В посте вы узнаете — почему может сгореть нейтральный проводник, откуда берутся «скачки электроэнергии» и для чего нужны реле контроля напряжения.
У этого поста есть видеоверсия:
Почти наверняка вам попадались новости с описанием того, как «из-за скачка электроэнергии сгорела бытовая техника в подъезде многоэтажки». К счастью, чаще всего новость не содержит информации о пожаре или погибших, но убытки часто исчисляются миллионами рублей.
Чаще всего возмещение убытков со стороны виновного лица происходит после долгих и изматывающих юридических процедур и часто далеко не полное.
▍ Природа мифического «скачка».
И правда, при обрыве нейтрального проводника возможна ситуация под жаргонным названием «перекос фаз» когда напряжение в розетке вместо 230В может как понизиться, так и повыситься вплоть до 400В. Причём это не кратковременный всплеск из-за переходных процессов от коммутации мощных нагрузок, а длительное явление, при котором начинает выходить из строя бытовая техника. Разберёмся, откуда же этот «скачок» электроэнергии берётся.
Исторически так сложилось, что в энергетике обрела популярность система переменного тока, имеющая три фазы. Возможны системы с иным количеством фаз, но именно трёхфазная стала самой популярной в силу своих достоинств. Генератор (или трансформатор на подстанции) имеет три обмотки, на каждой из которых наводится ток, который и передаётся потребителю. Да простят меня электрики за повторное объяснение общеизвестных вещей.
Ток наводится в обмотках с небольшой разницей во времени. Для удобства эту разницу выражают не в секундах, а как величину угла, где за полный круг принимают один период тока. Очень наглядно трёхфазный ток показан на этой анимации:
Представьте, что чёрная стрелка делает полный оборот с частотой сети, 50 раз в секунду. В зависимости от текущего положения — в обмотках генератора наводятся токи, длина вектора-стрелки соответствует величине напряжения на обмотках (на анимации фазы обозначены буквами U, V, W). Как видите, в любой момент времени значения напряжения разных фаз меняются, поэтому угол меж векторов учитывают используя тригонометрию или складывая их графически. Максимально возможное напряжение получается при подключении меж фаз, и получается сложением векторов, что показано на анимации. Внутренний чёрный круг соответствует фазному напряжению 230В (между общей точкой N и любой из фаз), наружный круг — линейному напряжению 400В (между любыми двумя фазами).
Идеальным для такой системы электроснабжения является трёхфазный потребитель, например, асинхронный электродвигатель. Он забирает ток от генератора поровну по всем трём фазам и баланс токов не нарушается. На картинке выше показан нейтральный проводник N («нуль» на жаргоне электриков), если величина нагрузки по всем трём фазам одинаковая, при сложении всех векторов напряжений и токов потенциал точки N будет равным нулю. Это часто изображают векторной диаграмме, на ней часто также обозначают три вектора линейных напряжений, и располагают так, чтобы получился треугольник, я заменил их пунктиром.
(Для упрощения изложения будем считать, что у тока нет реактивной составляющей, то есть фаза тока и напряжения не отличаются.)
Увы, не все потребители такие удобные. Почти все бытовые электроприборы используют лишь одну фазу переменного тока. В таком случае всех потребителей, делят на три примерно равные по мощности группы и подключают к генератору. Например, в многоквартирном доме на каждую из фаз подключается примерно 1/3 квартир, и для трансформатора на подстанции весь дом — просто ещё один трёхфазный потребитель. Но в реальности идеального баланса нагрузок по всем трём фазам добиться невозможно, поэтому нейтральный проводник начинает играть важную роль — по нему начинает протекать уравнивающий ток, и чем больше дисбаланс потребления токов по фазам, тем больше уравнивающий ток.
Если потребителей достаточно много и они распределены по фазам равномерно, то можно посчитать статистику и обнаружить, что уравнивающий ток через нулевой проводник по величине обычно меньше, чем ток любой из фаз. А если проводник не используется в полной мере, то его сечение можно сократить, сэкономив ценный металл. В некоторых старых домах такое можно встретить — нейтральный проводник имеет сечение меньше, чем фазный. И это работало, до недавнего времени.
Итак, ещё раз. В трёхфазных сетях при сбалансированной нагрузке через нейтральный проводник («нуль») ток к генератору отсутствует. Если нагрузки по фазам не сбалансированы — то нейтральный проводник становится критически важным для поддержания равного напряжения по фазам, но ток через него заметно меньше тока любого из фазных проводников.
▍ Так почему же отгорает ноль?
