напряжения на клеммах.

Выпускают модели, в которых есть дополнительные клеммы для подключения дистанционного управления.

Вся электронная часть УЗМ располагается на плате: реле, силовые шины, токовый шунт, другие электронные компоненты. Плата выполняется из прочного материала и достаточно надежна.

УЗМ не заменяет собой УЗО, УЗИМ, автоматические выключатели и другое оборудование.

Принцип работы

В штатном режиме устройство отслеживает питающее сетевое напряжение. Если возникают высоковольтные нагрузки, защита, встроенная в УЗМ, шунтирует скачки до приемлемой величины. При таком режиме работы на пенале светятся желтый и зеленый индикаторы.

Пока напряжение изменяется в пределах допустимого, а нагрузка подключена, индикация не изменяется. Ускорить подключение нагрузки можно, нажав на кнопку «ВЛК/ВЫКЛ».

Если величина оказывается слишком низкой, но длится провал менее 0,5 с или другого установленного временного промежутка, прибор не отключает питание. Но когда оно становится нормальным, УЗМ сначала выдерживает период готовности – 5 с, в течение которых индикация отсутствует. Через 5 с все придет в норму.

Читайте так же:
Выключатель заменить блок розетка выключателем

При резком превышении допустимого значения спустя 0,5 с реле отключает питание. Если спустя какое-то время напряжение в сети восстановлено, через 10 с после этого УЗМ включается. В этот момент вручную прибор включить нельзя – он не позволяет подать питание в контур.

Разница между УЗМ и обычным реле напряжения в функциональности. Последнее обесточивает контур только при скачке.

В чем опасность?

Наведенное напряжение имеет не меньшую опасность, чем обычный потенциал. Если при КЗ проводника работает релейная защита и отсекает аварийный участок, в случае с наведенным U все сложнее. Здесь защитные устройства не сработают, поэтому человек может оказаться под длительным воздействием негативных факторов.

При КЗ на рабочей линии, которая находится возле отключенного участка, на обесточенной ВЛ наведенное напряжение увеличивается в несколько раз. В результате ремонтный персонал оказывается под действием наведенного U, что может привести к ожогам и даже остановке сердца. Величина параметра может достигать 10-20 тысяч Вольт.

В ПУЭ прописано, что U выше 25 В уже опасно для здоровья человека. Вот почему важно внимательно подходить к этому обстоятельству и принимать меры, обеспечивающие дополнительную защиту. Как защититься от проводки, будет рассмотрено ниже в статье.

Защитные меры при прикосновении к нетоковедущим частям

В качестве защитных мер при прикосновении к нетоковедущим частям применяют защитное заземление, зануление или отключение, двойную изоляцию, пониженное напряжение, защитные средства и др.

Защитное заземление

Защитным заземлением называют металлическое соединение с землей нетоковедущих металлических частей электрической установки (корпуса электрических ма.шин, трансформаторов, реостатов, светильников, аппаратов, каркасы щитов, металлические оболочки кабелей, фермы, колонны и др.). Защитное заземление применяют в сетях с изолированной нейтральной точкой.
Следует различать рабочее заземление и защитное заземление. Рабочее заземление — соединение нейтрали с землей, определяющее режим заземленной нейтрали. Защитное заземление — соединение корпусов и других деталей с заземлителем. Заземлителями могут служить труба, уголковая сталь, швеллер, полосовая сталь, лист железа, помещенные во влажную землю (а также арматура железобетонных конструкций, стальные опоры ЛЭП и др.).
Переходное сопротивление устройства заземления должно быть не более 2 Ом в подземных условиях угольных шахт, в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных. В других случаях не более 4 Ом, на опорах ЛЭП не более 10 Ом.
Принцип действия защитного заземления — снижение напряжения прикосновения корпуса до безопасной величины за счет малого сопротивления заземлителя.
Напряжением прикосновения называется напряжение на какой-либо токопроводящей части электроустановки в момент прикосновения к ней человека. Напряжение прикосновения обусловливает величину тока через тело человека.

Читайте так же:
Схема подключения легранд карточного выключателя

В аварийных ситуациях это напряжение может быть опасным

Для снижения напряжения прикосновения необходимо обеспечить эффективное заземление или зануление электроустановки.

При малом сопротивлении заземления (Rз = 2 Ом) напряжение на корпусе электроаппарата в случае пробоя изоляции будет невелико, большая часть тока замыкания I кз пойдет через заземлитель, а не через тело человека (Rч = 1000 Ом), включенного параллельно сопротивлению заземления.

Защитное зануление

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок с нулевым, многократно заземленным проводом.

Нулевой защитный провод имеет сечение в два раза меньшее, чем нулевой рабочий провод. Нулевой рабочий провод используется в четырехпроводных сетях с несимметричной нагрузкой (например, бытовой).

Назначение защитного зануления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу, оказавшемуся под напряжением.
Принцип действия — превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание и отключение его максимальной токовой защитой (плавкими вставками, автоматами и др.).
Зануление осуществляет 2 защитных действия:
1) быстрое автоматическое отключение поврежденного участка;
2) снижение напряжения прикосновения за счет заземления.
Область применения — трехфазные четырехпроводные сети до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, в однофазных двухпроводных сетях переменного тока; в трехпроводных сетях постоянного тока — с глухозаземленной средней точкой.

