ABLOY-FIRE.RU - Надежная автоматика для противопожарных дверей

Abloy
Главная
Продукция
Решения для одностворчатых дверей
Решения для двустворчатых дверей
Где купить


Новости

21.05.07 - Итоги семинара "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

10.05.07 - Первый в России семинар: "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

30.04.07 - Открыт новый сайт "Надежная автоматика для противопожарных дверей Abloy"

Защита от перенапряжения


Защита от перенапряжения сети для дома (220 и 380 вольт)

В современных бытовых приборах используется чувствительная электроника, что делает эти устройства уязвимыми перед перепадами напряжения. Поскольку устранить их не представляется возможным, необходима надежная защита. К сожалению, ее организация не входит в сферу обязанностей службы ЖКХ, поэтому заниматься этим вопросом приходится самостоятельно. Благо защитные устройства приобрести сегодня не проблема. Прежде чем перейти к описанию и принципу действия таких приборов, кратко расскажем о причинах, вызывающих скачки напряжения, и их последствиях.

Что такое перепад напряжения и его природа?

Под этим термином подразумевается краткосрочное изменение амплитуды напряжения электросети, с последующим восстановлением, близким к первоначальному уровню. Как правило, длительность такого импульса исчисляется я миллисекундами. Существует несколько причин для его возникновения:

  1. Атмосферные явления в виде грозовых разрядов, они способны вызвать перенапряжение в несколько киловольт, что не только гарантированно выведет электроприборы из строя, а и может стать причиной пожара. В данном случае жителям многоэтажек проще, поскольку организация защиты от таких предсказуемых явлений входит в обязанности поставщиков электричества. Что касается частных домов (особенно с воздушным вводом), то их жильцы должны самостоятельно заниматься этим вопросом или обращаться к специалистам.
  2. Скачки при коммутационных процессах, когда происходит подключение-отключение мощных потребителей.
  3. Электростатическая индукция.
  4. Подключение определенного оборудования (сварка, коллекторный электродвигатель и т.д.).

На рисунке ниже наглядно продемонстрирована величина грозового (Uгр) и коммутационного импульса (Uк) по отношению к номинальному напряжению сети (Uн).

Грозовой и коммутационный импульсы перенапряжения

Для полноты картины следует упомянуть и о долгосрочном повышении и понижении напряжения. Причиной первого является авария на линии, в результате которой происходит обрыв нулевого провода, что вызывает повышение до 380 вольт. Нормализовать ситуации никакими приборами не получится, потребуется ждать устранения аварии.

Длительное снижение напряжения можно часто наблюдать в сельской местности или дачных поселках. Это связано с недостаточной мощностью трансформатора на подстанции.

В чем заключается опасность перепадов?

В соответствии с допустимыми нормами, допускается отклонение от номинала в диапазоне от -10% до +10%. При скачках напряжение может существенно выйти за установленные границы. В результате блоки питания бытовой техники подвергаются перегрузке и могут выйти из строя или существенно сократить свой ресурс. При высоких или длительных перепадах велика вероятность возгорания проводки, и, как следствие, пожара.

Пониженное напряжение также грозит неприятностями, особенно к этому критичны компрессоры холодильных установок, а также многие импульсные блоки питания.

Защитные устройства

Существует несколько видов защитных устройств различающихся как по функциональности, так и по стоимости, одни из них обеспечивают защиту только одному бытовому прибору, другие – всем имеющимся в доме. Перечислим хорошо зарекомендовавшие себя и наиболее распространенные защитные устройства.

https://www.youtube.com/watch?v=e86nhzDoncM

Сетевой фильтр

Наиболее простой и доступный по деньгам вариант защиты маломощного бытового оборудования. Отлично зарекомендовал себя при бросках до 400-450 вольт. На более высокие импульсы устройство не рассчитано (в лучшем случае оно примет удар на себя, спасая дорогостоящую аппаратуру).

Фильтр удлинитель Swen Fort Pro

Основной элемент защиты у такого устройства – варистор (полупроводниковый элемент изменяющий сопротивление в зависимости от приложенного напряжения). Именно он выходит из строя при импульсе более 450 В. Вторая важная функция фильтра – защита от высокочастотных помех (возникают при работе электродвигателя, сварки и т.д.) отрицательно влияющих на электронику. Третьим элементом защиты является плавкий предохранитель, срабатывающий при КЗ.

Не следует путать фильтры с обычными удлинителями, которые не обладают защитными функциями, но похожи по внешнему виду. Чтобы различить их достаточно посмотреть паспорт изделия, где приведены полные характеристики. Отсутствие такового должно само по себе вызывать подозрение.

Стабилизатор

В отличие от предыдущего типа приборы этого класса позволяют нормализовать напряжение в соответствии с номинальным. Например, установив границу в пределах 110-250 В, на выходе устройства будет стабильные 220 В. Если напряжение выйдет за пределы допустимого, прибор отключит питание и возобновит его подачу после нормализации работы электросети.

Стабилизатор EDR-1000 от производителя Luxeon

В некоторых случаях (например, в сельской местности) установка стабилизатора является единственным способом повысить напряжение до необходимой нормы. Бытовые стабилизаторы выпускают двух модификаций:

  • Линейные. Они предназначены для подключения одного или нескольких бытовых приборов.
  • Магистральные, устанавливаются на входе электросети здания или квартиры.

И первые, и вторые следует подбирать исходя из мощности нагрузки.

Источники бесперебойного питания

Основное отличие от предыдущего типа является возможность продолжения подачи питания подключенного устройства после срабатывания защиты или полного отключения электричества. Время работы в таком режиме напрямую зависит от емкости аккумуляторной батареи и мощности нагрузки.

Бесперебойный блок питания APC, модель SC-420

В быту эти устройства в основном используются для подключения стационарных компьютеров, чтобы при проблемах с электросетью не потерять данные. При срабатывании защиты ИБП будет продолжать подачу питания в течение определенного времени, как правило, не более получаса (зависит характеристик устройства). Этого времени вполне достаточно, чтобы сохранить необходимые данные и корректно отключить компьютер.

Современные модели ИБП могут самостоятельно управлять работой компьютера через USB интерфейс, например, закрыть текстовый редактор (предварительно сохранив открытые документы), после чего произвести отключение. Это довольно полезная функция, если пользователь при срабатывании защиты не находился рядом.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Все перечисленные выше приборы обладают общим недостатком, у них не реализована действенная защита от импульса высокого напряжения. Если таковой произойдет, он, практически гарантированно выведет такие устройства из строя. Следовательно, защита должна быть организована таким образом, чтобы после срабатывания можно было оперативно привести ее в рабочее состояние. Этому требованию, как нельзя лучше отвечают УЗИП. На их основе организуется многоуровневая система защиты внутренних линий частного дома.

Одна из принятых классификаций таких устройств показана в таблице.

Таблица 1. Классификация УЗИП

Категория Применение
В (I) Обеспечивают защиту при прямом попадании грозового разряда по системе молниезащиты. Место установки – вводно-распределительное устройство или главный распределительный щит. Основная нормирующая характеристика – величина импульсного тока.
С (II) Защищают токораспределительную сеть от коммутационных импульсов, а также играют роль второго защитного уровня при грозовом разряде. Место установки – распределительный щит.
D (III) Обеспечивают последний уровень защиты, при которой к потребителям не допускаются остаточные броски напряжения и дифференциальные перенапряжения. Помимо этого обеспечивается фильтрация высокочастотных помех. Установка производится перед потребителем. Могут быть выполнены в виде модуля под розетку, удлинителя и т.д.

Пример организации трехуровневой защиты продемонстрирован ниже.

Организация трехуровневой защиты от перенапряжения

Конструктивные особенности УЗИП.

Устройство представляет собой платформу (С на рис. 6) со сменным модулем (В), внутри которого находятся варисторы. При их выходе из строя индикатор (А) изменит цвет (в приведенной на рисунке модели на красный).

УЗИП Finder (категория II)

Внешне устройство напоминает автоматический выключатель, крепление – такое же (под DIN рейку).

Особенностью УЗИП является необходимость замены модулей при выходе варисторов из строя (что довольно просто). Конструкция модулей выполнена таким образом, что установить их на платформу с другим номиналом невозможно. Единственный серьезный недостаток связан с характерными особенностями варисторов. Им необходимо время, чтобы остыть, многократное попадание грозового разряда существенно усложняет этот процесс.

Защитное реле

В завершении рассмотрим реле контроля напряжения (РКН), эти устройства способны обеспечить защиту бытовых приборов от коммутационных импульсов, перекоса фаз, а также пониженного напряжения. С грозовыми импульсами они не справятся, поскольку на это не рассчитаны. Их сфера применения – защита внутренней сети квартиры, то есть там, где обеспечение грозозащиты входит в обязанности электрокомпаний.

Приборы могут устанавливаться во входном щитке, непосредственно, после электросчетчика, для этого предусмотрено крепление под DIN рейку.

РКН можно подключать после счетчика

Помимо этого выпускаются модификации приборов в виде удлинителей питания и модулей под розетку.

РКН в виде удлинителя и розеточного модуля

Данные устройства могут произвести только защитное отключение сети, при выходе напряжения за указанные пределы (устанавливается кнопками управления), после нормализации электросети производится ее подключение. Стабилизация и фильтрация не производятся.
https://www.youtube.com/watch?v=AyTLz6G9Ul8

Предостережения

Не следует доверять защиту своего дома самодельным конструкциям, в бытовых условиях бывает проблематично настроить собранную схему и протестировать ее работу в критических режимах.

Не имея практического опыта в организации грозозащиты, не стоит пытаться реализовать ее самостоятельно, эту работу лучше доверить профессионалам. Рекомендуем рассматривать эту часть статьи как информационную.

Все манипуляции с электрощитом, приборами и проводкой необходимо проводить только при отключенном электропитании.

Список использованной литературы

  • Буткевич Г. В. «Дуговые процессы при коммутации электрических цепей» 1973
  • Д. В. Разевига «Техника высоких напряжений» 1976
  • Родштейн Л. А. «Электрические аппараты» 1981
  • Халилов Ф. Х., Евдокунин Г. А., Поляков B.C., Подпоркин Г. В., Таджибаев А. И. «Защита сетей 6-35 кВ от перенапряжений» 2002
  • Дмитриев М. В. «Применение ОПН в электрических сетях 6-750 кВ» 2007

Защита от перенапряжения, скачков и перепадов напряжения в квартире

Перепады напряжения и прочие неполадки в электросетях отнюдь не редкость. Они могут привести к выходу из строя дорогостоящей техники и даже угрожать жизни и здоровью людей. Для предотвращения подобных последствий на рынке имеются различные устройства защиты электрической сети, применяемые в зависимости от характера неполадок.

В этой статье вы узнаете: что собой представляют перепады напряжения и каковы их причины; Какие существуют устройства защиты сети и в каких случаях используются.

Допустимые параметры электроэнергии

В России и на пост-советском пространстве стандартным напряжением является 220 вольт (для рядовых потребителей электроэнергии). При этом в реальности напряжение колеблется в определенных рамках от данного номинала. Допустимая амплитуда отклонения от нормы устанавливается нормами и актами, регулирующими предоставление данной услуги потребителю. При 220В минимальное допустимое значение составляет 198В, а максимальное — 242В.

Спасут ли пробки или автоматы?

Долгое время в домах использовались «пробки»: плавкие предохранители, защищающие от скачков напряжения. На смену им пришли современные и более удобные автоматы (автоматические выключатели). На сегодняшний день в большинстве квартир это единственные средства защиты от неполадок в сети.

Пробки и автоматические выключатели позволяют защититься от короткого замыкания, перегрева проводки и возгорания при перегрузке. Однако мощный электрический импульс может успеть пройти через автомат и вывести технику из строя. Такое случается, например, в следствие удара молнии. То есть обычные пробки не могут обеспечить полноценную защиту от перепадов напряжения.

Основные причины возникновения скачков напряжения в сети

Скачки напряжения могут отличаться по величине отклонения от нормы, по своей продолжительности и динамике возрастания/убывания в зависимости от причин их возникновения:

  • Большая нагрузка на сеть. Одновременное подключение большого числа электроприборов при недостаточной мощности сети приводит к нестабильности напряжения. Это может быть заметно, например, как мерцание лампочек или внезапное выключение электроприборов. Данное явление встречается часто, особенно по вечерам;
  • Мощный потребитель по соседству. Случается, если рядом находятся промышленные объекты, торговые центры, офисные здания с мощной вентиляционной системой и так далее.
  • Обрыв нулевого провода. Нулевой провод выравнивает напряжение у потребителей электроэнергии. При его обрыве (сгорании, окислении) часть потребителей получат повышенное напряжение (а другие заниженное), что с высокой вероятностью приведет к выходу из строя незащищенной электротехники.
  • Ошибки при подключении. Например, если были перепутаны нулевой и фазный провода;
  • Плохая проводка. Сбои возникают из-за изношенности проводки, использования некачественных материалов и неправильно выполненных монтажных работ.
  • Удар молнии. Попадание молнии в линии электропередачи может вызывать стремительный скачек напряжения в тысячи вольт. Представляет особую опасность, так как средства защиты не всегда успевают сработать.

Возможные последствия скачков напряжения

Производители электрической техники учитывают нестабильный характер напряжения и возможность его скачков и падений. Например, прибор с номинальным напряжением 220 вольт может работать при 200В и выдерживать скачки до 240В. При этом регулярная работа аппаратуры при больших отклонения от нормы сокращает срок ее эксплуатации. Сильные скачки напряжения могут вывести технику из строя, и даже нанести ущерб имуществу и здоровью, например, вызвав пожар.

Справка. Поломки электрических приборов в результате скачков напряжения не покрываются договорами о гарантийном обслуживании, то есть бремя расходов на ремонт и замену ложится на владельца, что может стать серьезным ударом по семейному бюджету. В некоторых случаях существует возможность предъявления иска к поставщику электроэнергии, однако это долго, сложно и дорого, а также не гарантирует успеха. Проще заранее предусмотреть защиту своего дома от подобных неприятностей.

Способы защиты от скачков напряжения

В зависимости от характеристик скачка напряжения и природы его возникновения используются различные устройства защиты. Рассмотрим основные из них:

Сетевой фильтр

Простое и доступное решение для защиты маломощного оборудования. Обычно представляет собой удлинитель или моноблок с вилкой, розеткой (или розетками) и выключателем с индикацией подачи питания. Следует отличать сетевые фильтры от обычных удлинителей, которые не имеют защиты, но очень похожи по виду. Защищает от скачков до 400 — 500 вольт, а ток нагрузки не может превышает 5 — 15 А.

Справка. С технической стороны сетевой фильтр представляет собой нехитрую систему из нескольких конденсаторов и катушек индуктивности. При этом блоки питания большинства современных электроприборов уже имеют в своем составе схемы, выполняющие аналогичную функцию. То есть на практике сетевые фильтры часто выполняют роль простого удлинителя с дополнительной защитой от скачков в сети.

Реле защиты РКН и УЗМ

Устройство прерывает подачу электроэнергии, если напряжение выходит за пределы допустимых значений. После возвращения напряжения в установленные рамки подача восстанавливается (автоматически или в ручную в зависимости от модели). Устройство подключается после входного автомата.

Основные достоинства РКН и УЗМ:

  • Скорость срабатывания в несколько миллисекунд;
  • Выдерживает нагрузку от 25 до 60 А;
  • Небольшие размеры и удобный монтаж;
  • Достаточные диапазоны максимального и минимального напряжения;
  • Отображение показателей электрического тока в реальном времени;

Прибор эффективен для защиты от разрыва нулевого провода и умеренных скачков напряжения. Однако реле не могут обеспечить стабильное напряжение и защитить от импульсного скачка, вызванного ударом молнии.

Расцепитель минимального-максимального напряжения (РММ)

Устройство защищает от высокого и низкого напряжения. Эффективен в случае разрыва нулевого провода и перекоса фаз в трехфазной сети, но не защищает от высоковольтных импульсов.

Прибор отличается небольшими размерами, простотой установки и доступной ценой.

Обратите внимание. РММ не оснащен функцией автоматического включения, что может привести к порче продуктов в холодильнике, остановке отопления помещений в зимний период и подобным проблемам.

Стабилизаторы

Приборы используются для «сглаживания» подачи электроэнергии в сетях, склонных к нестабильной работе. Эффективны в случае падения мощности, но могут не справиться с высоким напряжением.

К достоинствам прибора относятся: длительный срок эксплуатации; быстрое срабатывание; поддержание напряжения на стабильном уровне. Главным недостатком стабилизаторов является высокая цена.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Используются для защиты от быстрых мощных скачков напряжения, как правило вызываемых ударом молнии в линию электропередач. Выделяют два вида подобных устройств:

  • Вентильные и искровые разрядники. Устанавливаются в сетях высокого напряжения. В случае импульсного перенапряжения в устройстве происходит пробой воздушного зазора, фаза замыкается на заземление, разряд уходит в землю;
  • Ограничители перенапряжения (ОПН). В отличие от разрядников имеют небольшой размер и используются в частных домах. Внутри установлен варистор. При обычном напряжении ток через него не течет, но в случае скачка происходит возрастание тока, что позволяет снизить напряжение до нормальной величины.

Датчик повышенного напряжения (ДПН)

Используется вместе с УЗО (устройство защитного отключения) или дифференциальным автоматом. ДПН определяет превышение установленной нормы напряжения, после чего УЗО размыкает цепь.

Заключение

Наиболее распространенные средства защиты от скачков напряжения: автоматы и пробки, — эффективны не во всех случаях. В частности они не справляются с мощными скачками напряжения, что ставит под угрозу сохранность электротехники и всего дома в целом. Рынок предлагает разнообразными устройствами защиты электросети, применяемые в зависимости от характера перепадов напряжения и причин их возникновения. Потребителям электроэнергии остается выбрать необходимые приборы и правильно их установить.

Как защитить технику от перепадов напряжения | Сетевые фильтры | Блог

Внезапные перепады напряжения грозят плачевными последствиями для бытовой техники: выход из строя без надежды на ремонт. А для загородного дома в период летних гроз эта проблема становится наиболее актуальной. Почему происходят перепады и чем они опасны для техники? Как надежно защититься от скачков напряжения?

Чем опасны перепады напряжения

Перепад напряжения может быть вызван одновременным отключением нескольких мощных устройств, аварией на электросетях, нестабильной работой подстанции из-за перегрузки, эксплуатацией сварочного аппарата, низким качеством материалов электропроводки или ее монтажа. Нередко к существенному скачку напряжения приводит и удар молнии по линии электропередач.

Большинство перепадов незначительны и остаются незамеченными нами, но не техникой. Любой скачок, из-за которого напряжение в сети становится выше 250 Вольт, снижает срок службы подключенных устройств или дестабилизирует их работу. Даже несущественные отклонения на 5-10 %, происходящие регулярно, приводят к сбоям в управляющих блоках, сбросу настроек, возникновению помех. Перепады на 10-25 % сокращают срок службы приборов почти вдвое. А скачки напряжения до 300 Вольт выводят из строя блоки питания, управляющие и сенсорные панели, электродвигатели, сетевое оборудование.

В большинстве многоквартирных домов качество электропроводки оставляет желать лучшего, они не выдерживают нагрузки, ведь в каждой квартире одновременно работают десятки приборов. Безусловно, лучше поменять в квартире проводку, чтобы минимизировать вероятность перепадов и не довести до пожара. Но даже если нет такой возможности, обезопасить себя и родных можно.


Основной параметр при выборе устройств, способных защитить от перепадов напряжения, — это  выходная мощность, которая берется из силы тока (указывается в амперах А) умноженной на напряжение (указывается в вольтах В). Ее величина, указываемая в вольт-амперах (ВA), должна соответствовать общей мощности, потребляемой приборами. Поэтому перед приобретением нужно посчитать общую мощность техники, которую вы планируете подключить. 

Сетевые фильтры

Так называемый сетевой фильтр — это зачастую просто разветвитель/удлиннитель, защитные функции у которого либо фактически отсутствуют, либо являются минимальными и способны защитить только от перегрузки или короткого замыкания.

Однако среди «обманок» прячутся и настоящие сетевые фильтры, которые с помощью LC-контура фильтруют высокочастотные помехи в сети. Стоимость таких устройств, естественно, выше, но для некоторых видов техники наличие полноценной фильтрации необходимо. У приборов с LC-контуром есть характеристика «Подавление электромагнитных / радиочастотных шумов». Если вам нужен такой вариант, обращайте на нее внимание.

Стабилизаторы напряжения

Если подаваемое напряжение в сети не соответствует заданным нормам, стабилизатор нормализует его. К тому же стабилизатор повторяет функции хорошего сетевого фильтра: защита от короткого замыкания, от перенапряжения и высоковольтных импульсов, а также фильтрация помех. Маломощные стабилизаторы можно устанавливать для отдельного электроприбора, например, для холодильника, так как этот прибор наиболее болезненно реагирует на скачки напряжения. Супермощные стабилизаторы устанавливаются для всей сети, такие модели наиболее полезны для загородных домов или в районах, где с напряжением постоянные проблемы.

В сетях 220 Вольт используются однофазные стабилизаторы, в сетях 380 Вольт — три однофазных либо один трехфазный. Хороший стабилизатор хоть и стоит в разы дороже сетевого фильтра, однако он реально защищает технику от серьезных перепадов напряжения и обеспечивает стабильную работу.

Источники бесперебойного питания (ИБП)

ИБП объединяет в себе функции сетевого фильтра и стабилизатора (кроме резервного типа), но помимо этого позволяет технике работать еще какое-то время после отключения электропитания. Бесперебойники бывают трех типов: резервные, интерактивные и с двойным преобразованием.

Резервный вариант — самое простое и дешевое решение. Он пропускает ток через LC-контур, как в хороших сетевых фильтрах, а если необходимое напряжение отсутствует, осуществляется переключение на аккумуляторы. К недостаткам резервных бесперебойников можно отнести задержку при переключении на батареи (5 – 15 миллисекунд).

Интерактивные ИБП оснащены ступенчатым стабилизатором, позволяющим поддерживать надлежащее напряжение на выходе без использования батарей, что увеличивает срок их службы. Такие источники бесперебойного питания годятся для ПК и значительной части бытовой техники.

Бесперебойникис двойным преобразованиемпреобразуют полученный переменный ток в постоянный, а на выходе подают снова переменный с необходимым напряжением. Аккумуляторные батареи при этом все время подключены к сети, переключение не производится. ИБП данного типа отличаются более высокой стоимостью, в то же время создают больший шум при эксплуатации и сильнее нагреваются. Применяются в основном для требовательного к надежности питания оборудования: серверов, медицинское оборудования.

Реле напряжения

Реле напряжения, также называемые реле-прерывателями, производят размыкание электрических цепей при перепадах напряжения. После отключения питания реле через небольшие временные интервалы проверяет состояние напряжения, и при нормальных значениях возобновляет подачу тока.

Некоторые модели оснащения регуляторами, позволяющие настраивать реле под разные приборы, устанавливая верхний и нижний предел перепадов для отключения, а также время последующей активации. Существуют модели реле-прерывателей как для монтирования в электрощиток, так и для отдельной установки в розетку.

Защита от перенапряжения сети 🔌 220в, 380в и скачков напряжения для дома и квартиры

Современная жизнь приводит к появлению все большего количества сложной бытовой техники, оборудования и электроники в наших домах и квартирах. При этом качество электроснабжения желает быть лучшим по различным причинам. С другой стороны, промышленность предлагает целый ряд электротехнических приборов, позволяющих решать обозначенные проблемы своими руками в собственном жилье. Давайте познакомимся с ними и сделаем свой выбор.

Контроль уровня напряжения в сети

Виды скачков напряжения в сети электроснабжения

Трудно выбрать правильную систему защиты от перепадов напряжения, не зная их природу и характер. При этом все они имеют природный или техногенный характер:

  1. Зачастую напряжение в сети становится стабильно низким. Причина – перегрузка устаревшей линии электропередачи (ЛЭП), например, в результате массового подключения электронагревателей или кондиционеров в соответствующий сезон.
  2. В этих же условиях напряжение может оказаться завышенным длительное время при недостаточной нагрузке.
  3. Возможна ситуация, когда при стабильном общем уровне питания в линии электроснабжения появляются импульсы и скачки высокого напряжения. Причиной бывает работа сварочного аппарата, мощного электроинструмента, технологического оборудования или некачественного контакта в ЛЭП.
  4. Довольно неприятной неожиданностью является обрыв нулевого провода в сети 380 В питающей подстанции. В результате различной нагрузки по трем фазам возникает перекос напряжения, то есть на Вашей линии оно окажется слишком низким или завышенным.
  5. Удар молнии в ЛЭП вызывает огромный скачок перенапряжения, что приводит к выходу из строя и бытовой техники, и внутренней проводки зданий, что приводит к пожару.

Как защищают бытовую технику пробки и автоматы

Долгое время в наших домах и квартирах универсальным средством обороны от перечисленных выше неприятностей оставались плавкие предохранители под названием пробки. На смену им пришли современные автоматические выключатели (автоматы), и бесшабашный народ перестал ставить «жучки», восстанавливая сгоревшие пробки. Сегодня во многих квартирах автоматические выключатели остаются практически единственным средством защиты от проблем в домашней электросети.

Автоматические выключатели приходят на смену плавким предохранителям

Во время работы автоматический выключатель срабатывает, когда протекающий через него ток превышает значение, указанное на его корпусе. Это позволяет защитить электропроводку от перегрева, короткого замыкания и возгорания в случае перегрузки. При этом перенапряжение успевает вывести из строя электронику, а при коротком скачке автомат даже не сработает.

Таким образом, мощный импульс, вызванный ударом молнии, проходит через автоматический выключатель и может пробить проводку с перечисленными последствиями.

Иными словами, от повышенного напряжения и его скачков или перепадов автомат не спасает.

Зачем в домашней сети подключают УЗИП

Специально для организации системы защиты от ударов молнии и возникающих при этом импульсов перенапряжения разработаны УЗИП – устройства защиты от импульсных помех. Отметим, что ЛЭП имеют определенные средства компенсации ударов молнии. Также в блоках питания современных электронных устройств имеются УЗИП класса III.

Модульные УЗИП для монтажа в электрощите

Однако этого недостаточно, если Вы живете в частном доме, запитанном от воздушной линии электропередачи. Методика выбора и подключения УЗИП приводится в статье «Устройство защиты от импульсных грозовых перенапряжений, схема подключения». В любом случае для защиты от молнии поможет громоотвод, о котором рассказано в статье «Как правильно сделать громоотвод и молниезащиту в частном доме своими руками».

Функции УЗО в схеме электроснабжения дома

В схеме электроснабжения современного дома обязательно присутствует УЗО – устройство защитного отключения. Его основное предназначение – защита людей от удара электрическим током, а также защита электропроводки от пробоя и утечки, что может привести к пожару. Методика выбора и подключения УЗО приводится в специальной статье.

Однофазное и трехфазное УЗО

Несомненно, если в Вашем доме еще не установлено УЗО, это нужно обязательно сделать. При этом от перепадов напряжения устройство защитного отключения спасает лишь в некоторой степени и косвенным образом.

Защита электроприборов с помощью стабилизатора напряжения

Электрический стабилизатор — это прибор, который поддерживает на выходе стабильное напряжение при его изменении на входе в допустимых пределах. Прибор может иметь различную мощность и обеспечивать стабильное электропитание всего дома, либо отдельных потребителей.

Стабилизаторы напряжения различной мощности

Стабилизатор прекрасно справляется с коррекцией медленно меняющегося пониженного или повышенного напряжения. В зависимости от принципа работы он компенсирует резкие скачки или импульсы перенапряжения в разной степени.

В современных агрегатах имеется функция отключения подачи питания, когда его уровень в сети принимает предельные значения. После возвращения входного напряжения к допустимой величине электроснабжение восстанавливается.

При этом прибор не защищает от грозового перенапряжения.

Из рассмотренных нами устройств стабилизатор является наиболее дорогим. Читайте статью «Как правильно выбрать бытовой стабилизатор напряжения 220в для дачи и частного дома».

Альтернативный вариант — реле контроля напряжения в сети

Бюджетной альтернативой стабилизатору является реле контроля напряжения, которое выполняет оговоренную нами функцию отключения электропитания при выходе напряжения в сети за допустимые пределы. В зависимости от исполнения, устройство срабатывает при перенапряжении, либо контролирует и его нижний уровень.

Варианты модульных реле напряжения

Существуют модификации реле, которые восстанавливают питание автоматически при его возвращении к допустимым пределам, или это нужно делать вручную. Наиболее совершенные устройства предоставляют возможность установки уровней напряжения, при которых наступает отключение потребителей и времени задержки при возвращении питания. Например, холодильник нельзя включать в сеть повторно в течение пяти минут, чтобы не повредить компрессор. Именно такое значение можно задать на реле.

Реле напряжения ASV-3M после срабатывания необходимо включить вручную

При этом реле не обеспечивает стабильное напряжение, не компенсирует импульсные скачки и не защищает от грозового перенапряжения. Иными словами, такой способ защиты подходит в ситуации, когда напряжение в сети нормальное, но возможны его редкие и значительные отклонения, в том числе, в результате аварии в сети электроснабжения.

Реле напряжения для маломощных потребителей

Существуют варианты исполнения для защиты отдельных потребителей в виде удлинителя или моноблока с вилкой и розеткой. Эти устройства рассчитаны на ток нагрузки 6-16А. Аналогичные приборы в модульном исполнении монтируются на электрощите.

Реле модульного типа может иметь на выходе переключающую группу контактов, нормально разомкнутые контакты, а также две отдельные группы нормально разомкнутых или нормально замкнутых контактов. Это позволяет реализовать разные варианты управления питанием потребителей.

Монтажная схема подключения реле напряжения в сети 220В

Электромонтаж реле напряжения модульного типа можно выполнить по вышеприведенной иллюстрации. В любом случае устройство подключается после входного автомата. Нулевой провод подсоединяется к клемме N, а провода фазы — к нормально разомкнутым контактам реле.

Для защиты более дорогого устройства его номинальный рабочий ток выбирается на ступень выше, чем значение, указанное на корпусе входного автомата. Например, если перед реле установлен автомат на 40А, выбирают прибор с номинальным значением 50А.

Если устройство с необходимым значением рабочего тока отсутствует, либо стоит слишком дорого, его можно заменить реле напряжения с минимальным параметром нагрузки. При этом к его выходу подключается контактор необходимой мощности или пускатель, который подает напряжение на потребители.

Схема подключения реле напряжения с применением контактора

Электромонтаж реле напряжения в паре с контактором приведен на схеме. В данном примере собственно реле напряжения подключается также после входного автомата, счетчика и УЗО. Провод фазы с выходного контакта реле подключается к клемме управляющей обмотки контактора, а к ее второй клемме подсоединяется нулевой провод (выступающая часть корпуса). На выходные клеммы контактора (дальняя часть корпуса) сверху подаются фаза питания и ноль, а снизу подключаются провода фазы и нуля потребителей.

При наличии нормального уровня напряжения в сети реле контроля замыкает выходные контакты и подает питание на обмотку контактора. Он, в свою очередь, замыкает выходные контакты и подает питание потребителям. При отсутствии напряжения в сети или выходе его за допустимые пределы цепи последовательно разрываются и питание нагрузки отключается.

Схема подключения нескольких реле напряжения в однофазной сети

В ряде случаев удобно использовать несколько реле напряжения для разных типов потребителей. При этом для наиболее дорогих электронных потребителей, как, например, компьютеры, можно задать с помощью соответствующего реле допустимый диапазон входного питания в пределах 200-230В.

Бытовым электроприборам с электродвигателями, как, например, холодильник или стиральная машина, можно установить диапазон напряжения 185-235В. Потребители типа утюга, обогревателя или водонагревателя могут питаться напряжением 175-245В. Внутренние таймеры реле можно настроить на разное время задержки возобновления питания.

Как работает реле контроля фаз в сети 380В

В сети 380В может быть установлено трехфазное реле напряжения. Это имеет смысл, если в доме имеется оборудование с трехфазным питанием.

Подключение реле напряжения в сети 380В

В этом случае реле срабатывает при отклонении напряжения на любой фазе и отключает нагрузку по всем трем линиям. При отсутствии потребителей с питанием 380В удобнее и дешевле подключить три отдельных реле напряжения. В этом случае мы получаем три группы потребителей 220В, для которых могут быть установлены различные предельные значения напряжения и время задержки.

Схема подключения реле напряжения на каждой фазе в сети 380В

От чего защищает ИПБ

Основная задача источника бесперебойного питания (ИПБ) – обеспечение потребителей электроэнергией при отсутствии напряжения в сети. Наиболее часто этот прибор используют для питания компьютеров. Хотя ИПБ обеспечивает напряжение 220 вольт непродолжительное время, имеется возможность сохранить информацию и выключить компьютер. Актуально применение источника бесперебойного питания при использовании малогабаритной электростанции для беспрерывной подачи энергии в момент ее запуска.

Распространенный источник бесперебойного питания

Очевидно, что применение ИПБ функционально, если в сети электроснабжения дома установлено реле напряжения. При использовании аккумулятора достаточной емкости к источнику бесперебойного питания может быть подключен газовый котел. Аккумулятора на 60 АЧ хватит для обеспечения напряжением котла мощностью 160Вт примерно в течение суток.

ИПБ с двойным преобразованием работает при изменении напряжения на входе в широких пределах, однако стоит очень дорого.

Вероятно, в большинстве случаев, в бытовых целях практичнее использовать одновременно недорогой источник бесперебойного питания и стабилизатор или реле напряжения.

Чем поможет сетевой фильтр

Чаще всего бытовые сетевые фильтры выполнены в виде удлинителя. Таким образом, к нему может быть подключено сразу несколько единиц бытовой техники. Фильтры отличаются количеством розеток и длиной кабеля. Обычно устройство снабжается собственным выключателем с индикацией подачи питания. Фильтр может иметь индивидуальные выключатели питания для каждой розетки.

Популярные сетевые фильтры

Ряд моделей имеют защиту от короткого замыкания и перегрузки. Общий ток нагрузки устройств такого рода не превышает 6-16А. Собственно фильтр таких устройств состоит из нескольких конденсаторов и катушек индуктивности. Таким образом, обеспечивается защита электроники от маломощных и коротких импульсов помех. Последние могут создаваться, в том числе, бытовой техникой, подключенной в домашней сети.

Заметим, что блоки питания большинства современных электронных приборов уже имеют аналогичные схемы в своем составе. Иными словами, подобные сетевые фильтры можно рассматривать как удлинители с дополнительной фильтрацией и сервисными возможностями.

Система защиты от скачков напряжения своими руками

Ознакомившись с вышеизложенной информацией, Вы сможете подобрать систему с защиты домашней сети от нестабильности напряжения разного рода. При этом важно правильно оценить характер угрозы. В зависимости от обстоятельств может быть обеспечена защита от скачков напряжения как всей сетевой проводки в доме, так и отдельных приборов. В статье «Как выбрать стабилизатор для защиты холодильника от перепадов и скачков напряжения 220в» мы рассказываем о том, как можно сделать импровизированный стабилизатор для холодильника своими руками.

Устройства защита от скачков напряжения для дома и квартиры

Содержание

  • Источники бесперебойного питания (ИБП)
  • Эффективность приборов для защиты от скачков напряжения
  • Высокий уровень развития современных технологий позволил оснастить наше жилье высокотехнологичной бытовой техникой, которая экономит время, облегчает труд и упрощает жизнь. В подавляющем большинстве квартир и жилых домов обязательно найдутся автоматические стиральные и посудомоечные машины, микроволновки, холодильники, аудио- и видеоаппаратура, персональные компьютеры, а также другие электроприборы, реализованные на основе электронных компонентов и имеющие цифровые алгоритмы управления.

    С ростом функциональности, эффективности и удобства эксплуатации растут и требования таких устройств к питающему напряжению, показатели которого, к сожалению, далеко не всегда соответствуют действующим стандартам качества электроэнергии.

    По ряду причин, речь о них пойдет ниже, в электрических сетях могут возникать либо резкие колебания (скачки) напряжения, либо его длительные отклонения как в большую, так и в меньшую сторону. И то, и другое приводит не только к сбоям в работе или выходу из строя дорогостоящей бытовой техники, но и представляет реальную угрозу для безопасности жизни и здоровья людей.

    Допустимые отклонения сетевого напряжения по ГОСТ

    Стандартный уровень напряжения однофазной электросети в нашей стране составляет 230 В – именно на это номинальное значение рассчитана вся современная бытовая техника. Согласно требованиям ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), определяющего нормы качества электроэнергии, расхождение с данной величиной не должно превышать ±10%. Таким образом, применительно к однофазной домашней сети диапазон предельно допустимого напряжения составляет 207-253 В.

    Крайние значения из этого диапазона, не говоря уже о больших отклонениях, губительно влияют на многие современные электроприборы, в особенности на те, которые не имеют в своём составе импульсного блока питания. При этом следует понимать, что неисправность бытовой техники, вызванная некачественным электропитанием, не будет считаться гарантийным случаем – производитель, как правило, оговаривает подобные ситуации следующим образом: «Гарантия не распространяется на изделие, вышедшее из строя по причине повышенного/пониженного входного напряжения».

    Причины и последствия перепадов напряжения в сети

    Причины возникновения колебаний и резких перепадов сетевого напряжения чаще всего следующие:

    1. Недостаточная мощность и общий износ подстанций, которые не всегда соответствуют фактическому потреблению электроэнергии, в результате чего сеть работает с перегрузкой и постоянными сбоями.
    2. Плохое состояние инфраструктуры энергетического комплекса, являющееся причиной частых аварий и ухудшения общего качества электроэнергии.
    3. Несимметричное (неравномерное) распределение нагрузки, вызывающее перекос фаз и скачок напряжения в однофазной сети.
    4. Атмосферные явления, например, попадание разряда грозовой молнии в линию электропередач или обрывающий провода ледяной дождь.
    5. Человеческий фактор. Короткие замыкания и перенапряжения часто возникают вследствие некорректного подключения или умышленного вандализма.
    6. Включение мощных нагрузок, приводящее к падению сетевого напряжения (при отключении таких нагрузок наблюдается обратная картина – резкий рост сетевого напряжения).

    Небольшие перепады напряжения в сети снижают, в первую очередь, эффективность осветительного и нагревательного оборудования. Кроме того, они могут повлечь за собой сбои в работе и остальных электроприборов, в особенности тех, которые имеют электронное управление (газовые котлы, стиральные машины, кухонная техника и т. п.).

    Куда более плачевные последствия вызывают значительные сетевых отклонения: даже кратковременные провалы или скачки напряжения довольно часто становятся причиной сокращения срока службы бытовой техники, а в худшем случае и её моментального выхода из строя.

    Наиболее опасны перенапряжения – резкие и сильные броски сетевого напряжения в большую сторону (на десятки и сотни вольт), такое явление практически всегда губительно для любого электрооборудования.

    Спасут ли пробки или автоматы?

    Автоматические выключатели и их более ранние аналоги, предохранительные пробки, являются устройствами защиты от коротких замыканий и длительных перегрузок. Их защитное срабатывание происходит только при недопустимо длительном по времени превышении током в цепи определённого значения, которое во время сетевого перепада может быть и не достигнуто.

    В итоге пробки и автоматы либо вообще не сработают, либо сработают через длительный промежуток времени, поэтому такие изделия вряд ли можно рассматривать в качестве серьёзной защиты от сетевых скачков и колебаний.

    Как защитить технику от скачков напряжения?

    Для того, чтобы в условиях нестабильной электросети гарантировать безопасное и надёжное функционирование своей бытовой техники необходимо принять определённые меры защиты. Они заключаются в установке и правильной эксплуатации специального устройства, нейтрализующего скачки напряжения и другие негативные сетевые явления.

    Рассмотрим основные типы данных устройств.

    Сетевой фильтр

    Основное назначение этого прибора определяется его названием: фильтрация и сглаживание приходящих из сети помех. При наличии в составе варистора он будет защищать и от экстремальных перенапряжений.

    Следует понимать, что сетевой фильтр не обеспечивает коррекцию напряжения, следовательно, при сетевых отклонениях как хронических, так и резких прибор будет неэффективен.

    Реле контроля напряжения (РКН)

    Основная задача такого реле заключается в своевременном обесточивании подключенного оборудования при выходе питающего напряжения из определённого диапазона. Причем границы максимально допустимого и минимально допустимого значения пользователь задаёт самостоятельно.

    РКН отличаются компактностью, достаточным токовым номиналом и удобным исполнением, позволяющим размещать их непосредственно в вводном щитке и использовать для защиты сразу всей домашней электросети.

    Из недостатков можно назвать не самую эффективную защиту от значительных импульсных перенапряжений, а также неспособность повышать качество сетевого напряжения.

    Обратите внимание!
    В случае электросети с периодическими скачками, срабатывание реле контроля напряжения может стать постоянным явлением, при этом частое обесточивание электросети значительно понизит комфорт проживания в квартире или доме.

    Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

    Эти устройства хорошо зарекомендовали себя в качестве защиты от импульсных перенапряжений, возникающих при грозовых разрядах, коротких замыканиях или переходных коммутационных процессах. Но они совершенно бесполезны при сетевых колебаниях и скачках, в результате которых напряжение не достигает экстремальных значений, а именно такие явления наиболее распространены и случаются во многих электросетях практически ежедневно.

    УЗИП логичнее всего использовать в связке с другим устройством защиты, например, с упомянут

    Как защитить дом от импульсных перенапряжений / Статьи и обзоры / Элек.ру

    В техподдержке интернет-магазина «АСберг АС» клиенты часто задают вопросы о том как защитить дом от перепадов напряжения, что такое устройства защиты от перенапряжения, какие они бывают и как их подбирать. Класс продукции УЗИП известен покупателям значительно меньше чем автоматические выключатели или УЗО и игнорирование защиты от перенапряжения часто служит причиной пожаров и выхода из строя дорогостоящего электронного оборудования в частных домах. Хотелось бы восполнить этот пробел в знаниях покупателей и рассказать более подробно о том, что такое УЗИП, для чего он нужен и как его подобрать.

    УЗИП: особенности выбора и применения

    Даже кратковременные импульсные броски напряжения, в несколько раз превышающие номинальное, могут нанести непоправимый ущерб дорогостоящей электротехнике и электронике, а то и стать причиной пожара. Перенапряжение в сетях может возникать из-за грозы, аварий или переходных процессов. Например, импульсные перенапряжения могут стать следствием попадания молнии в систему молниезащиты или линию электропередач, переключения мощных индуктивных потребителей, таких как электродвигатели и трансформаторы, коротких замыканий.

    Что такое УЗИП и для чего оно нужно?

    Широкое распространение получили УЗИП
    с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку

    Ограничитель перенапряжения в электроустановках напряжением до 1 кВ называют устройством защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП. Устройства защиты от импульсных перенапряжений — как раз и призваны защитить электрооборудование от подобных ситуаций. Они служат для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока на землю, снижения амплитуды перенапряжения до уровня, безопасного для электрических установок и оборудования. УЗИП применяются как в гражданском строительстве, так и на промышленных объектах.

    Основной российский документ, определяющий, что такое УЗИП, это ГОСТ Р 51992-2002, «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах».

    УЗИП призваны обеспечить защиту от ударов молнии в систему молниезащиты здания (объекта) или воздушную линию электропередач (ЛЭП), защитить высокочувствительное оборудование и технику от импульсных перенапряжений и коммутационных бросков питания. Широкое распространение получили УЗИП с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку.

    Аппараты защиты от импульсных напряжений включают в себя устройства нескольких категорий:

    Тип устройства Для чего предназначено Где применяется
    I класс Для защиты от непосредственного воздействия грозового разряда. Защищают от импульсов 10/350 мкс: попадание молнии в систему внешней молниезащиты и попадание молнии в линию электропередач вблизи объекта.
    Амплитуда импульсных токов с крутизной фронта волны 10/350 мкс находится в пределах 25-100 кА, длительность фронта волны достигает 350 мкс.
    Устанавливаются на вводе питающей сети в здание (ВРУ/ГРЩ).
    Данными устройствами должны укомплектовываться вводно- распределительные устройства административных и промышленных зданий и жилых многоквартирных домов.
    II класс Обеспечивают защиту от перенапряжений, вызванных коммутационными процессами, а также выполняющие функции дополнительной молниезащиты.
    Предназначены для защиты от импульсов 8/20 мкс. Они защищают от ударов молнии в ЛЭП, от переключений в системе электроснабжения. Амплитуда токов — 15-20 кА.
    Монтируются и подключаются к сети в распределительных щитах.
    Служат дополнительной защитой от импульсов, которые не были полностью нейтрализованы УЗИП I класса.
    III класс Для защиты от импульсных перенапряжений, вызванных остаточными бросками напряжений и несимметричным распределением напряжения между фазой и нейтралью.
    Также работают в качестве фильтров высокочастотных помех. Предназначены для защиты от остаточных импульсов 1,2/50 мкс и 8/20 мкс импульсов после УЗИП I и II классов.
    Используются для защиты чувствительного электронного оборудования, поблизости от которого и устанавливаются.
    Характерные области применения — ИТ- и медицинское оборудование. Также актуальны для частного дома или квартиры — подключаются и устанавливаются непосредственно у потребителей.

    Конструкция УЗИП постоянно совершенствуется, повышается их надежность, снижаются требования по техническому обслуживанию и контролю.

    Как работает УЗИП?

    УЗИП устраняет перенапряжения:

    • Несимметричный (синфазный) режим: фаза — земля и нейтраль — земля.
    • Симметричный (дифференциальный) режим: фаза — фаза или фаза — нейтраль.

    В несимметричном режиме при превышении напряжением пороговой величины устройство защиты отводит энергию на землю. В симметричном режиме отводимая энергия направляется на другой активный проводник.

    Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S. В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП. В нем нет контакта для подключения нулевого проводника.

    Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S.
    В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП.
    В нем нет контакта для подключения нулевого проводника

    В разрядниках при воздействии грозового разряда в результате перенапряжения пробивает воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы с заземляющим контуром, и импульс высокого напряжения уходит в землю. В вентильных разрядниках гашение высоковольтного импульса в цепи с искровым промежутком происходит на резисторе.

    УЗИП на основе газонаполненных разрядников рекомендуется к применению в зданиях с внешней системой молниезащиты или снабжаемых электроэнергией по воздушным линиям.

    В варисторных устройствах варистор подключается параллельно с защищаемым оборудованием. При отсутствии импульсных напряжений, ток, проходящий через варистор очень мал (близок к нулю), но как только возникает перенапряжение, сопротивление варистора резко падает, и он пропускает его, рассеивая поглощенную энергию. Это приводит к снижению напряжения до номинала, и варистор возвращается в непроводящий режим.

    УЗИП имеет встроенную тепловую защиту, которая обеспечивает защиту от выгорания в конце срока службы. Но со временем, после нескольких срабатываний, варисторное устройство защиты от перенапряжений становится проводящим. Индикатор информирует о завершении срока службы. Некоторые УЗИП предусматривают дистанционную индикацию.

    Как выбрать УЗИП?

    При проектировании защиты от перенапряжений в сетях до 1 кВ, как правило, предусматривают три уровня защиты, каждая из которых рассчитана на определенный уровень импульсных токов и форму фронта волны. На вводе устанавливаются разрядники (УЗИП класса I), обеспечивающие молниезащиту. Следующее защитное устройство класса II подключается в распределительном щите дома. Оно должно снижать перенапряжения до уровня, безопасного для бытовых приборов и электросети. В непосредственной близости от оборудования, чувствительного к броскам в сети, можно подключить УЗИП класса III. Предпочтительнее использовать УЗИП одного вендора.

    Для координации работы ступеней защиты устройства должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга — более 10 метров по питающему кабелю. При меньших дистанциях требуется включение дросселя, возмещающего недостающие активно-индуктивные сопротивления проводов. Также рекомендуется защищать УЗИП с помощью плавких вставок.

    При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты.

    При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты

    Классы УЗИП не являются унифицированными и зависят от конкретной страны. Каждая строительная организация может ссылаться на один из трех классов испытаний. Европейский стандарт EN 61643-11 включает определенные требования по стандарту МЭК 61643-1. На основе МЭК 61643 создан российский ГОСТ Р 51992.

    Оценка значимости защищаемого оборудования

    Необходимость защиты, экономические преимущества устройств защиты и соответствующие устройства защиты должны определяться с учетом факторов риска: соответствующие нормы прописаны в МЭК 62305-2. Критерии проектирования, монтажа и техобслуживания учитываются для трех отдельных групп:

    Группа Что включает Где определяется
    Первая Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и вреда здоровью людей МЭК 62305-3
    Вторая Меры защиты для минимизации отказов электрических и электронных систем МЭК 62305-4
    Третья Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и отказов инженерных сетей (в основном электрические и телекоммуникационные линии) МЭК 62305-5
    Оценка риска воздействия на объект

    Нормы установки молниезащитных разрядников прописаны в международном стандарте МЭК 61643-12 (принципы выбора и применения). Несколько полезных разделов содержит международный стандарт МЭК 60364 (электроустановки зданий):

    • МЭК 60364-4-443 (защита для обеспечения безопасности). Если установка запитывается от воздушной линии или включает в себя такую линию, должно предусматриваться устройство защиты от атмосферных перенапряжений, если грозовой уровень для рассматриваемого объекта соответствует классу внешних воздействий AQ 1 (более 25 дней с грозами в год).
    • МЭК 60364-4-443-4 (выбор оборудования установки). Этот раздел помогает в выборе уровня защиты для разрядника в зависимости от защищаемых нагрузок. Номинальное остаточное напряжение устройств защиты не должно превышать выдерживаемого импульсного напряжения категории II.
    Выбор оборудования по МЭК 6036

    В качестве первой ступени лучше применять УЗИП на базе разрядников без съемного модуля. Вряд ли вам удастся найти варисторное устройство с номинальным током Iimp более 20 кА. Шкаф, в котором установлено УЗИП такого типа, должен быть из несгораемого материала.

    Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up. Он не должен превышать стойкость электрооборудования к импульсному напряжению. Для УЗИП I-го класса Up не превышает 4 кВ. Уровень напряжения защиты Up для устройств II-го класса не должен превышать 2,5 кВ, для III-го класса — 1,5 кВ. Это тот уровень, который должна выдерживать техника.
    Ещё несколько важных параметров, которые необходимо знать для выбора УЗИП. Максимальное длительное рабочее напряжение Uc — действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения в электросети.

    Минимальное требуемое значение Uc для УЗИП в зависимости от системы заземления сети

    Номинальный ток нагрузки IL — максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке. Этот параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. УЗИП обычно подключаются параллельно цепи, поэтому данный параметр у них не указывается.

    Выбор защитной аппаратуры: чувствительное оборудование и оборудование зданияВыбор защитной аппаратуры: бытовая техника и электроникаВыбор защитной аппаратуры: производственное оборудованиеВыбор защитной аппаратуры: ответственное оборудование

    Сегодня многие крупные потребители электрической энергии с успехом используют на территории России высококачественные элементы УЗИП. Положительные результаты испытаний и эффективность применения УЗИП в России позволяют говорить о том, что их использование в российских условиях выгодно и удобно. Остается подобрать нужную модель устройства и установить ее на объекте.

    Схема защиты от перенапряжения

    Цепи защиты, такие как защита от обратной полярности, защита от короткого замыкания и защита от повышенного / пониженного напряжения, используются для защиты любого электронного устройства или схемы от любых неожиданных сбоев. Обычно для защиты от перенапряжения используется предохранитель или MCB, здесь, в этой схеме, мы построим схему защиты от перенапряжения без использования предохранителя.

    Защита от перенапряжения - это функция источника питания, которая отключает подачу питания, когда входное напряжение превышает заданное значение.Для защиты от перенапряжения мы всегда используем защиту от перенапряжения или схему защиты ломом. Схема защиты ломом - это тип защиты от перенапряжения, который чаще всего используется в электронных схемах.

    Есть много разных способов защитить вашу схему от перенапряжения. Самый простой способ - подключить предохранитель со стороны входа питания. Но проблема в том, что это разовая защита, потому что, когда напряжение превышает заданное значение, провод внутри предохранителя сгорает и разрывает цепь.Затем вам необходимо заменить поврежденный предохранитель на новый, чтобы снова выполнить соединения.

    Здесь, в этой схеме, стабилитрон и биполярный транзистор используются для автоматической защиты от перенапряжения. Это можно сделать двумя способами:

    1. Цепь стабилитрона напряжения: Этот метод регулирует входное напряжение и защищает схему от перенапряжения путем подачи регулируемого напряжения, но не отключает выходную часть , когда напряжение превышает пределы безопасности .Мы всегда будем получать выходное напряжение, меньшее или равное номинальному значению стабилитрона.

    2. Схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона: Во втором методе защиты от перенапряжения, когда входное напряжение превышает заданный уровень, отключает выходную часть или нагрузку от схемы.

    Цепь стабилитрона

    Стабилитрон стабилизатора напряжения защищает схему от перенапряжения, а также регулирует входное напряжение питания.Принципиальная схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона приведена ниже:

    Предустановленное значение напряжения . цепи - это критическое значение, при превышении которого либо отключается питание, либо напряжение выше этого значения недопустимо. Здесь предустановленное значение напряжения - это номинал стабилитрона. Мол, мы используем стабилитрон 5.1V, тогда напряжение на выходе не будет превышать 5.1V.

    Когда выходное напряжение увеличивается, напряжение база-эмиттер уменьшается, из-за этого транзистор Q1 проводит меньше.Поскольку Q1 проводит меньше, он снижает выходное напряжение, следовательно, поддерживает постоянное выходное напряжение.

    Выходное напряжение определяется как:

      VO = VZ - VBE  

    Где,

    VO - выходное напряжение

    VZ - напряжение пробоя стабилитрона

    VBE - напряжение база-эмиттер

    Схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона

    Приведенная ниже принципиальная схема защиты от перенапряжения построена с использованием стабилитрона и транзистора PNP. Эта схема отключает выход, когда напряжение превышает заданный уровень . Заданное значение - это номинальное значение стабилитрона, подключенного к цепи. Вы даже можете изменить стабилитрон в соответствии с вашим подходящим значением напряжения. Недостатком схемы является то, что вы не можете найти точное значение стабилитрона, поэтому выберите тот, который имеет наиболее близкое значение к заданному вами значению.

    Необходимые материалы

    • FMMT718 Транзистор PNP - 2 шт.
    • Стабилитрон
    • 5.1V (1N4740A) - 1шт.
    • Резисторы
    • (1 кОм, 2,2 кОм и 6,8 кОм) - 1 шт. (каждый)
    • Макет
    • Соединительные провода

    Схема защиты от перенапряжения

    Работа схемы защиты от перенапряжения

    Когда напряжение ниже заданного уровня , на клемме базы Q2 высокий уровень и, поскольку это транзистор PNP, он выключается.И, когда Q2 находится в выключенном состоянии, базовый вывод Q1 будет LOW, и это позволяет току течь через него.

    Теперь, когда напряжение превышает заданное значение , стабилитрон начинает проводить ток, который соединяет базу Q2 с землей и включает Q2. Когда Q2 включается, базовая клемма Q1 становится ВЫСОКОЙ, а Q1 включается, что означает, что Q1 ведет себя как разомкнутый переключатель. Следовательно, Q1 не позволяет току проходить через него и защищает нагрузку от превышения напряжения.

    Теперь нам также нужно учесть падение напряжения на транзисторах, оно должно быть небольшим для правильной схемы.Поэтому мы использовали FMMT718 PNP-транзистор , который показывает очень низкое значение насыщения VCE, из-за чего падение напряжения на транзисторах невелико.

    Далее проверьте наши другие схемы защиты.

    .

    Защита от перенапряжения на входе операционного усилителя

    Метод защиты от перенапряжения Условия перенапряжения могут быть вызваны рядом различных ситуаций. Рассмотрим систему, в которой удаленный датчик расположен в поле - например, он измеряет поток жидкости на нефтеперерабатывающем заводе и отправляет свой сигнал по кабелю в электронику сбора данных, которая находится в другом физическом месте. Первым каскадом сигнального тракта электроники сбора данных часто может быть операционный усилитель, сконфигурированный как буфер или усилитель усиления.Вход этого операционного усилителя подвергается воздействию внешнего мира и, следовательно, может быть подвержен инцидентам перенапряжения, например, короткому замыканию из-за поврежденного кабеля или неправильному подключению кабеля к электронике сбора данных.

    Точно так же ситуация, которая может вызвать состояние перенапряжения, - это когда входной сигнал, который обычно находится в диапазоне входного напряжения усилителя, внезапно получает внешний стимул, вызывающий скачок напряжения, превышающий напряжение питания операционного усилителя.

    Третий сценарий, который может привести к состоянию перенапряжения на входе, связан с последовательностью включения операционного усилителя и других компонентов на пути прохождения сигнала. Например, если источник сигнала, такой как датчик, получает питание до того, как это сделает операционный усилитель, выход источника может начать выдавать напряжение, которое затем будет подаваться на вход операционного усилителя, даже если операционный усилитель контакты питания еще не имеют питания и по существу находятся на земле. Это создаст ситуацию перенапряжения и, вероятно, вызовет чрезмерный ток через вход операционного усилителя на землю (контакты питания без питания).

    Зажим: классический метод защиты от перенапряжения

    Очень популярный способ добавления OVP показан на рисунке 1. Когда амплитуда входного сигнала (V IN ) превышает одно из напряжений питания плюс прямое напряжение диода, диод (D OVPP или D OVPN ) будет направлять смещение и отправлять ток на шины питания, а не на входы операционного усилителя, где избыточный ток может повредить операционный усилитель. В этом приложении мы используем ADA4077, операционный усилитель чрезвычайно высокой точности с максимальным диапазоном питания 30 В (или ± 15 В).

    Фиксирующие диоды представляют собой диоды Шоттки 1N5177, поскольку они имеют прямое напряжение приблизительно 0,4 В, что меньше прямого напряжения входных диодов защиты от электростатического разряда (ESD) операционного усилителя; таким образом, ограничивающие диоды начнут проводить ток раньше, чем диоды ESD. Резистор защиты от перенапряжения R OVP ограничивает прямой ток через ограничивающие диоды, чтобы поддерживать их на уровне ниже максимального номинального тока, предотвращая их повреждение чрезмерным током.Резистор R FB в контуре обратной связи присутствует, потому что любой входной ток смещения на неинвертирующем входе может вызвать ошибку входного напряжения на R OVP - добавление R FB аннулирует ошибку, генерируя аналогичное напряжение на инвертирующий вход.

    Рис. 1. Классическая схема зажима для защиты от перенапряжения.

    Компромисс между схемой ограничения диода - снижение точности

    Хотя классическая схема на рис. 1 защищает входы операционного усилителя, она вносит значительную ошибку в тракт прохождения сигнала.Прецизионные усилители обычно имеют входное напряжение смещения (V OS ) в диапазоне микровольт. Например, максимальное напряжение V OS для ADA4077 составляет 35 мкВ во всем диапазоне рабочих температур от –40 ° C до + 125 ° C. Добавление внешних диодов и резистора перенапряжения приводит к ошибке смещения входа, которая может быть во много раз больше, чем низкое смещение, присущее прецизионному операционному усилителю.

    Диоды с обратным смещением демонстрируют обратный ток утечки, который течет от катода через анод к источнику питания.Когда напряжение входного сигнала (V IN ) находится между шинами питания, диоды D OVPP и D OVPN имеют на себе обратное напряжение. Когда V IN находится на земле (середина диапазона входного напряжения), обратный ток через D OVPN примерно равен обратному току утечки через D OVPP . Однако, когда V CM движется над или под землей, через один диод протекает больший обратный ток, чем через другой. Например, когда V CM находится в верхней части диапазона входного напряжения операционного усилителя, который составляет 2 В от положительного источника питания или 13 В в этой цепи, диод D OVPN будет иметь обратное напряжение 28 В. .Согласно паспорту диода 1N5177, это может вызвать обратный ток утечки, близкий к 100 нА. Поскольку ток обратной утечки течет от входного сигнала (V IN ) через R OVP , он создает падение напряжения на R OVP , которое выглядит точно как увеличенное входное напряжение смещения на пути прохождения сигнала.

    Дополнительную озабоченность вызывает то, что ток обратной утечки диода экспоненциально возрастает с увеличением температуры, вызывая увеличение штрафа напряжения смещения цепи ограничения O VP .В качестве основы для сравнения точности операционного усилителя без внешней схемы защиты от перенапряжения на рисунке 2 показано измеренное напряжение смещения ADA4077 в диапазоне входного напряжения от -13 В до +13 В. Измерения проводились при трех температурах: 25 ° C. , 85 ° С и 125 ° С. Обратите внимание, что при 25 ° C V OS ADA4077, используемого в этом тесте, достигал только 6 мкВ; даже при 125 ° C напряжение V OS составляет всего около 20 мкВ. Когда мы добавляем внешнюю схему ограничения OVP к тому же устройству ADA4077 и подаем вход на V IN , мы видим результаты, показанные на рисунке 3.При комнатной температуре V OS подскакивает до 30 мкВ, что в пять раз превышает погрешность пути прохождения сигнала только от ADA4077. При 125 ° C напряжение V OS превышает 15 мВ, что в 750 раз больше, чем 20 мкВ ADA4077! Точность ушла.

    Рис. 2. Зависимость входного напряжения смещения от входного напряжения для ADA4077. Рис. 3. Зависимость входного напряжения смещения от входного напряжения для схемы ограничения OVP, добавленной к ADA4077.

    Резистор 5 кОм отлично защищает ограничивающие диоды, а также операционный усилитель в условиях перенапряжения, но он добавляет немалую погрешность смещения во время нормальной работы, когда диоды пропускают ток через него (не говоря уже о шумах Джонсона от резистор).Мы хотели бы, чтобы динамическое входное сопротивление имело низкое сопротивление во время работы в указанном диапазоне входного напряжения, но высокое сопротивление в условиях перенапряжения.

    Комплексное решение дает ответ

    ADA4177 - это высокоточный операционный усилитель со встроенной защитой от перенапряжения. Встроенные диоды ESD действуют как фиксаторы перенапряжения для защиты детали. Полевые транзисторы режима обеднения включены последовательно на каждом входе перед диодами ESD. Они обеспечивают динамическое сопротивление, которое увеличивается, когда входное напряжение (V CM ) превышает напряжения питания.По мере увеличения входного напряжения сопротивление сток-исток (R DSON ) внутреннего полевого транзистора увеличивается, таким образом, экспоненциально ограничивая протекание тока с повышенным напряжением (показано на рисунке 4). Поскольку в ADA4177 на входах используются полевые транзисторы, работающие в режиме обеднения, а не последовательный защитный резистор, операционный усилитель не страдает от потери напряжения смещения на резисторе, как это имеет место в схеме ограничения OVP.

    Рис. 4. Входной ток смещения ADA4177 ограничивается по мере увеличения перенапряжения.

    ADA4177 может выдерживать напряжения на своих входах до 32 В сверх напряжения питания. Он ограничивает ток перенапряжения до 10–12 мА, защищая операционный усилитель без использования каких-либо внешних компонентов. Как показано на Рисунке 5, даже при 125 ° C этот испытанный блок показывает напряжение смещения всего 40 мкВ. Это менее 3% погрешности, которую показала цепь зажима при этой температуре. Точность сохраняется!

    Рис. 5. Зависимость входного напряжения смещения от входного напряжения для ADA4177 со встроенным OVP.

    Что это значит для производительности системы

    При анализе влияния изменения входного напряжения на точность пути прохождения сигнала разработчик системы учитывает коэффициент подавления синфазного сигнала усилителя (CMRR). Это мера того, какая часть входного синфазного напряжения не отображается на выходе (или насколько мало проходит). Поскольку операционные усилители часто конфигурируются для обеспечения усиления между входом и выходом, мы нормализуем спецификацию CMRR, ссылаясь на изменение входного напряжения смещения, которое представляет собой изменение выходного сигнала, деленное на коэффициент усиления с обратной связью усилителя.Коэффициент подавления синфазного сигнала представляет собой положительное значение, выраженное в дБ, и рассчитывается по следующей формуле:

    CMRR = 20 log (ΔV CM / ΔV OS )

    Исходя из этого соотношения, мы видим, что желательно, чтобы VOS был как можно меньше. ADA4177 должен иметь гарантированный минимальный предел CMRR 125 дБ при полной рабочей температуре. Используя результаты испытаний устройств, измеренных в этом эксперименте, мы можем рассчитать и сравнить CMRR схемы ограничения и ADA4177.Таблица 1 показывает крайнюю потерю точности при использовании классической схемы ограничивающего диода и превосходного CMRR ADA4177 со встроенной защитой от перенапряжения на полевых транзисторах.

    Таблица 1. Сравнение CMRR ADA4177 с дискретным OVP с фиксирующими диодами

    Метод защиты от перенапряжения 25 ° С 85 ° С 125 ° С
    ADA4177 143 дБ 145 дБ 142 дБ
    ADA4077 и зажим OVP 113 дБ 78 дБ 58 дБ
    .Надежные усилители

    обеспечивают интегрированную защиту от перенапряжения

    Неисправная работа или даже повреждение могут произойти, когда входное напряжение операционного усилителя превышает указанный диапазон входного напряжения или, в крайних случаях, напряжение питания усилителя. В этой статье обсуждаются некоторые распространенные причины и следствия условий перенапряжения , как громоздкую защиту от перенапряжения можно добавить к незащищенному усилителю и как интегрированная защита от перенапряжения новых усилителей предоставляет разработчикам компактную, надежную, прозрачную и недорогую -эффективное решение.

    Все электронные компоненты имеют верхние пределы допустимого напряжения. При превышении любого из этих верхних пределов последствия могут варьироваться от кратковременного прерывания работы до фиксации системы и необратимого повреждения. Величина перенапряжения, которое может выдержать данный компонент, зависит от нескольких факторов, в том числе от того, установлена ​​ли деталь или произошел случайный контакт, амплитуда и продолжительность события перенапряжения, а также надежность устройства.

    Прецизионные усилители, часто являющиеся первым компонентом в цепях измерительных сигналов датчиков, наиболее подвержены сбоям из-за перенапряжения.При выборе прецизионного усилителя разработчики системы должны учитывать диапазон синфазного входа усилителя. В таблице данных входной диапазон синфазного сигнала может быть указан диапазоном входного напряжения (IVR), или в условиях испытаний для коэффициента подавления синфазного сигнала (CMRR), или обоими способами.

    Реальные причины условий перенапряжения

    Усилители требуют: защиты от перенапряжения ; защиты от сбоев, вызванных последовательностью питания, переключением режима ожидания и скачками напряжения; и защита от электростатического разряда для защиты от сбоев, вызванных электростатическим разрядом (ESD), даже во время работы.Когда установлен , устройство может подвергаться условиям последовательного включения питания системы, которые вызывают повторяющиеся перенапряжения. Разработчики систем ищут способы отвести токи короткого замыкания от чувствительных компонентов или ограничить эти токи замыкания в достаточной степени, чтобы избежать повреждений.

    В сложных системах с распределенной архитектурой питания (DPA) с несколькими напряжениями питания последовательность источников питания позволяет источникам питания различных частей схемы системы включаться и выключаться в разное время.Неправильная последовательность может вызвать перенапряжение и возникновение условий фиксации на любом выводе любого устройства.

    В связи с повышенным вниманием к энергоэффективности многие системы реализуют сложные режимы sleep и standby . Это означает, что некоторые разделы системы могут быть отключены, а другие могут оставаться включенными и активными. Как и в случае с последовательностью питания, эти ситуации могут вызвать непредсказуемые события перенапряжения, но в первую очередь на входных контактах.

    Многие типы датчиков могут генерировать неожиданные всплески выходного сигнала, не связанные с физическими явлениями, для измерения которых они предназначены.Этот тип состояния перенапряжения обычно влияет только на входные контакты.

    Электростатический разряд - это хорошо известное событие перенапряжения, которое часто происходит до установки компонента. Ущерб, который он может вызвать, настолько распространен, что отраслевые спецификации, такие как JESD22-A114D, определяют, как тестировать и определять способность полупроводника противостоять различным типам событий ESD. Практически все полупроводниковые изделия содержат в той или иной форме встроенные устройства защиты. Замечания по применению AN-397 «Электрическое повреждение стандартных линейных интегральных схем: наиболее распространенные причины и связанные с ними исправления для предотвращения повторения» - хороший справочник, подробно освещающий эту тему.Ячейки ESD предназначены для перехода в состояние с низким импедансом после импульса высокой энергии. Это не ограничивает входной ток, но обеспечивает путь к шинам питания с низким импедансом.

    Простой пример: последовательность источников питания

    Поскольку схемы со смешанными сигналами становятся повсеместными, растет и потребность в нескольких источниках питания на одной печатной плате. См. Примечания по применению AN-932, «Последовательность блоков питания», где рассмотрены некоторые тонкие вопросы, которые следует учитывать в новых разработках, особенно когда требуются несколько несвязанных источников питания.

    Прецизионные усилители могут стать жертвой этого состояния. На рисунке 1 показан операционный усилитель, сконфигурированный как дифференциальный усилитель. Усилитель измеряет ток через R SENSE и выдает выходной сигнал, пропорциональный результирующему падению напряжения. Необходимо следить за тем, чтобы делитель, образованный R 3 и R 4 , смещал входы где-то в пределах указанного IVR. Если напряжение питания усилителя не является производным от V SY , а V CC появляется после V SY , напряжение на инвертирующем входе A1 будет:

    В - = В SY - (I - × R 1 ) (1)

    , где I - зависит от входного импеданса A1 без питания.Если усилитель не предназначен для работы в условиях перенапряжения, наиболее вероятный путь прохождения тока будет через ESD-диод, фиксирующий диод или паразитный диод к источнику питания или заземлению. Повреждение может произойти, если это напряжение упадет за пределы IVR или если ток превысит максимальное значение, указанное в паспорте.

    Структуры ESD, используемые в усилителях с защитой от перенапряжения, таких как ADA4091 и ADA4096, представляют собой не диоды, а устройства DIAC (двунаправленный «диод для переменного тока»), что делает эти усилители устойчивыми к условиям перенапряжения даже без питания.

    Рисунок 1. Датчик тока высокого плеча дифференциального усилителя. Если V SY включается раньше V CC , входное напряжение или ток усилителя могут превысить максимум, указанный в паспорте.

    Условия отказа в операционных усилителях

    На рисунке 2 показан N-канальный входной каскад JFET (J 1 , J 2 , R 1 и R 2 ), за которым следуют вторичный каскад усиления и выходной буфер (A1). Когда усилитель без обратной связи находится в пределах своего заданного IVR, дифференциальный входной сигнал (V IN + - V IN– ) сдвинут по фазе на 180 градусов с V DIFF .При подключении в качестве буфера с единичным усилением, как показано, если синфазное напряжение на V IN + превышает IVR усилителя, затвор-сток J 1 будет освобожден от зажима и проведет весь каскадный ток 200 мкА. . Пока напряжение затвор-сток J 1 остается обратным смещением, дальнейшее увеличение на V IN + не вызывает изменений в V DIFF (V OUT остается на положительной шине). Однако как только затвор-сток J 1 становится смещенным в прямом направлении, дальнейшее увеличение V IN + повышает на напряжение на инвертирующем входе A1, вызывая нежелательное изменение фаз между входным сигналом и V DIFF . .

    Рис. 2. Концептуальный операционный усилитель с N-канальным входом JFET.

    На рисунке 3 показан пример смены фаз на выходе A1. В отличие от усилителей с биполярным входом, усилители на JFET-транзисторах склонны к перевороту фазы, поскольку их входы не ограничены. КМОП-усилители обычно невосприимчивы к обращению фазы, потому что вентили электрически изолированы от стоков. Если инверсии фазы не происходит, производители операционных усилителей часто указывают это в технических данных. Инверсия фазы возможна, если: входы усилителя не являются CMOS, максимальный дифференциальный вход составляет V SY , и в техпаспорте не утверждается устойчивость к инверсии фазы.Хотя инверсия фазы сама по себе является неразрушающей, она может вызвать положительную обратную связь, что приводит к нестабильности в контурах сервопривода.

    Рис. 3. Когда VIN превышает заданный IVR, инверсия входной фазы приводит к тому, что выход усилителя становится отрицательным.

    Системные проектировщики также должны быть обеспокоены тем, что происходит, когда входы усилителя выходят за пределы источников питания. Чаще всего это состояние неисправности возникает, когда последовательность подачи питания приводит к тому, что сигнал источника становится активным до включения питания усилителя, или когда источник питания резко скачивает во время включения, выключения или во время работы.Это состояние разрушительно для большинства усилителей, особенно если перенапряжение превышает падение напряжения на диоде.

    На рис. 4 показан типичный биполярный входной каскад с диодами защиты от электростатического разряда и ограничивающими диодами. В буферной конфигурации, когда V IN + превышает любую из шин, ESD и ограничивающие диоды будут смещены в прямом направлении. При очень низком импедансе источника эти диоды будут проводить столько тока, сколько позволяет источник. Прецизионные усилители, такие как AD8622, обеспечивают минимальную дифференциальную защиту за счет включения резисторов 500 Ом последовательно со входами для ограничения входного тока при приложении дифференциального напряжения, но они защищают только до тех пор, пока не указан максимальный входной ток. не превышено.Если максимальный входной ток составляет 5 мА, то максимально допустимое дифференциальное напряжение составляет 5 В. Обратите внимание, что эти резисторы не включены последовательно с диодами ESD, поэтому они не могут ограничивать ток на шинах (например, в условиях перенапряжения).

    Рис. 4. Биполярный входной каскад, показывающий ESD и диоды дифференциальной защиты.

    На рис. 5 показано соотношение входного тока и напряжения незащищенного биполярного операционного усилителя при одновременном применении дифференциального входа и перенапряжения. Когда приложенное напряжение превышает падение на диоде, ток может стать разрушительным, ухудшить или даже разрушить операционный усилитель.

    Рисунок 5. Входной ток операционного усилителя, когда дифференциальное входное напряжение превышает падение на диоде.

    Защита от перенапряжения внешнего входа

    С первых дней появления полупроводниковых операционных усилителей разработчикам микросхем приходилось сталкиваться с компромиссами между архитектурой микросхемы и внешней схемой, необходимыми для устранения ее недостатков. Защита от сбоев является одной из наиболее сложных проблемных областей (например, см. MT-036, «Защита от опрокидывания фазы на выходе операционного усилителя и входного перенапряжения» и MT-069, «Защита от входного напряжения In-Amp»).

    Разработчикам систем необходимы прецизионные операционные усилители с двумя характеристиками: низкое напряжение смещения (V OS ) и высокий коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR), которые упрощают калибровку и минимизируют динамическую ошибку. Чтобы поддерживать эти характеристики при наличии электрического перенапряжения (EOS), биполярные операционные усилители часто включают в себя внутренние ограничивающие диоды и небольшие ограничивающие резисторы, соединенные последовательно с их входами, но они не могут устранять неисправные состояния, возникающие, когда входы выходят за пределы шин.Чтобы добавить защиту, разработчик системы может реализовать схему, подобную показанной на рисунке 6.

    Рисунок 6. Прецизионный операционный усилитель с внешней защитой с использованием токоограничивающего резистора и двух диодов Шоттки. RFB устанавливается равным R OVP , чтобы уравновесить смещения из-за входных токов смещения.

    R OVP ограничит ток, подаваемый на операционный усилитель, если источник сигнала V IN включится первым. Прямое напряжение диодов Шоттки на 200 мВ меньше, чем у типичных малосигнальных диодов, поэтому весь ток перенапряжения будет шунтироваться через внешние диоды D 1 и D 2 .Однако эти диоды могут ухудшить характеристики операционного усилителя. Например, графики обратной утечки от 1N5711 (см. Рисунок 7) можно использовать для определения штрафа CMRR для данного резистора OVP. Обратная утечка 1N5711 составляет 0 нА при 0 В и 60 нА при 30 В. При общем режиме 0 В дополнительная I OS , вызванная D1 и D2, зависит от того, насколько хорошо совпадают их утечки. Когда V IN устанавливается на +15 В, D1 будет иметь обратное смещение на 30 В, а D2 будет иметь смещение 0 В. Таким образом, дополнительные 60 нА поступают в R OVP .Когда на входе установлено значение –15 В, D 1 и D 2 меняют местами электрически местами, и 60 нА вытекает из ROVP. Дополнительный IOS, вызванный защитными диодами в любом синфазном режиме, просто:

    I OSaddr = I D1 - I D2 (2)

    Рис. 7. Зависимость обратного тока 1N5711 от постоянного обратного напряжения.

    Из уравнения 2 штраф V OS может быть получен на крайних значениях синфазного диапазона следующим образом:

    В OS Штраф = I OSaddr × R OVP (3)

    При использовании 60 нА в качестве утечки 1N5711 при 30 В и защитного резистора 5 кОм, VOS на каждом конце будет увеличиваться на 300 мкВ, вызывая дополнительные 600 мкВ ∆VOS во всем диапазоне входного напряжения.С точки зрения технических данных, операционный усилитель с CMRR 110 дБ будет иметь снижение на 17 дБ. Вставка резистора обратной связи для выравнивания импеданса источника помогает только тогда, когда общий режим равен 0 В, и ничего не делает для предотвращения дополнительных IOS во всем синфазном диапазоне. В таблице 1 показан такой же расчет для диодов, обычно используемых для защиты прецизионных усилителей. Для расчета штрафа CMRR предполагается наличие защитного резистора 5 кОм. Все затраты являются недавними котировками (2011 г.) в долларах США с сайта www.mouser.com.

    Таблица 1.Часто используемые защитные диоды и их влияние на прецизионный ОУ CMRR 110 дБ

    1N5711
    BAV99
    PAD5
    BAS70-04
    1N914
    BZB84-C24
    I OSaddr (nA)
    60 10 << 0.005 8 40 50
    В OS Штраф (мкВ)
    600 100 0 80 400 500
    Штраф CMRR (дБ)
    17 6 0 5 14 16
    Стоимость при 1 тыс. Штук
    0 руб.07
    0,015 доллара США
    $ 3.52
    0,095 $
    0,01 $
    0,034 доллара США

    Другой возможный недостаток метода, показанного на рисунке 6, заключается в том, что защитные диоды шунтируют ток перенапряжения в источники питания. Если, например, положительный источник питания не может потреблять значительную часть тока, ток перенапряжения может вызвать увеличение положительного напряжения питания.

    Один из способов предотвратить это - использовать встречные стабилитроны между положительным входом и землей, как показано на рисунке 8. Когда напряжение стабилитрона D1 или D2 превышено, диод шунтирует ток перенапряжения на землю, защита источников питания. Эта конфигурация предотвращает накачку заряда в условиях перенапряжения, но стабилитроны имеют более высокий ток утечки и емкость, чем малосигнальные диоды. Кроме того, стабилитроны имеют характеристику мягкого перегиба в профиле тока утечки.Это, как описано ранее, добавляет дополнительный штраф CMRR в синфазном диапазоне усилителя. Например, BZB84-C24 представляет собой пару встречных стабилитронов с рабочим напряжением от 22,8 В до 25,6 В. Обратный ток указан как максимум 50 нА при 16,8 В, но производитель не указывает, что утечка ближе к напряжению Зенера. Кроме того, для достижения более резких характеристик пробоя стабилитроны обычно изготавливаются из более высоколегированных диффузоров, чем их собратья с малым сигналом.Это вызывает относительное увеличение паразитной емкости, что приводит к увеличению искажений (особенно при более высоких амплитудах) и повышенной нестабильности.

    Рис. 8. Прецизионный операционный усилитель с внешней защитой с использованием токоограничивающего резистора и двух стабилитронов.

    Ранняя встроенная защита от перенапряжения

    В предыдущем разделе обсуждались недостатки некоторых широко используемых методов защиты внешнего усилителя. Некоторых из этих недостатков можно было бы избежать, если бы сам усилитель был спроектирован так, чтобы выдерживать большие входные перенапряжения.На рисунке 9 показана общая схема интегрированной защиты, используемая на паре дифференциальных входов.

    Рисунок 9. Пара дифференциальных входов с резистивной защитой от перенапряжения (защита от электростатического разряда не показана).

    Эта схема включает входные защитные резисторы на обоих входах усилителя. Хотя защита от перенапряжения обычно требуется только на одном входе, выравнивание паразитной емкости и утечки на каждом входе снижает искажения и ток смещения. Кроме того, диоды не должны обрабатывать события ESD, поэтому они могут быть относительно небольшими.

    Добавление сопротивления, внешнего или внутреннего, добавляет к тепловому шуму усилителя из корня из суммы квадратов (RSS) (уравнение 4):

    (4)

    Если для защиты операционного усилителя от шума 4 нВ / √Гц используется резистор 1 кОм, общий шум напряжения увеличится на √2. Интеграция защитных резисторов не меняет того факта, что защита от перенапряжения увеличивает приведенный к входу шум напряжения, но интеграция R 1 и R 2 с операционным усилителем гарантирует, что спецификация шума в технических данных покрывает защитную схему.

    Чтобы избежать компромисса между шумом и перенапряжением, требуется защитная схема, которая имеет низкое сопротивление, когда входы усилителя находятся в пределах указанного диапазона, и очень высокое сопротивление, когда входы усилителя выходят за пределы направляющих. Эта характеристика обеспечит улучшенную защиту от перенапряжения по запросу, тем самым снизив общий шумовой вклад при нормальных условиях эксплуатации. На рисунке 10 показана реализация одной схемы, которая ведет себя подобным образом.

    Рисунок 10. Входная дифференциальная пара с активной защитой от перенапряжения.

    Jxy - это P-канальные полевые транзисторы; они работают в режиме истощения, поэтому канал имеет ту же полярность, что и исток и сток. Когда входные уровни усилителя находятся между рельсами, J 1A и J 2A действуют как простые резисторы с сопротивлением, равным R DSON , поскольку входные токи смещения достаточно малы, чтобы победить любая разность потенциалов между каналом и затвором. t защелкните канал закрытым. Если напряжение V IN + превысит отрицательное значение напряжения на диоде, ток начнет протекать через J 1A , в результате чего сток закроется.Этот переход на самом деле представляет собой переход J 1A из триода в линейную область. Если напряжение V IN + превысит положительное напряжение питания на диодное падение, J 1A будет действовать как боковой PNP. V IN + к затвору будет действовать как смещенный в прямом направлении переход эмиттер-база, а другой переход действует как база-коллектор, предотвращая перенапряжение.

    График вольт-амперной характеристики на Рисунке 11 показывает изменение входного импеданса операционного усилителя с полевым транзистором при качании по перенапряжению.R DSON защитного полевого транзистора составляет 4,5 кОм; когда положительный вход усилителя поднимается над шиной, сопротивление защитного полевого транзистора быстро увеличивается до 22 кОм при 30 В, ограничивая входной ток до 1,5 мА.

    Рис. 11. Эффективное входное сопротивление операционного усилителя, защищенного полевым транзистором, при качании по перенапряжению постоянного тока.

    Преимущества интеграции

    Усилители, такие как ADA4091 и ADA4096, демонстрируют, что надежные, устойчивые к перенапряжениям входы операционных усилителей могут быть достигнуты с минимальным влиянием на точность (как показано на рисунке 10).ADA4096 обеспечивает защиту 32 В независимо от уровней питания, устраняя необходимость во внешних компонентах, которые могут быть либо недорогими, но значительно ухудшающими точность усилителя, либо точными, но более дорогими, чем сами усилители.

    На рисунке 12 показан ADA4096-2 в корпусе LFCSP размером 2 × 2 мм рядом с парой дискретных компонентов, часто используемых для внешней защиты входа. Интегрированная защита ADA4096-2 позволяет значительно уменьшить площадь, занимаемую печатной платой; его эффекты включены в спецификации операционного усилителя; и защищает усилитель даже при отключении питания (см. рисунок 13).Кроме того, ADA4091 и ADA4096 имеют входы и выходы Rail-to-Rail (RRIO) и не имеют инверсии фазы во всем диапазоне защиты от перенапряжения (см. Рисунок 14). Эти преимущества позволяют разработчикам системы немного меньше беспокоиться о последовательности и фиксации источников питания.

    Рис. 12. ADA4096-2 в корпусе размером 2 мм × 2 мм занимает меньше места, чем два компонента, обычно используемых для защиты от внешнего напряжения. Рис. 13. ADA4096-2 ограничение входного тока OVP с питанием и без него. Рис. 14. ADA4096-2 питается от источника питания ± 10 В, когда входы подтянуты на 30 В выше и ниже шин.

    Выводы

    Таким образом, встроенная защита от перенапряжения дает множество преимуществ:

    1. Повышенная надежность и точность цепей аналоговых сигналов.
    2. Сокращенное время вывода продукта на рынок (TTM), более короткое время разработки и меньшие требования к испытаниям.
    3. Сниженная стоимость ведомости материалов (BOM).
    4. В утвержденных списках компонентов требуется меньше компонентов.
    5. Уменьшение занимаемой площади на печатной плате / более высокая плотность.
    6. Более низкая частота отказов.

    Рекомендации

    Технический паспорт

    1N914 доступен на сайте www.fairchildsemi.com.

    Технический паспорт

    1N5711 доступен на сайте www.st.com.

    Технические характеристики

    BAV99, BAS70-04 и BZB84-C24 доступны на сайте www.nxp.com.

    Технический паспорт

    PAD5 доступен на сайте www.vishay.com.

    Стандарт JESD22-A114D доступен на сайте www.jedec.org.

    .

    Повышенное напряжение источника питания »Примечания по электронике

    Защита от перенапряжения блока питания действительно полезна - некоторые отказы блока питания могут привести к повреждению оборудования большим напряжением. Защита от перенапряжения предотвращает это как на линейных регуляторах, так и на импульсных источниках питания.


    Пособие по схемам источника питания и руководство Включает:
    Обзор электроники источника питания Линейный источник питания Импульсный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания


    Хотя современные блоки питания сейчас очень надежны, всегда есть небольшая, но реальная вероятность того, что они могут выйти из строя.

    Они могут выйти из строя по-разному, и одна особенно тревожная возможность заключается в том, что элемент последовательного прохода, то есть транзистор главного прохода или полевой транзистор, может выйти из строя таким образом, что произойдет короткое замыкание. Если это произойдет, в цепи, на которую подается питание, может появиться очень высокое напряжение, часто называемое перенапряжением, что приведет к катастрофическому повреждению всего оборудования.

    Добавив небольшую дополнительную схему защиты в виде защиты от перенапряжения, можно защититься от этой маловероятной, но катастрофической возможности.

    Большинство источников питания, предназначенных для очень надежной работы дорогостоящего оборудования, включают в себя некоторые формы защиты от перенапряжения, чтобы гарантировать, что любой сбой источника питания не приведет к повреждению оборудования, на которое подается питание. Это относится как к линейным источникам питания, так и к импульсным источникам питания.

    Некоторые источники питания могут не иметь защиты от перенапряжения, и они не должны использоваться для питания дорогостоящего оборудования - можно немного спроектировать электронную схему и разработать небольшую схему защиты от перенапряжения и добавить ее в качестве дополнительного элемента. .

    Основы защиты от перенапряжения

    Есть много причин, по которым блок питания может выйти из строя. Однако, чтобы понять немного больше о защите от перенапряжения и проблемах схемы, легко взять простой пример линейного регулятора напряжения, использующего очень простой стабилитрон и транзистор с последовательным проходом.

    Базовый последовательный стабилизатор с использованием стабилитрона и эмиттерного повторителя

    Хотя более сложные источники питания обеспечивают лучшую производительность, они также используют последовательный транзистор для передачи выходного тока.Основное отличие заключается в способе подачи напряжения регулятора на базу транзистора.

    Обычно входное напряжение таково, что на элементе последовательного регулятора напряжения падает несколько вольт. Это позволяет последовательному транзистору адекватно регулировать выходное напряжение. Часто падение напряжения на последовательном транзисторе является относительно высоким - для источника питания 12 вольт входное напряжение может составлять 18 вольт и даже больше, чтобы обеспечить необходимое регулирование и подавление пульсаций и т. Д.

    Это означает, что в элементе регулятора напряжения может быть значительное количество тепла, рассеиваемого в сочетании с любыми переходными выбросами, которые могут появиться на входе, это означает, что всегда существует вероятность отказа.

    Устройство последовательного прохода транзистора чаще всего выходит из строя в состоянии разомкнутой цепи, но при некоторых обстоятельствах в транзисторе может возникнуть короткое замыкание между коллектором и эмиттером. Если это произойдет, то на выходе регулятора напряжения появится полное нерегулируемое входное напряжение.

    Если на выходе появится полное напряжение, это может привести к повреждению многих микросхем в цепи питания. В этом случае ремонт схемы может оказаться невозможным.

    Принцип работы импульсных регуляторов сильно различается, но есть обстоятельства, при которых полный выходной сигнал может появиться на выходе источника питания.

    Как для источников питания с линейным стабилизатором, так и для импульсных источников питания всегда рекомендуется какая-либо защита от перенапряжения.

    Виды защиты от перенапряжения

    Как и во многих электронных технологиях, существует несколько способов реализации той или иной возможности. Это верно для защиты от перенапряжения.

    Можно использовать несколько различных техник, каждая со своими характеристиками. При определении того, какой метод использовать на этапе проектирования электронной схемы, необходимо взвесить производительность, стоимость, сложность и режим работы.

    • Лом SCR: Как следует из названия, цепь лома вызывает короткое замыкание на выходе источника питания, если возникает состояние перенапряжения.Обычно для этого используются тиристоры, то есть тиристоры, поскольку они могут переключать большие токи и оставаться включенными до тех пор, пока не рассеется какой-либо заряд. Тиристор может быть снова подключен к предохранителю, который перегорает и изолирует регулятор от дальнейшего воздействия на него напряжения.

      Схема защиты от перенапряжения тиристорного лома

      В этой схеме стабилитрон выбран так, чтобы его напряжение было выше нормального рабочего напряжения на выходе, но ниже напряжения, при котором может произойти повреждение. При такой проводимости через стабилитрон не протекает ток, потому что его напряжение пробоя не было достигнуто, и ток не течет на затвор тиристора, и он остается выключенным.Блок питания будет работать нормально.

      Если последовательный транзистор в источнике питания выходит из строя, напряжение начинает расти - развязка в блоке гарантирует, что оно не поднимется мгновенно. Когда он поднимается, он поднимается выше точки, в которой стабилитрон начинает проводить, и ток течет в затвор тиристора, вызывая его срабатывание.

      Когда тиристор срабатывает, он замыкает выход источника питания на землю, предотвращая повреждение схемы, которую он питает.Это короткое замыкание также можно использовать для перегорания предохранителя или другого элемента, отключая питание регулятора напряжения и изолируя устройство от дальнейшего повреждения.

      Часто развязка в виде небольшого конденсатора помещается между затвором тиристора и землей, чтобы предотвратить резкие переходные процессы или высокочастотные помехи от источника питания, которые поступают на соединение затвора и вызывают ложный запуск. Однако это не должно быть слишком большим, так как это может замедлить срабатывание цепи в реальном случае отказа, а защита может сработать слишком медленно.

      Примечание по защите от перенапряжения тиристорного лома:

      Тиристор или тиристор, кремниевый выпрямитель может использоваться для защиты от перенапряжения в цепи источника питания. Обнаружив высокое напряжение, схема может активировать тиристор, чтобы поместить короткое замыкание или лом на шину напряжения, чтобы гарантировать, что оно не поднимется до высокого напряжения.

      Подробнее о Схема защиты тиристорного лома от перенапряжения.

    • Фиксация напряжения: Другая очень простая форма защиты от перенапряжения использует подход, называемый фиксацией напряжения. В простейшей форме это может быть обеспечено с помощью стабилитрона, установленного на выходе регулируемого источника питания. Если напряжение на стабилитроне выбрано немного выше максимального напряжения шины, в нормальных условиях он не будет проводить. Если напряжение поднимется слишком высоко, оно начнет проводить, ограничивая напряжение на значении, немного превышающем напряжение шины.

      Если для регулируемого источника питания требуется более высокий ток, можно использовать стабилитрон с транзисторным буфером. Это увеличит пропускную способность по току по сравнению с простой схемой на стабилитроне в коэффициент, равный коэффициенту усиления по току транзистора. Поскольку для этой схемы требуется силовой транзистор, вероятные уровни усиления по току будут низкими - возможно, 20-50.

      Зажим перенапряжения на стабилитроне
      (а) - простой стабилитрон, (б) - повышенный ток с транзисторным буфером
    • Ограничение напряжения: Когда для импульсных источников питания требуется защита от перенапряжения, методы SMPS с зажимом и ломом используются менее широко из-за требований к рассеиваемой мощности, а также из-за возможных размеров и стоимости компонентов.

      К счастью, большинство импульсных регуляторов выходят из строя из-за низкого напряжения. Однако часто бывает целесообразно использовать возможности ограничения напряжения в случае возникновения перенапряжения.

      Часто этого можно достичь, определив состояние повышенного напряжения и отключив преобразователь. Это особенно применимо в случае преобразователей постоянного тока в постоянный. При реализации этого необходимо включить измерительную петлю, которая находится за пределами основного регулятора IC - многие импульсные регуляторы и преобразователи постоянного тока используют микросхему для создания большей части схемы.Очень важно использовать внешний контур считывания, потому что, если микросхема регулятора режима переключения повреждена, вызывая состояние перенапряжения, механизм считывания также может быть поврежден.

      Очевидно, что для этой формы защиты от перенапряжения требуются схемы, специфичные для конкретной схемы и используемых микросхем импульсного источника питания.

    Используются все три метода, которые могут обеспечить эффективную защиту источника питания от перенапряжения. У каждого есть свои преимущества и недостатки, и выбор техники должен зависеть от конкретной ситуации.

    Другие схемы и схемотехника:
    Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
    Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .

    .

    % PDF-1.7 % 2386 0 объект > endobj xref 2386 131 0000000016 00000 н. 0000004343 00000 п. 0000004520 00000 н. 0000004558 00000 н. 0000005381 00000 п. 0000005419 00000 н. 0000005560 00000 н. 0000005701 00000 п. 0000005799 00000 н. 0000006371 00000 п. 0000007013 00000 н. 0000007415 00000 н. 0000007740 00000 н. 0000008009 00000 н. 0000008698 00000 п. 0000009045 00000 н. 0000009409 00000 п. 0000009518 00000 н. 0000009631 00000 н. 0000009746 00000 н. 0000010030 00000 н. 0000010069 00000 п. 0000010292 00000 п. 0000010607 00000 п. 0000010954 00000 п. 0000011592 00000 п. 0000012007 00000 п. 0000012347 00000 п. 0000013072 00000 п. 0000015780 00000 п. 0000015895 00000 п. 0000016793 00000 п. 0000019842 00000 п. 0000022718 00000 п. 0000025232 00000 п. 0000025601 00000 п. 0000025922 00000 п. 0000026628 00000 п. 0000026851 00000 п. 0000029002 00000 п. 0000032072 00000 п. 0000032489 00000 п. 0000032872 00000 н. 0000036086 00000 п. 0000036382 00000 п. 0000036714 00000 п. 0000036976 00000 п. 0000037315 00000 п. 0000039965 00000 п. 0000040363 00000 п. 0000046473 00000 п. 0000048878 00000 н. 0000050477 00000 п. 0000057362 00000 п. 0000058493 00000 п. 0000064157 00000 п. 0000064274 00000 н. 0000064699 00000 н. 0000064722 00000 н. 0000064745 00000 п. 0000064768 00000 п. 0000064844 00000 п. 0000064920 00000 н. 0000065305 00000 п. 0000065748 00000 п. 0000066070 00000 п. 0000066146 00000 п. 0000066222 00000 п. 0000066410 00000 п. 0000066828 00000 п. 0000067150 00000 п. 0000067226 00000 п. 0000067540 00000 п. 0000067965 00000 п. 0000068041 00000 п. 0000068117 00000 п. 0000068381 00000 п. 0000068826 00000 п. 0000069148 00000 п. 0000069225 00000 п. 0000069573 00000 п. 0000069649 00000 п. 0000069725 00000 п. 0000070015 00000 п. 0000070447 00000 п. 0000070769 00000 п. 0000070845 00000 п. 0000070921 00000 п. 0000071085 00000 п. 0000071499 00000 п. 0000071575 00000 п. 0000071751 00000 п. 0000072167 00000 п. 0000072505 00000 п. 0000072581 00000 п. 0000072657 00000 п. 0000072821 00000 п. 0000073234 00000 п. 0000073310 00000 п. 0000073486 00000 п. 0000073904 00000 п. 0000074243 00000 п. 0000074319 00000 п. 0000074395 00000 п. 0000074559 00000 п. 0000074975 00000 п. 0000075051 00000 п. 0000075231 00000 п. 0000075648 00000 п. 0000075988 00000 п. 0000076064 00000 п. 0000076140 00000 п. 0000076304 00000 п. 0000076720 00000 п. 0000076796 00000 п. 0000076976 00000 п. 0000077392 00000 п. 0000077731 00000 п. 0000077807 00000 п. 0000077883 00000 п. 0000078169 00000 п. 0000078604 00000 п. 0000078927 00000 н. 0000079003 00000 п. 0000079079 00000 п. 0000079394 00000 п. 0000079814 00000 п. 0000080136 00000 п. 0000080212 00000 п. 0000080288 00000 п. 0000002916 00000 н. трейлер ] / Назад 827902 >> startxref 0 %% EOF 2516 0 объект > поток h ޔ Uole o] ۻ mu] ٝ JL ٪ A; a (1VpuCt QPK8Cb $ {y ~ O "pRD! Y C & O # ErɌ # 2 f9: | X TvLj ^ Z & UXny /.l +% yEO! d ߳ ށ [\ # siT̐, e3ͽr9 ު # XǮ; D {6nf> IYeh LI3rU

    ǭH @ liYAqu = _ | IF1bL = ~ sjz% p8 * [] 1yPU) $ 0

    VĄO] \ IPC @ 0K [u87ƏUW; s`h

    .

    Что такое защита от перенапряжения? - Устройства защиты от перенапряжения

    Когда напряжение в системе превышает номинальное, это называется перенапряжением. Это перенапряжение может быть кратковременным или постоянным. Основную причину возникновения перенапряжения в энергосистеме можно удобно разделить на две категории: внутреннюю и внешнюю. Внутреннее перенапряжение возникает внутри самой системы, тогда как внешнее перенапряжение возникает из-за молнии на линиях.

    Это перенапряжение может вызвать повреждение изоляторов и оборудования подстанции. Следовательно, необходимо обеспечить средства защиты изоляторов и другого оборудования от вредного воздействия перенапряжения. Доступны некоторые устройства для уменьшения амплитуды и крутизны фронта выбросов. Следующее будет описано здесь

    1. Зазор стержня
    2. Перенапряжение
    3. Воздушный провод заземления

    Воздушный провод заземления

    Воздушный заземляющий провод или заземляющий провод - одно из наиболее распространенных устройств, используемых для защиты линий от молнии.Это провод, который проходит через опоры линии и проходит по фазным проводам. Заземляющий провод предназначен для блокирования прямых ударов молнии, которые в противном случае могли бы поразить фазные проводники. Волны молний достигают соседних башен, которые безопасно спускают их на землю.

    В случае, если сопротивление электрической опоры или заземления небольшое, освещение будет повышено до очень высокого напряжения, что вызовет мигание от опоры к одному или нескольким фазным проводам. Такое перекрытие известно как черная вспышка.Обратную вспышку на линии можно свести к минимуму, уменьшив сопротивление опоры опоры с помощью приводных штанг и противовеса, если удельное сопротивление грунта велико.

    Зазор стержня

    Штанговый зазор - одна из самых распространенных рам защитных устройств. Это воздушный зазор между концами двух стержней. Настройка зазора должна быть такой, чтобы он разрывался при любых условиях до того, как будет повреждено защищаемое оборудование. Главные достоинства этого устройства - простота, надежность и дешевизна.

    Зазор стержня имеет некоторые ограничения, например, они не могут предотвратить поток энергии, протекающий в зазоре после пробоя. Применяется там, где бесперебойность электроснабжения не имеет большого значения. В таких случаях (когда важна непрерывность) используются автоматические выключатели с повторным включением.

    Прерыватели перенапряжения

    Ограничители перенапряжения или грозозащитный разрядник - это устройство, используемое для отвлечения аномально высокого напряжения на землю без нарушения непрерывности электроснабжения.Делители перенапряжения бывают трех типов

    1. Переключатель перенапряжения вытеснительного типа
    2. Клапанный переключатель перенапряжения
    3. Металлооксидный переключатель перенапряжения

    Название устройства защиты от перенапряжения кажется более правильным, чем грозозащитный разрядник.

    .

    Смотрите также

    ООО ЛАНДЕФ © 2009 – 2020
    105187, Москва, ул. Вольная д. 39, 4 этаж.
    Карта сайта, XML.