Есть две проблемы, которые приводят к росту значения тока через нейтральный проводник — это сильная асимметрия нагрузки, которую посмотрим чуть позже, и гармоники тока кратные трём. А так как в старых сетях нейтральный и защитный проводник совмещены (система TN-C), то никаких устройств защиты его от перегрузки (предохранитель, автоматический выключатель) не устанавливается. Это и приводит к тому, что через нейтральный проводник незамеченным может течь ток свыше предельно допустимого. А если по проводнику гуляют токи — он нагревается, и при больших токах может перегореть. Чаще всего это происходит в местах подключения, плохой контакт тоже греется и порождает шутки про суровый светодиод:
Откуда берутся гармоники и почему они приводят к росту тока через нейтральный проводник? Если нагрузка нелинейная, например, в виде импульсного блока питания, то ток из сети каждый период колебаний напряжения потребляется неравномерно, что очень сильно искажает форму питающего напряжения. Если подключить осциллограф к сети, то вместо красивенькой ровненькой синусоиды мы можем увидеть странную горбатую кривую. Небольшое количество чёрной математической магии, в виде преобразования Фурье, позволяет разложить любую периодическую, сколь угодно горбатую кривую, на сумму простых синусоид, которые составляют её спектр. Синусоиды спектра, частота которых кратна основной называются гармониками.
Видно, что корявую кривую слева можно заменить суммой простых синусоид. Каждая газоразрядная лампа, сварочный аппарат, светодиодная лампа с импульсным драйвером и т.д. из-за своей нелинейности искажают форму сетевого напряжения, что можно представить как протекание токов, частота которых кратно выше частоты сети. И чем сильнее форма потребляемого тока отличается от синусоиды, тем мощнее вклад гармоник.
Самые вредные для нас гармоники, частота которых кратна трём — то есть 150Гц, 300 Гц, 450 Гц и т.д. Их особенность в том, что они синхронны во всех трёх фазах! Смотрите картинку:
В итоге они складываются в общей точке и заставляют течь через нейтральный проводник токи с частотами кратными 3. В итоге мы можем идеально распределить мощности по фазам, но из-за нелинейности нагрузок токи высших гармоник сложатся в нулевом проводе и ток через него может быть весьма ощутимым, и даже больше, чем у любого из фазных! А где большие токи — там нагрев проводника с опасностью перегореть.
Различные нормативные документы строго ограничивают величину помех и гармоник, создаваемых устройствами при работе от электросети как раз в том числе из-за этой проблемы. Но добавление фильтров, блоков корректора коэффициента мощности (PFC) и других мер делает устройства дороже. Сделанные в Китае абы как светодиодные лампочки/зарядники/блоки питания, из-за низкой цены более популярны, и это только ухудшает ситуацию с токами высших гармоник в сети.
Вторая причина протекания через нейтральный проводник тока — асимметричная нагрузка по фазам. Для иллюстрации представим, что у нас многоквартирный дом с тремя подъездами, и электрики подключили каждый подъезд на одну фазу. Вверху над домом подписана суммарная мощность потребителей каждого подъезда. При такой конфигурации по нулевому проводнику будет течь уравнивающий ток около 27А.
Когда значение токов и напряжений по трём фазам начинает значительно отличаться, то это явление жаргонно называют "перекос фаз".
А теперь представим, что нейтральный проводник не выдержал протекающего по нему тока (как было сказано выше — в некоторых старых проектах его сечение меньше фазных, так как в нормальных условиях ток через него небольшой), и перегорел. В таком случае уравнивающий ток не протекает, и напряжение, получаемое потребителем каждой фазы, зависит от мощности нагрузок на соседних фазах. В худшем случае оно может стать равным линейному — 400В (380В по старинке) например, если у соседей включены обогреватели, а у вас только одна маленькая лампочка. Понятное дело, что электроприборы рассчитанные на 230В, повышение напряжения (вплоть до 400В) воспринимают с энтузиазмом в виде дыма и других пиротехнических эффектов. В нашем примере обрыв нейтрального проводника вызовет следующие изменения напряжений в каждом из подъездов:
Теперь вы понимаете, откуда взялся «скачок» напряжения. Причём такого рода аварии происходят не только в старом жилом фонде или у нерадивых УК, которые в принципе решили экономить на плановом обслуживании электрохозяйства. Такого рода аварии случаются иногда и при ошибке персонала — электричество отключили для плановых работ на подстанции, включают обратно, а лампочки как-то подозрительно ярко горят и гарью начинает пахнуть…
▍ Защита от повышенного напряжения.
Специально для защиты от таких аварийных ситуаций, когда напряжение в сети начинает превышать норму, придумали устройства под названием «Реле контроля напряжения». Это как раз то, что называется «маст хэв», поскольку окупается практически мгновенно при первой аварийной ситуации. Несмотря на простую функцию этих устройств, на рынке их представлено много и у всех несколько отличаются функции и подходы к реализации защиты. На фото разные варианты реле контроля напряжения, что я наскрёб у себя по сусекам:
В самом простом случае это некоторый пороговый элемент: если напряжение превысило допустимое — устройство отключает нагрузку. А вот дальше есть нюансы:
1. Устройство не должно быть чересчур быстродействующим, так как по сети гуляют помехи, которые можно наблюдать как «иголку» амплитудой выше допустимого, но в силу очень малой ширины делающее отключение бесполезным. Для борьбы с такими помехами служат другие устройства (фильтры, УЗИП), а реле контроля напряжения на такие помехи реагировать не должно.
2. Устройства часто имеют регулировку пороговых значений напряжения отключения. К сожалению, не везде напряжение соответствует ГОСТ, и на длинных линиях, в коллективных садах, к примеру, может заметно «плавать». Поэтому жёсткая привязка к допустимым отклонениям по ГОСТ будет вызывать у некоторых постоянные срабатывания, например, по ночам, хотя лишние 5-10 вольт, как правило, к аварии не приводят.
3. Наличие гистерезиса и таймера повторного включения. Многие реле контроля напряжения предназначены включить всех потребителей, как только напряжение нормализовалось. Если это делать сразу, да ещё без гистерезиса (то есть разницей между порогом отключения и порогом включения), то можно получить неприятное циклическое включение-отключение. Реле будет быстро отключать нагрузку, от чего напряжение в сети изменяется (у проводов есть своё сопротивление) и реле вынуждено снова включить нагрузку, от чего напряжение снова уползает за порог и нужно опять отключать… Кроме того, например, некоторые компрессоры холодильников могут не запуститься сразу после повторного включения, пока давление не выровнялось. Для них адекватной будет задержка в несколько минут!
▍ Почему пониженное напряжение — тоже плохо
Увы, пониженное напряжение тоже может закончиться бедой. Пониженное напряжение опасно для асинхронных электродвигателей. При низком напряжении пусковой момент электродвигателя снижается, ему просто не хватит сил раскрутиться с механизмом до номинальной скорости и перейти в рабочий режим. Это значит, что пусковой ток, который гораздо больше номинального будет разогревать обмотки мотора не на доли секунды, а десятки секунд. Если защита двигателя не сработает должным образом, то двигатель сгорит.
Особой изюминки добавляет то, что часто единственный асинхронный электродвигатель в доме расположен в компрессоре холодильника (и кондиционера). А двигатель, мало того что работает в герметичном корпусе частично погруженный в масло, так и в качестве хладагента всё чаще используется не фреон, а горючий изобутан (r600a). А что, звучит безопасно.
Остальные приборы при пониженном напряжении в сети просто работают хуже — обогреватели нагреваются меньше. Микроволновые печи перестают греть, но при этом вращая блюдо как ни в чём не бывало. Лампы накаливания светят тускло. Устройства с импульсными блоками питания — зарядники, компьютеры, светодиодные лампы и т.д. вообще не замечают низкого напряжения. То, что напряжение в сети провалилось до 190В, я узнал только потому, что мне пожаловались, что микроволновая печь плохо греет. Светодиодные лампы, телевизор, компьютер, холодильник работали нормально.
Поэтому, если среди потребителей есть устройства с асинхронными электродвигателями, необходимо отключение как по повышенному, так и по пониженному напряжению. Если же защищается, например, сторожка с телевизором и обогревателем, то защита от пониженного напряжения будет избыточна, нужна защита только от повышенного напряжения.
▍ Особые потребности трёхфазных потребителей
Нельзя просто так взять и поставить три обычных реле контроля напряжения, если у вас трёхфазный ввод. Три отдельных устройства вместо специализированного, трёхфазного, не позволят вам реализовать две важные функции.
1. Контроль обрыва одной из фаз. Если пропустить этот момент, то трёхфазным электродвигателям станет плохо, и если они не имеют своей защиты, то это чревато аварийным режимом работы.
2. Контроль последовательности фаз. Если где-то ошибётся электрик и перепутает две фазы, то изменится их последовательность, а значит, направление вращения всех подключённых к сети трёхфазных двигателей, что опять таки может привести к механическим поломкам.
Поэтому если у вас дома/в мастерской/цеху/гараже есть потребители, использующие одновременно три фазы, то и реле напряжения должно быть трёхфазным.
▍ Это так не работает
Возможно, читатель уже ознакомившийся с моим материалом про УЗИП, может задастся вопросом — а может просто поставить на входе УЗИП? Ведь они предназначены как раз срабатывать при превышении номинального напряжения, при превышении напряжения они сработают, устроят короткое замыкание и отключат вводной автомат. Рассуждение не лишено логики, но так не делают — защита получается очень дорогой и одноразовой, и служить заменой реле контроля напряжения они не могут. Кроме того, ограничители импульсных перенапряжений часто делают на номинальное напряжение 400В, то есть в нашей задаче они вообще будут бесполезны.
Также не стоит полагаться на стабилизаторы напряжения как на защиту. К сожалению, некоторые модели стабилизаторов столь упрощены, что выполнять функцию защиты при обрыве нуля не будут, и 400В на входе их убьёт столь же быстро, как и остальную бытовую технику.
▍ Практическая реализация
Существует как минимум три варианта реализации устройств защиты от обрыва нуля.
1. Использование специализированных устройств все-в-одном. Например, устройство Новатек РН-104 и Меандр УЗМ-51МД на этом фото:
Внутри устройства уже есть реле, которое своими контактами будет отключать нагрузку, поэтому никаких дополнительных манипуляций для подключения не требуется. Впрочем, компактность заставляет идти на компромиссы, поэтому максимальная нагрузка по току таких устройств всё же ограничена.
2. Реле напряжения, требующее отдельного контактора. На фото такое реле IEK OV-01 и контактор КМ20-11М (контактор взял для демонстрации, в реальном применении стоит взять контактор помощнее).
Преимущество тут в том, что контактор может быть большим и брутальным, чьи контакты в состоянии выносить мощные броски тока, а также в состоянии разрывать цепь при больших токах или большой индуктивной составляющей. Огромное количество импульсных блоков питания в современной технике создаёт весьма ощутимые токи при включении, способные сварить маленькие контакты встроенных реле. Контакторы гораздо более устойчивы к этому просто в силу размеров и создаваемых усилий.
Если вместо контактора использовать внешний электромагнитный расщепитель к автоматическому выключателю, то мы потеряем возможность включиться обратно при нормализации напряжения, но зато у нас не будет постоянно включённого (гудящего и греющегося) контактора. Возможность задать свои собственные уставки срабатывания при этом сохраняются.
Также внешний контактор можно всегда подключить и к устройствам «все-в-одном», но стоимость такого решения будет выше.
3. Аксессуары к автоматическим выключателям. На фото такой вариант, РММ47 к автоматическим выключателям IEK ВА47-29
Такая «нашлёпка» на автоматический выключатель имеет рычажок, которым способна его отключить, если напряжение превысит пороговое. Автоматическое повторное включение в таком случае невозможно, но схема получается крайне простая, дешёвая и сердитая, имеющая право на жизнь, например, в щите управления уличным освещением. Или, если защиту добавить очень хочется, а места в щите осталось всего на 1 модуль.
Такие внешние расцепители есть в каталогах многих производителей модульных автоматов защиты, но чаще всего они отключают только по превышению напряжения, внимательно смотрите документацию.
4. Почти бесплатно — защита от повышенного напряжения как часть УЗДП (устройств защиты от дугового пробоя).
Многие УЗДП представленные на отечественном рынке имеют встроенную защиту — они отключаются, если напряжение питания превышает порог, который, как правило, нерегулируемый. Такая защита удовлетворяет не всегда, но в некоторых вариантах вполне достаточна. Если из стоимости УЗДП вычесть стоимость самого простого реле контроля напряжения, то этот вид защиты становится гораздо более привлекательным.
UPD: В комментарии под видео мне напомнили про реле контроля напряжения в формате переходника:
Такое решение вообще не требует вмешательства в электропроводку и пригодно для защиты одиночной нагрузки, если реле затруднительно установить в электрощит.
Резюмирую:
1. В электросетях возможна аварийная ситуация, когда из-за обрыва нейтрального проводника напряжение в розетке в квартире может случайным образом как понизиться, так и повыситься вплоть до 400В. Предотвратить такую ситуацию вы не можете.
2. Для защиты от таких ситуаций придумали реле контроля напряжения. Реле отключит всех потребителей, если напряжение в сети выйдет за допустимый диапазон.
3. Если у вас есть электроприборы с асинхронными двигателями (холодильник, кондиционер и т.д.) то вам необходима защита ещё и от пониженного напряжения. Для асинхронных двигателей пониженное напряжение так же опасно, как и повышенное.
4. Если у вас систематически пониженное/повышенное напряжение, то вам нужно тормошить электросетевую компанию, или ставить стабилизатор.
Хочу выразить благодарность Виктору Буракову, Евгению, Павлу Компавлову за ценные замечания и дополнения при рецензировании черновика.
Другие посты цикла:
- Современные устройства защиты
- Автоматические выключатели
- Как выбрать автоматический выключатель
- Предохранители
- УЗО
- УЗИП
- УЗДП
- Тест всех отечественных УЗДП
Комментарии (70)
goodic
17.02.2022 16:37+2В последнее время начинаю думать, что у меня дома тоже с нолем проблемы в щитовой. Часто начало реле напряжения срабатывать. Жаль, что по нему не понять из-за чего оно сработало. Из-за низкого напряжения или из-за высокого.
superyarik
17.02.2022 17:04+3Можно подключить мультиметр, который умеет синхронизироваться с ПК и оставить с графиком напряжения, как щелкнет посмотреть. Точно есть такие у Uni-t
SpiritWine
17.02.2022 17:28+2Как вариант можно поставить реле напряжения (в реальности целый агрегат з контролем перегрузки и интернет-розеткой) от Новатек ЕМ-129, подключаешь к сети WiFi и он пишет логи изменения напряжения, тока в облако, так же умеет сохранять некоторый обьем записей на случай отсутствия сети, так что по логах будет известно что случилось
vesper-bot
17.02.2022 17:10Единственная штука смущает: судя по внешнему виду реле защиты, у них интервал срабатывания начинается от 5 секунд, а в заголовке проблема заявлена как выход из строя техники в течение 1/100 секунды. Какой толк от таких реле, если пролетевший импульс или третья гармоника импульсного тока вызывает локальный скачок напряжения до 300+В и глушит электронику за два-три периода?
Merlin1st
17.02.2022 17:40+2Скорее всего это не интервал срабатывания. Это тот самый гистерезис и таймер повторного включения, о котором пишут в статье.
DerSpiwak
18.02.2022 13:33+3Строго говоря какое бы реле не было, оно не в состоянии достоверно измерить напряжение быстрее чем за полпериода + время на срабатывание контактора не менее 5мс. В итоге реле не подходят для защиты от импульсных перенапряжений. Только варисторы
AntonioXXX
17.02.2022 17:13+4А есть какой-нибудь прибор, чтоб один от всего, поставил и не разбираешься, есть у тебя асинхронные двигатели или нет?
SergeyMax
18.02.2022 08:54+2В таких случаях предлагаю вызывать специалиста. А то кто знает, в чём вы ещё не захотели разбираться.
AntonioXXX
19.02.2022 14:20А как найти специалиста? Как понять, что то, что он поставит, действительно защищает от проблем?
Последний электрик, которого я вызывал, когда у меня пропал свет, не смог отличить обрыв нуля от обрыва фазы.
Поэтому я и готов переплатить за какой-нибудь один мега-прибор, но чтобы он точно защищал от всего.
CrazysAlien
19.02.2022 17:32+1"Онлайновый" ИБП - подключеная через него к сети нагрузка штатно никогда (возможен аварийный байпас или на время обслуживания) не питается напрямую напряжением сети - он постоянно формирует собственное напряжение с заданными "идеальными" параметрами. Сам при этом в породистых версиях достаточно живуч ибо оснащён защитами и контролем параметров входного напряжения при отклонении которых от нормативов - просто отключается от сети и продолжает питать нагрузку до исчерпания заряда батарей либо стартует генератор. Нагрузка этого не замечает ибо переключения физически не происходит и это не её проблемы. Стоит как локальная электростанция коей по сути и является. Диапазон мощностей - самый широкий - от десятков ватт до промышленных масштабов.
goodic
18.02.2022 09:43+1Реле напряжения с двумя порогами. У меня такое стоит. И оба порога (верхний и нижний) можно в некоторых пределах настраивать.
redneko
17.02.2022 17:16+5Ох уж этот ноль. Было дело, когда ввод в МКД был организован воздушной линией через чердак. И граждане южных республик, очищая крышу от снега, спустили льдину аккурат на провода, оторвав ноль. "Лучше" них поступил только директор муниципальной УК, заявив что он депутат от понятно какой партии и что уставной капитал всего 10к рублей и все проблемы - это ваши проблемы. Пришлось проводить вечера с паяльником - в БП менять электролиты, варисторы и входные ключи. В микроволновке искать два подходящих трансформатора на 5 и 7 вольт, вместо сдвоенного одного.
amarao
17.02.2022 17:41+1А почему превышение напряжения должно разрывать цепь? Сделал коротыш, пускай аплинк детектит. На всех УЗО есть кнопка тестирования, которая как раз утечку и делает.
spiritus_sancti Автор
17.02.2022 18:27+1Понадобятся контакты рассчитанные на многократную коммутацию полного тока короткого замыкания (а это могут быть сотни (!) ампер), это сильно дороже, чем просто размыкать цепь.
katzen
17.02.2022 23:10Обычно используют симистор. И — да, это сильно дороже размыкания. Как промежуточный разумный вариант, можно встретить варисторы в дешёвых и не очень конечных устройствах защиты от перенапряжений и в грамотно спроектированных блоках питания.
ILYA_Dm
18.02.2022 00:11Кстати есть устройства которые создают утечку при превышении напряжения (а может и при слишком низком есть, но не интересовался- есть такие или нет), которые подключаются к УЗО или диффавтомату между входом и выходом. И не надо создавать короткое замыкание, просто диффзащита отработает на утечку тока миллиампер в 30-300. Но опять же минус в отсутствии возможности автоматического повторного включения. Хотя на самом деле для автоматов и УЗО и АВДТ есть АПВ, но они обычно стоят весьма приличных денег и часто сделаны под определенную серию оборудования.
А вообще для развитых стран существовали/ существуют такие монстры, где и контроллер следящий за напряжением и независимый расцепитель и АПВ и автомат собраны вместе.
dlinyj
17.02.2022 18:41+2Работа защиты через короткое замыкание — это очень плохая практика, я бы сказал аварийная.
RTFM13
18.02.2022 13:22+2Отгорание нуля это и есть авария. При некоторой удаче можно за всю жизнь не встретиться.
Проблема в другом - питающая сеть в нештатном режиме может просто не вытянуть ток КЗ для мгновенного размыкания (5-10 номиналов автомата). А это чревато пожаром.
dlinyj
18.02.2022 13:35Отгорание нуля это и есть авария. При некоторой удаче можно за всю жизнь не встретиться.
Поэтому дополнительно создавать вторую аварийную ситуацию — КЗ, это повышать ставки аварии. Понимаю, что когда люди не занимались проектированием подобных систем, для них всё просто и очевидно. Но существуют вероятности выхода из строя каждого элемента цепи (защиты), каждый элемент защиты является узлом возможного сбоя (таков парадокс, защита ухудшает надёжность системы), и введение дополнительного риска в виде КЗ ещё более повышает ставки на развитие аварии.
Что если автомат дальней защиты не сработает, или во время срабатывания загорится дуга? У нас и без того напряжение повышено, тут короткое замыкание и дуга ещё плюс?SergeyMax
18.02.2022 15:33Дело вообще не в этом. При отгорании нуля вообще не факт, что сработает автомат защиты.
SergeyMax
18.02.2022 15:31+1Отгорание нуля это и есть авария
И дальше вы замыкаете свою фазу на отгоревший ноль, чтобы всем остальным уже точно 400 вольт прилетело?
RTFM13
18.02.2022 16:37Если я их замкнул, то откуда между ними 400 вольт? Какой-то альтернативный закон ома? Или это 400 вольт у соседей которые висят на другой фазе и общим со мной отгоревшим нулем?
Я, кстати, не предлагал замыкать фазу на ноль. Это к другому автору.
katzen
17.02.2022 23:07+2Electric crowbar — штука безусловно лучшая, чем размыкающее реле, только более дорогая. Гораздо более дорогая.
dlinyj
18.02.2022 12:01+1Я поясню, чем это плохо. А что будет, если защита дальше не сработает? Должна сработать резервная защита, а если и она не сработает? Мы тут в посте видели оторванные провода, отгорание нуля, а случаи не рабочей защиты не так уж и редки (в общем числе отключений). Тогда будет пожар.
katzen
19.02.2022 01:13Любой более-менее нормальный блок питания или удлинитель с защитой от перенапряжения содержит в себе варисторы, которые устраивают при превышении напряжения КЗ, которое выбивает штатный разъединитель в этой же схеме. И никто это плохим не считает, как ни странно.
А что будет, если защита дальше не сработает?
Ну мы вообще-то рассчитываем на то, что защита сработает. Предохранители срабатывают, у них такая функциональность физическая, они для этого разрабатывались и производились, это не их вторичная функциональность, и чтобы они не сработали, надо очень постараться предельно плохо их сделать.
mikelavr
17.02.2022 17:58+6Продаются реле напряжения с настройкой всех параметров - пониженного напряжения, повышенного напряжения, гистерезиса, времени сработки и восстановления.
https://aliexpress.ru/item/32737039338.html
У меня на даче напряжение низкое - 160 вольт это уже хорошо. Бывает, что падает и до 100 вольт. При этом по ночам может быть 260 вольт из за перекоса фаз. Поэтому на входе стоит стабилизатор двойного преобразования на 10 кВт с предельным диапазоном 90-310 вольт, питающий весь дом. А перед ним - реле напряжения с настройкой в пределах 95-280 вольт и контактором на 50 ампер. Больше 40 ампер с той проводки все равно снять невозможно, хотя по документам можно 50.Битва с энергетиками на предмет замены трансформатора, проводки и гнилых столбов ведется, пока безуспешно.
Kostushko
18.02.2022 08:16+1Эти реле есть по 8-9$, у них проблема в долгом времени срабатывания — не менее 0,1 сек, сам видел как сгорел светодиодный светильник от перенапряжения, а потом отключилось подобное реле. Возможно можно его использовать вместе с мощным варистором.
mikelavr
18.02.2022 08:38+1Мелкие варисторы стоят в большинстве бытовой техники, и от кратковременных импульсов спасают. А вот светодиодный светильник обычно удешевленный до минимума, и без защиты.
У меня за реле напряжения стоит стабилизатор, в котором варисторы точно есть (плюс защита от высокого напряжения). Вообще сама идея реле напряжения - это совсем аварийная защита на случай долговременных проблем. На практике я 400 вольт в сети не видел (и не хотелось бы).
100мс это 5 периодов напряжения 50 Hz частотой. Не так уж и много для замера, на самом деле. Плюс время отключения реле+контактора, которое ненулевое.По поводу идеи мощного варистора на входе у меня есть сомнения. По хорошему, его надо подключать к заземлению, чтобы уводить энергию в землю. Проблема в том, что в дачном доме заземления нет. Если включить варистор между фазой и нулем - при его сработке вся энергия останется внутри щитка. Мне не очень хочется локальных взрывов...
Denis_Chernyshev
18.02.2022 10:02+1Это реализовано в различных УЗИП. В них варисторы рассчитаны на то, чтобы создавать искусственное КЗ и выделять соответствующее количество тепловой энергии. А чтобы УЗИП не взорвался, он сам должен быть соответственно защищен: входным выключателем, а если его не достаточно, то дополнительным предохранителем.
подробннее, например тут
CherryPah
18.02.2022 13:34Проблема в том, что в дачном доме заземления нет.
Этот вопрос же достаточно легко решаем с помощью 3х арматурин и небольшого количества сварки. В результате получается очень полезная в хозяйстве вещь в виде заземления
mikelavr
18.02.2022 19:26+1Очень сильно зависит от почвы (у меня глина) и ее влажности. Кроме того, нужно подобрать такое место около дома, где во время грозы не будет людей - растекающийся в землю заряд может быть опасен. После изготовления замерить сопротивление, и принять решение - это рабочий вариант заземления или его имитация.
По совокупности это все откладывает процесс "на будущее". Всегда находятся более приоритетные задачи.
RTFM13
18.02.2022 19:56+3Заряд молнии который придет в голову по веткам или строительным конструкциям всяко опаснее растекающегося в земле.
Кстати, есть глубинное штыревое заземление, оно менее склонно образовывать шаговое напряжение. И никакой сварки.
Только я бы молниеотвод и защитное заземление разделил. Для защитного прям под электрощитом вбить такой же штырь и использовать схему ТТ. Задача заземления будет обеспечить срабатывание УЗО и безопасное напряжение при замыкании на корпус. Для противопожарного УЗО 0,3А и напряжении 24В сопротивление должно быть в пределах 80 ом. Это почти любая арматура вбитая в землю, если у вас не пустыня. А для УЗО 0,03А соответственно 800 ом - это даже не арматура, а сварочный электрод воткнутый в землю.
Кроме того, схема ТТ защитит вас от ситуации когда электрики включат вам фазу на нулевой (и соответственно заземляющий) проводник, а потом еще обвинят вас в самостоятельном вмешательстве в сеть. Прецеденты известны.
yurysannikov
19.02.2022 09:58Только я бы молниеотвод и защитное заземление разделил
А почему Вы так считаете? Для меня эта проблема тоже актуальна. Я соединил заземление молниеотвода с защитным заземлением, а так-же все железные трубы (СУП).
Мой ход мысли такой: если молния попадает в молниеотвод на крыше, при условии 2-х разных заземлений потенциал между металлическими элементами крыши и защитным заземлением под крышей очень высок и есть риск пробоя.
В случае соединения заземлений, потенциал уравнивается. Через УЗИП 3-2 классов происходит выравнивание высокого потенциала земли с низким потенциалом фазы и нуля. (УЗИП класса 1 в ЩУ, получается, защищает саму электросеть от молнии).
ПУЭ: Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими
RTFM13
19.02.2022 16:35+1Тут есть аргументы как за, так и против соединения. Я по этому использовал не строгую формулировку "я бы".
Во первых в контексте импульсных помех провод заземления должен быть максимально коротким. Это ограничивает длину импульса помех. В моем случае это вертикальные спуски от нижнего края ската металлической крыши до земли. Прямо под ними вбито штыревое заземление по углам здания.
Защитное ЗУ у меня находится под электрощитом приблизительно в центре здания тоже с максимально коротким соединением.
при условии 2-х разных заземлений потенциал между металлическими элементами крыши и защитным заземлением под крышей очень высок и есть риск пробоя.
Он и так будет высок. Разряд молнии достаточно скоротечный процесс. В момент основного пробоя на молниеприемнике образуется высокий потенциал. Пока этот потенциал дойдет по проводам до электрощита и вернется по проводам электропроводки обратно под крышу скажем в потолочный светильник, пробой может уже случиться.
Если у вас металлическая крыша, то для средней полосы ее емкости хватит размазать крутизну переднего фронта импульса до условно безопасного значения. Если кровля не металлическая, то проводники молниеотвода крепятся на изоляторах с дополнительным зазором от крыши и стен (это есть в методичках).
Если вы напрямую соедините молниеприемник с заземляющим проводником то получите ничем не сглаженный импульс ЭДС в полный размах и длиной примерно равной длине заземляющего проводника.
В моём случае можно было бы соединить шиной по периметру ЗУ молниеотвода, а затем соединить эту шину уже с ЗУ под электрощитом. Тогда импульс от молнии приходил бы в электрощит уже сильно ослабленный и укороченный пройдя мимо ЗУ молниеотвода, а затем мимо ЗУ под электрощитом. С другой стороны, это бы сильно уменьшило сопротивление защитного заземления. Но я просто поленился.
Redvirg
18.02.2022 09:43+2На первых двух графиках может все-таки амплитудное значение напряжения, а не 230 В?
spiritus_sancti Автор
18.02.2022 09:49Да, вы правы. Амплитудное в sqrt(2) раз выше. Так что формально на графике подпись должна быть не 230В и амплитудное линейное тоже выше. Но я всячески избегал введения объяснения действующего и амплитудного значения, иначе нетехнари могут совсем запутаться, тем более для переменного тока обычно указывается действующее значение, а эта тонкость на тему поста влияет не существенно. Но формально да, ошибка.
zhabr
19.02.2022 15:37но когда не электрикам объясняешь почему провода на 400/700В, а кабели на 660В при амплитудных 325В и 565В, вопросы отпадают
BigBeaver
19.02.2022 16:28Но я всячески избегал введения объяснения действующего и амплитудного значения
Это, вроде, в школе проходят.
Denis_Chernyshev
18.02.2022 10:17+1Хочется добавить в раздел «практическая реализация».
Номинальный ток коммутации в маркировке РКН и модульных контакторов указан для нагрузки класса AC1, с низкой реактивностью (нагреватели, лампы накаливания). Для двигателей и другой реактивной нагрузки нужно учесть, что номинальный ток коммутации сильно снижается. Например, допустимая коммутируемая мощность для упомянутого РН-104: 9 кВА для типа нагрузки AC1, но только 1,6 кВА для AC3.mikelavr
19.02.2022 05:54Когда выбирал контактор, обнаружил что появились контакторы "под светодиодное освещение". Особенность - включение реле в момент перехода напряжения через ноль. Причина - высокие пусковые токи мощных импульсных блоков питания.
Пример:
https://www.se.com/ru/ru/product-range/64061-контакторы-ict+/Denis_Chernyshev
20.02.2022 10:20Это из другой области. Такие контакторы сделаны под задачу: поставить светодиодные лампы вместо старых, но не менять проводку и автоматы.
Мне не нравится решение SE. Я выбираю устройство плавного пуска с резистором ограничения пускового тока (переход нуля они тоже отслеживают).
ZlodeiBaal
18.02.2022 15:13+4Год назад ставил себе реле напряжения. Вызвал электрика из районного ДЭЗ.
Он с некоторым восторгом смотрел на реле, радостно сказав что за пять лет работы в моем районе Москвы в третий раз ставит такое/видит что этим кто-то озаботился…
Ivanzabu
18.02.2022 18:58+2Это лучшие изображения про трехвазное подключение которые я видел, респект, очень наглядно.
CrazysAlien
19.02.2022 19:01Реле напряжения, которые одноблочные, после покупки перед установкой под линейную нагрузку неплохо бы разобрать с целью убедиться в достаточности толщины дорожек на его печатной плате - тех, которые от мощных вводных клемм до контактов релюхи в приборе, по ним штатно будет протекать ток всего Вашего защищаемого объекта. Иногда они имеют весьма тощий вид - приходится сверху напаять медяху квадрата на 1.5 или 2 и уповать на качество контактов релюхи ;)
Это чтоб уже внутри устройства не получился "суровый светодиод" или банальный плавкий предохранитель - контроль тока нагрузки в задачи этого устройства не входит.
Для достаточно прожорливых объектов интересней схема с контактором, но там свои заморочки.зы... написал это вторым постом и час ждал чтоб отправить - "Вы не можете комментировать чаще, чем 1 раз в час"... хабра-карма?
v1000
19.02.2022 20:07+3Миллионы рублей за 1/100 секунды
Когда по названию был уверен, что это очередная статья про высокочастотный трейдинг.
Ivanii
Самая частая причина отгорания ноля - разгваздяйство!!!
Этой зимой у нас на сугробе половина ноля 5 дней валялась, электрики приехали только после звездюлей через МЧС.
dlinyj
Как правило в щитках ноль отгорает именно по причине высокочастотных гармоник, и я сам был свидетелем отгорания нуля. На работе как минимум треть коллектива сталкивалась с такой проблемой. Старые сети проектировались с учётом того, что через ноль ток не течёт, поэтому он делался сильно тоньше силовых проводов, и достаточно легко отгорал.
Ivanii
Я ни разу в жизни не видел самопроизвольно перегоревшего посредине нулевого провода, но видел отвалившиеся, оторванные, перебитые, отгоревшие на скрутке или другом месте контакта.
Вопрос как к специалисту - почему светится "суровый Российский светодиод"?
dlinyj
Это вовсе не показатель редкости данной аварии. Соцопрос в интернете показал, что все 100% людей пользуются интернетом.
Согласен, что человеческий фактор очень частый.
aMster1
Большой ток, достаточно большое переходное сопротивление - окислы на клемме, плохой контакт, малая площадь контакта,
Вообще, самые большие проблемы возникают как раз в местах соединения. Если провод например перегорает посередине - то почти наверное он там либо был поврежден, при транспортировке или прокладке, либо имел внутренний дефект.
eimrine
katzen
Суровый светодиод светится потому, что не контактирует зажим кабеля с токоведущей шиной, ток идёт через болт, он и греется.
Ivanii
Ну так а почему кабельный наконечник СОВСЕМ не контачит с шиной?
av0000
В порядке предположения: потому что дебилы-монтажники прикрутили алюминиевую гильзу к медной шине (практика показывает - "они всегда так делают" - насмотрелся...) и гальванопара так или иначе "доела" соединение, а осталось только то, что через стальную шайбу и не менее стальной болт, который ещё не "доели" :))
katzen
Не могу сказать, для этого нужна инспекция конкретного соединения. Есть гораздо больше способов что-то сделать неправильно, чем наоборот, правильно и толково.