Двойная изоляция

Под двойной понимается дополнительная, кроме основной, изоляция, которая ограждает человека от металлических нетоковедущих частей, могущих случайно оказаться под напряжением. Наиболее надежную двойную изоляцию обеспечивают корпусы из изолирующего материала. Обычно они несут на себе всю механическую часть. Этот способ защиты чаще всего применяют в электрооборудовании небольшой мощности (электрифицированный ручной инструмент, бытовые приборы и ручные электрические лампы).
В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, даже при одновременном контакте человека, с токоведущими частями разных фаз или полюсов, применяют пониженное напряжение (12 и 36 В). Источником такого напряжения являются батареи гальванических элементов, аккумуляторы, выпрямительные установки, преобразователи частоты и трансформаторы (применение автотрансформаторов в качестве источника пониженного напряжения запрещено). Так как мощность этих источников незначительна, область применения пониженных напряжений ограничивается ручным инструментом, ручными и станочными лампами местного освещения.

Для схемы зануления необходимы: нулевой защитный проводник, глухое заземление нейтрали и повторное заземление нулевого защитного провода.
Нулевой защитный провод снижает сопротивление цепи короткого замыкания и обеспечивает тем самым достаточно большой ток замыкания для надежного срабатывания максимальной токовой защиты.
Глухое заземление нейтрали обеспечивает малое напряжение прикосновения.
Повторное заземление нейтрали обеспечивает малое напряжение прикосновения для удаленных электроприемников.

Читайте так же:
Потайной выключатель для авто

Защитное отключение

Защитное отключение — автоматическое отключение электроустановки системой защиты при возникновении опасности поражения человека электрическим током. Так как в случае повреждения электроустановки изменяются значения некоторых величин (напряжение корпуса относительно земли, ток замыкания на землю и др.), то если эти изменения окажутся воспринимаемыми чувствительными датчиками, аппараты защиты сработают и отключат электроустановку.
Устройство защитного отключения (УЗО) включает в себя прибор защитного отключения и исполнительный орган — автоматический выключатель.
Прибор защитного отключения — совокупность отдельных элементов, которые воспринимают входную величину, реагируют на ее изменение и при заданном ее значении дают сигнал на отключение выключателя.
УЗО применяются в электроустановках, где по каким-либо причинам трудно обеспечить эффективное заземление или зануление, где высока вероятность прикосновения людей к токоведущим частям (передвижные электроустановки, ручной электроинструмент).
УЗО делятся на следующие типы, реагирующие на:

Виды защитных реле контроля

По типу нагрузки

Модели РКН делятся на однофазные и трехфазные. Первый вид предназначен для монтажа в загородных частных домах и в квартирах многоэтажек. Второй устанавливается в условиях промышленного производства. Например, для защиты станков, климатических установок, компрессоров, либо промышленного оборудования с электроприводом.

Трехфазные реле также можно использовать и в домах для систем, которые контролируют полнофазность и стабильность напряжения в сети. При условии оборудования помещения трехфазным вводом. Однако такой вид РКН может преподносить сюрпризы. Например, в случае незначительного фазового перекоса, от электропитания будет отключена вся многоэтажка. Даже если фазы будут демонстрировать приемлемый для работы техники уровень напряжения.

Тип подключения

По этому параметру реле подразделяются на:

  • розетки-вилки;
  • удлинители;
  • под Din-рейку.

Если защита требуется одному или двум приборам в квартире, то реле «розетка-вилка» – лучший выбор. Устройство подключается прямо в розетку и рассчитано на силу тока в 16 А. Электропитание отключает специальный электромагнитный расщепитель, расположенные внутри РКН. Управление с помощью кнопок и цифрового дисплея.

Удлинители РКН способны защитить одновременно несколько маломощных приборов благодаря наличию нескольких розеток. Безопасность работы двух или более мощных устройств такое реле обеспечить не сможет.

Место монтажа реле защиты под Din-рейку – распределительный щит. Такие РКН защищают от перепадов напряжения не только квартиру, но и весь дом. Расчетная мощность – 7 кВт. Нужно больше – потребуется дополнительная установка магнитного контактора.

Реле с регулируемыми диапазонами

На примере многофункционального реле напряжения РНПП-311М давайте рассмотрим, какие бывают функции и уставки у реле напряжения. РНПП-311М контролирует трёхфазное напряжение.

Читайте так же:
Расстояние выключателя от пола пуэ

Реле контроля напряжения РНПП-311М.jpg
Реле контроля напряжения РНПП-311М

Контроль повышенного и пониженного напряжения
Переключателем выбираем напряжение 380 или 400В. Выбранное напряжение реле будет считать нормальным. С помощью поворотного переключателей задаём максимальное и минимальное значение напряжения. Уровень напряжения задаётся в процентах от номинального — того, что мы выбрали переключателем. С помощью переключателей Umin и Umax контроль повышенного и пониженного напряжения можно совсем отключить.

Выбор диапазона регулирования зависит от типа нагрузки. Например, общепромышленные трехфазные электродвигатели серии АИР производства ELDIN допускают длительное отклонение напряжения не боле ±5% от номинального. Для большинства других устройств отклонение ±5% это тоже наиболее безопасное отклонение.

В отдалённой деревне или на участке сети, которая работает с перегрузкой, напряжение может существенно отличаться от допустимого в течении длительного времени: дни, недели, а иногда — всегда. Для защиты сетей, где действующее напряжение уже существенно отличается от нормативного, используют реле с регулируемым диапазоном питающего напряжения. В этом случае вы можете установить как очень низкие, так и высокое диапазоны срабатывания. Например, импульсные блоки питания современной электроники могут работать и при 150 В без какого-либо ущерба для себя. Будут работать и электрические нагреватели, но они не будут развивать номинальную мощность. При этом такое напряжение будет неприемлемо для электродвигателя. Зато с регулируемыми реле вы сами можете решать, в зависимости от типа нагрузки, какие установить пределы регулирования.

Unom.jpg

Обнаружение обрыва фазы
Реле постоянно следит за тем, чтобы на нагрузку подавались все три фазы. Если произойдет, обрыв одной из фаз — реле отключит нагрузку. Функция предназначена в первую очередь для защиты трехфазных двигателей. Обрыв хотя бы одной фазы приведет к сгоранию обмотки статора. Функция обнаружения обрыва фазы не требует настройки.

Контроль чередования фаз
Реле распознает, когда нарушен порядок подключения фаз и подает сигнал на отключение нагрузки. Соблюдение чередования фаз также важно именно для электродвигателей. Если нарушить чередование фаз, двигатель начнет вращаться в обратную сторону. Порядок подключения фаз заложен в реле и так же не требует настройки.

ЧФ.jpg

Контроль асимметрии фаз
Асимметрия фаз — это когда фазы трехфазной сети нагружены неравномерно, вследствие чего на одной фазе возникает повышенное напряжение, а на другой пониженное.

Ассиметрия фаз.png

При равномерном распределении нагрузки на всех фазах напряжение остается одинаковым и не выходит за пределы допустимых. На рисунке справа фаза С нагружена больше других, из-за чего напряжение на ней «просело». Из-за просадки напряжения на фазе С напряжение на других фазах стало выше.

Читайте так же:
Автоматический выключатель четырехполюсный с опломбировкой

Функция схожа с контролем повышенного и пониженного напряжения, но считает уже разность напряжения между фазами. Будет незаменима, если пределы контроля напряжения выставлены грубо, а к сети подключена нагрузка чувствительная к перекосам. Например, при контроле напряжения ±20% перекос может достигать 40%, в таком случае будет уместно контролировать перекос отдельно от напряжения.

Недопустимый перекос напряжений по фазам в двигателях вызывает магнитное поле, вращающееся встречно вращению ротора. Вращающееся магнитное поле из кругового превращается в эллиптическое, из-за этого появляются вибрации разрушающие подшипники. Возникает перекос по току, двигатель перегревается. Длительная работа на пределах коэффициентов при нагрузке меньше номинальной снижает срок службы на 10…15%, при номинальной нагрузке — вдвое. Если перекос составляет 50%, срок службы снижается в 5…10 раз.

У реле РНПП-311М уставка по асимметрии фиксированная. Если на одной из фаз напряжение выйдет за пределы ±20% от номинала, то реле сработает. Кстати, примерно такие же пределы по напряжению у однофазного реле EZ9C1240, о котором мы упоминали в начале статьи. У некоторых реле уставка по асимметрии регулируемая, как правило в пределах 4…20% от номинала.

ПФ.jpg

Задержка срабатывания
Если задержка не равна нулю, то сигнальные контакты реле срабатывают через выбранный промежуток времени. Данная функция позволяет исключить ложные отключения нагрузки в случае кратковременного выхода параметров из заданного диапазона. Срабатывание контактов произойдёт после выбранного времени задержки. Чем меньше время задержки, тем выше уровень защиты, но равная нулю задержка не всегда возможна из-за частых отклонений в питающей сети.

тср.jpg

Задержка на включение
Повторное включение реле возможно только по истечению заданного времени. Применяется для электрооборудования с ограниченным числом пусков за определенный промежуток времени. К такому электрооборудованию в первую очередь относятся электродвигатели. Так, например, в руководстве по эксплуатации двигателя АИР указано: «Двигатели допускают два последовательных пуска с остановкой из холодного состояния, с интервалом между пусками 3…5 мин или один пуск из горячего состояния через 1 ч после остановки агрегата». Ограничение числа пуска связано с тем, что повышенный пусковой ток вызывает нагрев обмотки. Поэтому двигателю нужно дать время остыть прежде, чем запустить его снова. Кроме того, коммутационная аппаратура тоже имеет ограничения по числу пусков, но эти ограничения связаны с ресурсом силовых контактов. Соответственно задержка на включение выставляется больше, чем значение, указанное производителем оборудования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector