Скачки напряжения, 12 причин появления скачков в сети

12 причин появления скачков в сети

Анализ различных причин возникновения скачков напряжения в сети. Рассматриваются аварийные и технологические причины, приводящие к резким скачкам напряжения

Скачки напряжения. Определения и понятия

Скачки напряжения

Скачками напряжения в повседневной речи принято называть резкое (быстрое) значительное изменение значения напряжения. Как правило, под скачком напряжения понимается быстрое значительное увеличение напряжения. Юридически точного определения понятия «скачок напряжения» у нас не существует. Обычно юристы понимают под «скачком напряжения» отклонения качества поставляемой электроэнергии от требований нормативной документации.

Как правило, в судебной практике речь идет о таких скачках напряжения, которые стали причиной нанесения ущерба.

Четкого определения «скачка напряжения» в нормативной документации тоже не найти. Отраслевая нормативная документация различает следующие отклонения параметров электроснабжения от нормы: отклонения и колебания напряжения, перенапряжение.

Отклонение напряжения

«Отклонение напряжения» — это изменение амплитуды длительностью более 1 минуты. Различают нормально допустимое отклонение напряжения и предельно допустимое отклонение напряжения. При этом предельно допустимым является отклонение в 10% от номинального.

Колебание напряжения

«Колебание напряжения» — это изменение амплитуды длительностью менее 1 минуты. Различают нормально допустимое колебание напряжения и предельно допустимое колебание напряжения. При этом предельно допустимым является отклонение в 10% от номинального.

Перенапряжение

«Перенапряжение» — это значительное по амплитуде увеличение параметров тока. Перенапряжением считается повышение напряжения свыше 242 Вольт. Перенапряжение может проходить с длительностью и менее 1 секунды.

Таким образом, объединяя нормативные определения скачка электрического напряжения и юридическое понимание этого понятия, можно сказать, что скачками могут называться как не очень большие, но длительные изменения значения напряжения, так и кратковременные, но значительные превышения этого параметра. Последние ещё могут называться «импульсными скачками».

С точки зрения физики, важным является общая излишняя энергия, воздействующая на приборы — потребители тока. Именно эта энергия, вызванная скачком в сети, и приводит к нанесению ущерба подключенным электрическим приборам.

Причины появления скачков напряжения

Существует достаточное количество объективных и субъективных причин природного, аварийного и техногенного характера для появления скачков напряжения в электрических сетях. Ниже постараемся перечислить основные.

1 причина появления «скачка напряжения» — одновременное отключение мощных бытовых приборов

Причина появления скачка параметров тока кроется у нас дома. Сегодня современный дом очень насыщен мощными электрическими приборами. В домах со старой проводкой это очень опасно. Но и в новых домах часто бывает, что нагрузка не может быть рассчитана на использование очень мощных приборов по причине подключения всего нового дома к «старым электрическим сетям». На практике часто происходит следующее. В доме включаются несколько мощных электрических приборов, это приводит к падению параметров тока в сети. При резком отключении мощного прибора или нескольких мощных электрических приборов происходит резкий скачок.

2 причина появления «скачка напряжения» — нестабильность в работе трансформаторной подстанции

Большинство трансформаторных подстанций, осуществляющих электроснабжение в распределительных и транспортирующих сетях, было построено достаточно давно. Оборудование, установленное на этих подстанциях, имеет сегодня значительный износ. Кроме того, многие подстанции работают с большой перегрузкой ввиду увеличения потребления электроэнергии. В результате на подстанциях случаются сбои в работе оборудования, приводящие к возникновению скачков.

3 причина появления «скачков напряжения» — аварии в передающих электрических сетях

Сотни тысяч километров линий электропередач окутывают все города и поселки нашей страны. К каждому дому, к каждому участку подходит линия электроснабжения. Перефразировав известную фразу из популярного фильма, можно сказать, что без электричества сегодня и «не туда», «и не сюда». Линии электропередач построенные десятки лет назад, не молодеют и сегодня. А значит, вероятность обрывов и замыкания на линиях передач существует. Такие аварии могут спровоцировать большие скачки электрического напряжения.

4 причина появления «скачков напряжения» — обрыв «нуля»

Это, пожалуй, самый частый и опасный вид аварии, вызывающий очень большое перенапряжение. Ежегодно тысячи человек несут ущерб по причине примитивного «обрыва нуля». В случае обрыва «нуля» может произойти появление напряжения на контакте «ноль» во всех розетках дома. Это приводит к тому, что все электрические приборы, включенные в розетку, сгорают. При этом сгорают даже «выключенные» с помощью дистанционного пульта приборы. Причина банальная — ослабление контакта «ноль» в общем коммутационном щитке дома. При этом, если контакт не постоянный, то появляется, то пропадает, то возникают очень сильные скачки.

5 причина появления «скачков напряжения» — ослабление заземления

Заземление электрических приборов играет важную роль в обеспечении безопасности использования устройств. В случае нарушения изоляции электрических приборов, напряжение часто передается на корпус прибора. В этом случае «заземление» играет роль отвода этого аварийного тока. В случае ухудшения качества заземления вероятность появления скачков параметров тока существенно вырастает.

6 причина появления «скачков напряжения» — значительная перегрузка сети

Электрооборудование, смонтированное на электрических подстанциях, рассчитано на конкретное максимальное значение мощности подключаемой нагрузки. В настоящее время идет очень большой рост потребления электроэнергии в наших домах. Первая причина здесь — это строительство новых больших зданий на месте старых маленьких домиков. Вместо 10 квартир получается сразу 100 квартир в одном большом доме. Вторая причина — рост числа используемых мощных электрических приборов. Посмотрите на фасад современно многоквартирного дома, на нем 200 сплит-систем. А это дополнительно 400 кВт мощности. Плюс 100 микроволновых печей, плюс 100 электрических калориферов, плюс 100 стиральных машин, плюс 100 электрических нагревателей воды, набегает очень большая суммарная мощность дома. При этом подстанции испытывают значительные перегрузки, и скачки в таком районе города неизбежны.

7 причина появления «скачков напряжения» — плохое качество монтажа и материалов электрической домовой разводки

Если что-то не работает в электрической цепи, то нужно искать плохой контакт. Это первое правило электриков. Плохой контакт в розетке или в электрическом патроне может возникнуть из-за плохого монтажа этих устройств или по причине использования дешевых сплавов для контактных пластин этих приборов. Плохой контакт вызывает искрение. А искрение — это эпицентр появления скачков электрического напряжения и сильных импульсных помех. Было бы хорошо для исключения появления скачков напряжения не использовать розетки вовсе, но так не бывает. А значит, каждое включение или выключение мощного электрического прибора — это новый скачок напряжения в сети.

Читайте также:

Устройство и назначение реле тока

8 причина появления «скачков напряжения» — включение промышленного оборудования в смежной сети электропередач

Большие и систематические скачки напряжения в сети наблюдаются вблизи крупных промышленных объектов. Включение мощного электродвигателя порождает большие пусковые токи. Эти токи могут «вернуться» в электрическую сеть в виде большой реактивной нагрузки. И хотя на таком оборудовании должны устанавливаться специальные пускатели и дополнительные сетевые фильтры, порождения электрических скачков избежать нельзя. И вовсе не обязательно жить рядом с большим металлургическим заводом, чтобы получить неприятные электрические сюрпризы. Для порождения хорошего скачка напряжения будет достаточно соседства с насосной станцией, с мощным вентиляционным оборудованием, с автомобильной мастерской или с большим супермаркетом.

9 причина появления «скачков напряжения» — «мерцающий эффект»

Скачки напряжения могут иметь систематический характер. Возможной причиной таких скачков может быть некорректная работа регулирующего оборудования в электрических приборах. Регуляторы электрических приборов должны осуществлять включение и выключение прибора или его части для контроля определенных параметров. Пример самого простого регулятора — это регулятор температуры отопительного прибора или электрического утюга. При достижении нужной температуры элемента прибор должен отключится. Часто бывает, что регулятор срабатывает очень часто, это приводит к износу контактов коммутирующего устройства. Изношенные контакты начинают порождать скачки тока. В этом случае можно видеть на графике напряжения скачки периодического характера.

10 причина появления «скачков напряжения» — попадание молнии в линии передач

Самая эффектная и самая мощная причина, порождающая гигантские перенапряжения и скачки — это попадание молнии в линии электропередач. Я думаю, каждый человек видел, как молния попадает в линии электропередач и в металлические опоры линий передач. Нужно сказать, что история создания электрических приборов тесно связана с молнией. Первые опыты по использованию электричества проводились с энергией молнии. Современные системы электропередач имеют защиту от молнии, однако, полностью избежать появления больших импульсов в сети не удается. Мощные разряды молний порождают большое перенапряжение, которое распространяется вдоль линии передач и может дойти до конечного потребителя. И хотя импульс от удара молнии длиться сотые или тысячные доли секунды, но этой бешеной энергии в тысячи вольт достаточно для нанесения большого ущерба электрооборудованию.

11 причина появления «скачков напряжения» — попадание высокого напряжения с линий трамвайных и троллейбусных контактных линий

Ситуация, когда происходит обрыв контактной трамвайной или троллейбусной линии электропередач, случается в городе несколько раз в месяц. Причиной может быть сильный порыв ветра или выполнение строительных работ, падение дерева на линию передач. При этом один из проводов контактной линии может зацепить или полностью упасть на линии обычных электропередач. В этом случае в сети можно наблюдать скачки напряжения в сотни вольт. Бывают случаи, когда такая авария приводит к сгоранию всех электрических приборов в нескольких домах рядом с аварией. При этом, если не происходит защитного отключения, то перенапряжение может вызвать даже возгорание приборов.

12 причина появления «скачков напряжения» — проведение сварочных работ

Проведение сварочных работ с помощью электрической сварки всегда приводит к появлению больших скачков напряжения во всей сети. И если в городе такое явление редко, то в деревнях и поселках встречается с завидной постоянностью. Кто-то варит забор, кто-то выбрасывает холодильник, сгоревший от большого скачка напряжения. При этом часто сварочные аппараты подключают прямо на вход проводов в дом, то есть минуя все защиты. Каждая дуга сварки в этом случае порождает большой скачок параметров тока в сети.

Таким образом, можно выделить несколько групп причин порождения скачков напряжения:

скачки напряжения порождаются по причине плохого качества оборудования и монтажа электрооборудования и электрической разводки;
скачки напряжения появляются по причине включения или выключения мощного оборудования или мощных электрических приборов;
скачок напряжения обусловлен природными факторами, ударами молнии, сильным ветром, наводнением;
скачки напряжения порождены нарушениями правил эксплуатации приборов и оборудования или недостаточного объема проведенных профилактических работ;
скачок электрического напряжения обусловлен нарушениями при проведении строительных и сварочных работ;
скачок напряжения появился из-за аварий техногенного характера.

Как бороться со скачками напряжения в сети

Важность защиты электрической сети и приборов в электрической сети от воздействия больших скачков напряжения трудно переоценить. Защита от скачков напряжения в электрической сети может строиться на применении специальных устройств для защиты от скачков напряжения, сетевых фильтров. Для защиты сети и потребителей от скачков могут использоваться и стабилизаторы напряжения со встроенной защитой от скачков напряжения. Устройства защиты от скачков напряжения могут монтироваться в коммутационные электрические шкафы или включаться непосредственно в розетку. Отдельным способом защиты от скачков является использование устройства защиты от скачков, монтируемых внутри электрического прибора.

Как защитить свой дом от скачков напряжения, смотрите в разделах Защита от скачков напряжения и Стабилизаторы напряжения.

Перенапряжение в сети — причины, виды, последствия

Перепады напряжения в бытовой электрической сети сегодня не редкость. Это одна из причин выхода из строя электробытовых приборов. Причины перепадов напряжения разнообразны и зависят от электрической сети. Как правило эта проблема решается весьма просто с помощью покупки стабилизатора напряжения, но обо всем по порядку.

Что это такое импульсные перенапряжения

Кратковременный, но значительный скачок напряжения, а также появление на металлических конструкциях электродвижущей силы – называется импульсным перенапряжением. Специалисты обычно различают проявления электромагнитной и электростатической индукции, занос внутрь объекта высоких потенциалов, а также коммутационное перенапряжение.

Импульсное перенапряжение коммутационного происхождения связано с внезапной сменой режима работы в системе электроснабжения, при коротком замыкании, включении и отключении трансформаторов, включении резервного питания и т.д. При развитии данного типа перенапряжения накопленная в элементах сети энергия из-за резкой смены параметров режима работы приводит к развитию переходного процесса со значительным скачком напряжения.

Повышение напряжений в некоторых случаях может достигать значений в сотни раз выше, чем их нормальные эксплуатационные параметры. Это приводит не только к выходу из строя электрических и электронных устройств и приборов, систем электроснабжения, телекоммуникаций и связи, контроля и управления, но и может являться причиной пожара и даже смерти людей.

Скачки напряжения. Определения и понятия

Скачки напряжения

Отклонение напряжения

Колебание напряжения

Перенапряжение

Основные причины

Поскольку внешние факторы воздействия были уже рассмотрены, сразу перейдем к внутренним причинам, вызывающим повышение напряжения, начнем по порядку. Коммутационные факторы:

Резкое отключение нагрузки при срабатывании защитных устройств, например, воздушные выключатели создают сильные помехи, особенно при аварийном отключении линий электропередач.
Коммутация конденсаторных установок.
Выключение мощных электромашин и силовых трансформаторов (вызывает воздействие индуктивных токов на линию).
Перекоммутация линий.

Пример типового коммутационного отклонения напряжения отмечен синим цветом на представленном ниже графике.

Типовое коммутационное перенапряжение

Квазистационарные отклонения могут быть вызваны следующими факторами:

Режимными, к таковым относятся:

несимметричные КЗ на землю в сети с изолированной нейтралью;
дуговые замыкания в линиях с напряжением 6,0-35,0 кВ (дуговые перенапряжения);
разгон генераторной установки вследствие резкого отключения нагрузки;
неправильная фазировка трансформаторных установок;
другие неблагоприятные сочетания ЭДС в электросети.

Резонансными перенапряжениями. Они возникают в том случае, когда частоты вынужденной ЭДС и отдельного участка сети близки к совпадению. Если это произойдет, то «емкостной эффект» приведет к перенапряжению.

В том случае, когда линия работает в неполнофазном режиме и к ней подключен трансформатор, у которого заземленная нейтраль, имеется большая вероятность образования резонансного контура. Взаимодействие произойдет между индуктивностью трансформаторной установки и межфазной емкостью также станет причиной высокой кратности перенапряжения.

Феррорезонансное перенапряжение. Данный вид отклонений может наблюдаться при образовании резонансного колебательного контура, отвечающего следующим условиям:

частота близка к 50,0 Гц;
имеют место низшие и высшие гармоники;
у индуктивной составляющей насыщенный магнитопровод.

При неполнофазном режиме работы системы эффект феррорезонанса возможен в контурах, где имеется индуктивность образованная соединенными последовательно трансформаторами.

2. Бытовая электрическая сеть. Частный сектор

2.1 Причины перенапряжения

Тут как в многоквартирном доме одной из основных причин является плохое соединение нулевого проводника в вводном устройстве дома, в контактном соединение на опоре ВЛ (Воздушной линии электропередач или ТП (трансформаторная подстанция). Но кроме этого существует еще ряд причин.

2.2 Падение напряжения

Если у вашего соседа циркулярная пила, станок с мощным электродвигателем, а другой пользуется мощным сварочным аппаратом, то при включении этих агрегатов происходит просадка напряжения. в некоторых случаях может доходить до 180-140В, что отрицательно сказывается на некоторые электробытовые приборы, в первую очередь холодильники. В компрессоре холодильника возникает «тяжелый» пуск что негативно влияет на его работоспособность. Это относится и к другим электробытовым приборам.

2.3 Молния

Очень часто в частном секторе перенапряжение вызвано ударом молнии. В данном случае необходимо установить защиту от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые возникают от удара молнии.

Причины возникновения и виды импульсных перенапряжений

Всего существует 3 вида импульсных перенапряжений:

коммутационное
грозовое (его еще называют атмосферным)
электростатическое

Рассмотрим каждый вид отдельно.

1. Коммутационное перенапряжение

Коммутационные перенапряжения возникают при резком изменении установившегося режима работы электрической сети. Такое явление называют переходным процессом. Импульсы и волны при данном виде перенапряжений имеют высокую частоту: от десятков до сотен (кГц), а их значение достигает до нескольких тысяч вольт и в большей степени зависит от параметров электрической цепи (индуктивность, емкость), быстродействия коммутационных аппаратов и фазы тока во время коммутации.

Причины возникновения коммутационных перенапряжений:

отключение автоматических выключателей и других аппаратов защиты
пуск или отключение от сети мощных электродвигателей
включение и отключение от сети силовых трансформаторов
включение или отключение от сети конденсаторных батарей

Например, при отключении от электрической сети небольшого трансформатора мощностью всего 1 (кВА) может возникнуть импульсное коммутационное перенапряжение порядка 2000 (В), т.е. вся запасенная энергия в обмотках трансформатора выбрасывается в электрическую сеть, что пагубно может сказаться на работу электрооборудования.

Представьте себе какое перенапряжение возникнет при коммутации силового трансформатора мощностью 400 (кВА)?

2. Атмосферное (грозовое) перенапряжение

Атмосферные (грозовые) перенапряжения относятся к природным явлениям, вызванные грозовыми разрядами.

Грозовые разряды — это мощное импульсное перенапряжение в десятки тысяч вольт и длительностью не более 1 (мс).

По общей статистике 90% молний имеют ток разряда порядка 40-60 (кА). Чуть меньше 1% молний имеют ток разряда 100 (кА) и выше.

Существуют прямые попадания молний в электрическую сеть (воздушную линию) или в молниеприемник, и удаленные попадания молний на расстоянии до 1500 м, при котором возникают импульсные перенапряжения. Смотрите картинки ниже.

На картинках выше волна перенапряжения (импульс) подписана двумя надписями, либо 10/350, либо 8/20. Эти волны (импульсы) имеют определенную форму и длину волны.

Как видно по графику, импульс 10/350 наиболее опасен для защищаемого объекта, чем 8/20, т.к. он в десятки раз дольше воздействует на электрическую сеть.

Еще несколько слов хотел бы сказать про перераспределение энергии грозового разряда. Принято считать, что 50% от первоначального импульса перенапряжения, при условии, что у нас в доме выполнена система молниезащиты и имеется заземляющее устройство (система TN-C-S, TN-S, ТТ), отводится в землю, а остальные 50% перераспределяются равномерно между всеми проводниками электрической сети, в том числе трубами и бытовыми коммуникациями.

3. Электростатическое перенапряжение

Еще один вид, который мы рассмотрим — это электростатическое перенапряжение. Чаще всего оно возникает в сухих средах путем скапливания электростатических зарядов, которые в свою очередь создают сильное электростатическое поле. Это очень не предсказуемый вид перенапряжений.

Например, если походить по ковру в диэлектрической обуви, то мы сможем зарядиться до нескольких тысяч вольт. При касании любой проводящей конструкции (батарея, корпус компьютера) произойдет электрический разряд длительностью несколько наносекунд (нсек). Наиболее опасен данный вид перенапряжений для электронных деталей и компонентов электрических приборов и устройств.

3. Вывод

Перенапряжение в электрической сети сегодня не случайность, а реалии нашего времени. В случае выхода из строя электробытовых приборов по причине перенапряжения ответственность несет энергоснабжающая организация. Но это через суд и очень малый процент, что вы его выиграете. Это надо доказать. В данном случае лучше купить и установить защиту от перенапряжения, например, стабилизатор напряжения, чтоб обезопасить дорогостоящую электробытовую аппаратуру от поломки.

Полезно прочитать также: Как защитить бытовую технику от перепадов напряжения в сети

Примеры повреждений, вызванных вторичными воздействиями молнии

Разрушение телефонного аппарата и временнного вводного щита электроустановки

Устройства защищающие от перенапряжения

Для защиты от перенапряжения используется множество устройств, среди которых следует выделить:

Варистор
Источник бесперебойного питания
Разрядник
Сетевой фильтр
Стабилитрон
Стабилизаторы:
Шунтирующий электрический реактор

Причинами возникновения коммутационных перенапряжений являются

3. Электростатические перенапряжения возникают в основном в сухих средах при скапливании электростатического разряда, которые формируют электростатическое поле.

4. Переходные перенапряжения возникают под влиянием напряжений промышленной частоты.

Такие явления возникают вследствие внутренних повреждений из-за дефектов фаза/корпус, обрыва нейтрального проводника и пр. частота таких процессов равна частоте сети.

Характеристики импульсного перенапряжения

Энергонасыщенность современных промышленных и жилых объектов, наличие разветвленной электрической сети от проектировщиков систем защиты требует грамотного выбора устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Для этого необходимо разобраться в основных параметрах, характеризующих возникающие импульсы перенапряжения, а именно:

форму волны тока (характеризуется временем нарастания и спада);
амплитуда тока.

Для описания токов разряда молнии применяют 2 вида формы волн: удлиненную (10/350 мксек) и короткую (8/20 мксек). Первая соответствует непосредственному (прямому) попаданию разряда молнии и показывает нарастание тока за 10 мксек до максимального импульсного значения (I imp) и снижению его показания в 2 раза за 350 мсек. Короткая волна наблюдается при удаленном разряде молнии и при коммутационных процессах. Она характеризует нарастание тока за 8 мксек до максимума (I max) и спад до половины значения за 20 мксек. Импульс 10/350 мксек воздействует на электросеть в десятки раз дольше, чем 8/20 мксек, поэтому он более опасен для защищаемых объектов.

Виды УЗИП

УЗИП имеют корпус из негорючего пластика и в большинстве случаев представляют собой разрядники или варисторы самых разных конфигураций. Сегодня ограничители импульсных перенапряжений имеют индикатор выхода из строя. Данные устройства необходимы для создания надежной и эффективной системы внутренней молниезащиты.

Разрядник обычно представляет собой электроприбор (открытого воздушного или закрытого типа) с двумя электродами. На них при увеличении напряжения до определенного значения они пробиваются, тем самым снимая импульс перенапряжения. Варистор является полупроводниковым устройством, имеющим симметричную крутую вольт-амперную характеристику. Принцип его действия заключатся в том, что при достижении на его контактах определенной величины напряжения, он быстро и значительно понижает значение своего сопротивления и пропускает ток.

Ограничители импульсных перенапряжений характеризуются параметрами номинального, импульсного напряжения и временного перенапряжения. В зависимости от мощности импульса, которое УЗИП может рассеять и в соответствии с ГОСТом Р 1992-2002 (МЭК 61643-1-98) выделяют 3 класса ограничителей:

I B (амплитуда 25-100 кА; для волны 10/350 мксек) – применяется в распределительных щитках;
II C (амплитуда 10-40 кА; для волны 8/20 мкс) — применяется в вводах электропитающих устройств, щитках помещений;
III D (амплитуда до 10 кА; для волны 8/20 мкс) – обычно устройства этого класса уже встроены в электроприборы.

Негативные явления в электросети – их влияние на нагрузку и способы борьбы

В данной статье будут рассмотрены общие принципы функционирования электросети, негативные процессы, происходящие на линиях электроснабжения и различные методы защиты оконечного оборудования.

Единая энергосистема

Почти все электростанции России объединены в единую федеральную энергосистему, которая является источником электрической энергии для большинства потребителей. Важнейшим и обязательным компонентом любой электростанции является трехфазный турбогенератор переменного тока. Три силовые обмотки генератора индуцируют линейное напряжение. Обмотки симметрично расположены по окружности генератора. Ротор генератора вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту, а линейные напряжения сдвинуты относительно друг друга по фазе. Фазовый сдвиг постоянен и равен 120 градусам. Частота переменного тока на выходе генератора зависит скорости вращения ротора, и в номинале составляет 50 Гц.

Напряжение между линейными проводами трехфазной системы переменного тока называется линейным. Напряжение между нейтралью и любым из линейных проводов называется фазным. Оно в корень из трех раз меньше линейного. Именно такое напряжение (фазное 220 В) подается в жилой сектор. Линейное напряжение 380 В используется для питания мощного промышленного оборудования. Генератор выдает напряжение в несколько десятков киловольт. Для передачи электроэнергии, с целью уменьшения потерь, напряжение повышают на трансформаторных подстанциях и подают в Линии Электропередачи (далее ЛЭП). Напряжение в ЛЭП составляет от 35 кВ для линий малой протяженности, до 1200 кВ на линиях протяженностью свыше 1000 км. Напряжение повышают с целью уменьшения потерь, которые напрямую зависят от силы тока. С другой стороны, напряжение ограничивается возможностью изоляции воздуха для ЛЭП и диэлектрика кабеля для кабельных линий. Достигнув крупного потребителя (завод, населенный пункт) электроэнергия опять попадает на трансформаторную подстанцию, где трансформируется в 6–10 кВ, которые уже пригодны для передачи по подземным кабелям. У каждого многоквартирного жилого дома, или административного здания стоит трансформаторная подстанция, которая выдает на выходе предназначенные для потребителя 380 В линейного напряжения и, соответственно, 220 В фазного. В подстанцию типично заводят два или три высоковольтных кабеля, что позволяет оперативно восстановить электроснабжение, в случае повреждений на высоковольтном участке трассы. В зависимости от вида подстанции, это может происходить автоматически, полуавтоматически — по команде диспетчера с центрального пульта, и вручную — приезжает аварийка и электрик переключает рубильник. Подстанция также может выполнять функцию регулятора напряжения, переключая обмотки трансформатора, в зависимости от нагрузки. В России на подстанциях применяют схему с заземленной нейтралью, то есть нейтральный (часто называемый нулевым) провод заземлен. По зданию разводка кабеля происходит пофазно, как с целью распараллеливания нагрузки, так и с целью удешевления оборудования (счетчиков, автоматов защиты). Подстанция в сельской местности и для небольших домов представляет собой обычно трансформаторную будку или просто трансформатор внешнего исполнения. Именно поэтому, на исправление аварии в таком месте отводятся сутки. Автоматической регулировки напряжения такие подстанции не имеют, и выдают номинал обычно в часы минимальных нагрузок, в остальное время занижая напряжение.

Нормы качества для электросетей

Документом, устанавливающим нормы качества электроэнергии в России, является ГОСТ 13109-97 принятый 1 Января 1999г. В частности, в нем установлены следующие “нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения“.

Параметр	Номинал	Предельно
Напряжение, V	220V ±5%	220V ±10%
Частота, Hz	50 ±0,2	50 ±0,4
Искажения, %	8	12
Провалы, сек	3	30
Перенапряжения, V	280	380

Таким образом, даже при нормальном функционировании электросети использование устройств ИБП для компьютерной техники является обязательным, как для защиты целостности данных, так и для обеспечения исправности оборудования. С точки зрения электроснабжения, все потребители делятся на три категории. Для наиболее массовой категории наших читателей, проживающих в домах с числом квартир более восьми или работающих в офисных зданиях с числом сотрудников более 50 актуальна вторая категория. Это означает максимальное время устранения аварии один час и надежность 0,9999. Третья категория характеризуется временем устранения аварии 24 часа и надежностью 0,9973. Первая категория требует надежности 1 и временем устранения аварии 0.

Виды негативных воздействий в электросети

Все негативные воздействия в электросети делятся на провалы и перенапряжения.

Импульсные провалы обычно вызываются перегрузкой оконечных линий. Включение мощного потребителя, такого как кондиционер, холодильник, сварочный аппарат, вызывает кратковременную (до 1-2 с) просадку питающего напряжения на 10–20%. Короткое замыкание в соседнем офисе или квартире может вызвать импульсный провал, в случае, если вы подключены к одной фазе. Импульсные провалы не компенсируются подстанцией и могут вызывать сбои и перезагрузки компьютерной и другой насыщенной электроникой техники.

Постоянный провал, то есть постоянно или циклично низкое напряжение обычно вызвано перегрузкой линии от подстанции до потребителя, плохим состоянием трансформатора подстанции или соединительных кабелей. Низкое напряжение негативно отражается на работе такого оборудования как кондиционеры, лазерные принтеры и копиры, микроволновые печи.

Полный провал (блекаут), это пропадание напряжения в сети. Пропадание до одного полупериода (10 мс) должно по стандарту выдерживать любое оборудование без нарушения работоспособности. На подстанциях старого образца переключения регулятора напряжения или резерва могут достигать нескольких секунд. Подобный провал выглядит как “свет мигнул”. В подобной ситуации все незащищенное компьютерное оборудование “перезагрузится” или “зависнет”.

Перенапряжения постоянные — завышенное или циклично завышенное напряжение. Обычно является следствием так называемого “перекоса фаз” — неравномерной нагрузки на разные фазы трансформатора подстанции. В этом случае на нагруженной фазе происходит постоянный провал, а на двух других постоянное перенапряжение. Перенапряжение сильно сокращает срок службы самого разного оборудования, начиная от лампочек накаливания… Вероятность выхода из строя сложного оборудования при включении значительно увеличивается. Самое неприятное постоянное перенапряжение — отгорание нейтрального провода, нуля. В этом случае напряжение на оборудовании может достигать 380 В, и это практически гарантирует выход его из строя.

Временное перенапряжение бывает импульсным и высокочастотным.

Импульсное перенапряжение может происходить при замыкании фазовых жил силового кабеля друг на друга и на нейтраль, при обрыве нейтрали, при пробое высоковольтной части трансформатора подстанции на низковольтную (до 10 кВ), при попадании молнии в кабель, подстанцию или рядом с ними. Наиболее опасны импульсные перенапряжения для электронной аппаратуры.

Высокочастотное перенапряжение характеризуется наличием в силовом кабеле паразитных колебаний высокой частоты. Может нарушить работу высокочувствительной измерительной и звукозаписывающей аппаратуры.

Способы противодействия негативным воздействиям

В нижеприведенную таблицу сведены все виды негативных воздействий в электросети и технические методы борьбы с ними.

Вид негативного воздействия	Следствие негативного воздействия	Рекомендуемые меры защиты
Импульсный провал напряжения	Нарушение в работе оборудования содержащего микропроцессоры. Потеря данных в компьютерных системах.	Качественные блоки питания. Онлайн ИБП
Постоянный провал (занижение) напряжения	Перегрузка оборудования содержащего электромоторы. Неэффективность электрического отопления и освещения.	Автотрансформаторные регуляторы напряжения. Импульсные блоки питания.
Пропадание напряжения	Выключение оборудования. Потеря данных в компьютерных системах.	Батарейные ИБП любого типа, для предотвращения потерь данных. Автономные генераторы, при необходимости обеспечения бесперебойности работы оборудования.
Завышенное напряжение	Перегрузка оборудования. Увеличение вероятности выхода из строя.	Автотрансформаторные регуляторы напряжения. Сетевые фильтры с автоматом защиты от перенапряжения.
Импульсные перенапряжения	Нарушение в работе оборудования содержащего микропроцессоры. Потеря данных в компьютерных системах. Выход оборудования из строя.	Сетевые фильтры с автоматом защиты от перенапряжения.
Высокочастотные перенапряжения.	Нарушения в работе высокочувствительной измерительной и звукозаписывающей аппаратуры.	Сетевые фильтры с ФНЧ. Развязывающие трансформаторы.
Перекос фаз (разница фазного напряжения)	Перегрузка трехфазного оборудования.	Выравнивания нагрузки по фазам. Содержание в исправности силовой кабельной сети.
Отклонение частоты сети	Нарушение работы оборудования с синхронными двигателями и изделий зависящих от частоты сети.	Онлайн ИБП. Замена устаревшего оборудования.

Следует отметить, что современные качественные ИБП имеют в своем составе сетевой фильтр и ограничитель напряжения. Время реакции и переключения на батарею достаточно мало для обеспечения надежной бесперебойной работы любых электронных устройств. Использование отдельных стабилизаторов может быть оправданно при большом количестве оборудования, так как цена стабилизатора на 10 КВт примерно равна цене ИБП на 1КВт. Использование отдельного сетевого фильтра гораздо менее оправданно. ИБП не предназначены для систем, требующих непрерывного функционирования. Если мощность такого оборудования превышает 1 КВт, оптимальным решением будет использование автономного дизельного генератора.

Что такое перегрузка электрической сети и чем она опасна?

Возникновение перегрузки сети способно привести как к небольшим пустяковым проблемам, в числе которых может быть, например, мерцание светотехники в квартире или слабые перебои в работе электрических устройств, так и к очень серьезным — возгоранию электросети в частности и всего помещения в целом. Последствия такого исхода печальны, особенно учитывая, что от данного явления избавиться достаточно просто. В статье рассмотрены различные причины перегрузки электросети, а также методы защиты от этой неприятности.

Перегрузка электросети – основные причины

Основными причинами перегрузки электросети являются:

Неправильно распределенная нагрузка;
Включение в сеть неисправного прибора.

Статьи по теме: Зачем нужно устройство защитного отключения

Неправильно распределенная нагрузка

Чаще, перегрузка в электросети не является неисправностью. Это скорее просчет при создании проекта электроснабжения квартиры и ее монтаже. Если в одну группу розеток включили большое количество розеток, при этом неправильно рассчитали номинал автомата защиты, то перегрузка неизбежна.

Например, на кухне было две розетки. Решив увеличить количество розеток, мастера не позаботились о создании новой группы, а шлейфом смонтировали еще несколько розеток. Каждая отдельная розетка не перегружает цепь, а при включении нескольких приборов приводит к перегрузке.

Хочу напомнить, что при перегрузки электросети автоматические выключатели не срабатывают моментально, как при коротком замыкании. В устройстве автомата защиты, для защиты от перегрузки есть биметаллическая пластина, нагрев которой отключает аварийную цепь. Для нагрева пластины и отключения цепи при перегрузки требуется несколько минут.

Статьи по теме: Как установить автоматический выключатель

Поэтому, если у вас периодически срабатывают автоматы защиты, при включении бытовых приборов, то вполне вероятна перегрузка электросети и неправильное распределение нагрузки или неправильно подобранный номинал уставки автомата защиты.

Сложность предварительного расчета каждой группы розеток квартиры, создало одно простое правило монтажа. На одну розеточную группу не «вешайте» более 4 розеток. При таком распределении нагрузки в сочетании с медным кабелем 3×2,5 мм² и автоматом защиты в 25 Ампер, никогда не будет перегрузки групповой цепи.

Включение в сеть неисправного прибора

Но перегрузка электросети может появляться не только при неправильном распределении нагрузки. Неисправный электроприбор, вполне, может потреблять повышенный ток и приводить к перегрузке сети.

Если отключение автомата защиты происходит только при работе «подозреваемого» прибора, а мощность прибора не более 2500Вт, то прибор нужно ремонтировать или менять.

Чем опасно понижение напряжения в сети

Чаще всего страдают электрические приборы из-за быстрого и значительного повышения напряжения. Но и низкий показатель этой величины может быть опасным для того оборудование, работа которого зависит от двигателя.

ВНИМАНИЕ! Допустимые по нормам отклонения в размере 10% от 220В могут значительно изменить работу лабораторного оборудования, медицинской диагностической техники.

При низком напряжении двигатель не имеет достаточной мощности для нормальной работы, он перегревается, обмотки его могут сгореть. Наиболее подвержены поломке такие бытовые приборы с компрессорными агрегатами, как холодильники, кондиционеры.

Перегрузка групп освещения

Перегрузка групп освещения, редко встречаемая неисправность. Как правило, с группами освещения проблем с перегрузкой нет. Правда, если вместо одной люстры в комнате, сделать новые гирлянды точечных светильников по всему потолку, то перегрузка и в группах освещения вполне может быть.

Здесь, то же есть выход. Современные экономные лампы значительно снижают нагрузку освещения, и это может стать решением проблемы перегрузки.

Статьи по теме: Стиральная машина бьет током

Возможные последствия

Каждый прибор, включенный в сеть во время скачков напряжения, может выйти из строя, сгореть. Высокое напряжение, превышающее допустимые нормы, приводит к загоранию кабеля и другим опасным ситуациям.

ВАЖНО! Для надежной защиты зданий от опасных ударов молнии необходимо использовать устройства грозозащиты. Эта важная мера техники безопасности.

Поэтому при его эксплуатации используются стабилизирующие приборы защиты перепадов. Другие виды электрических приборов обычно без повреждения выдерживают небольшие перебои и отклонения (10 %) от нормативного показателя в 220 В.

Как самостоятельно установить стабилизатор напряжения?

На вводе в щитке отключается электроэнергия.
Если для установки выбрана ниша, обратите внимание, чтобы отделочные материалы были пожаробезопасными.

Комната, где предстоит установить стабилизатор, должна быть сухой и хорошо вентилируемой. Ведь главная причина поломки таких приборов – наличие конденсата.

Провести монтаж не так уж сложно, главное предварительно изучить видеоматериалы, схемы и рекомендации. Сзади устройства расположена клеммная колодка на 5 разъемов. Следуйте такой очередности подключения: вводные фаза и ноль, заземление, фаза и ноль, идущие на нагрузку.
Предварительно подберите кабель по мощности и показателям тока, чтобы произвести правильную установку.

Чтобы продлить срок службы стабилизатора, рекомендуется установить еще и автоматический выключатель, но после счетчика и до стабилизатора

Если мощность защиты не меньше 5 кВт, то стабилизатор подключается напрямую к розетке. Такой прибор стоит подобрать для гаража, загородного дома и дачи. Мобильное устройство может быть установлено отдельно под прибор, например, компьютер.
Если стабилизатор необходим для подключения к трехфазной сети, то стоит приобрести три однофазных аппарата на 220в. Монтаж осуществляется по схеме звезда. Такой подход позволит сэкономить на приборе и в будущем на ремонте. Привести в порядок однофазный стабилизатор дешевле, чем трехфазный.
Схема по которой стоит производить монтаж указана на корпусе продукции. Рекомендуется ориентироваться на нее, но если подсказка отсутствует, в интернете множество схем, главное следовать советам и рекомендациям.
Не стоит подключать устройства к нагрузке больших параметров. Стоит учитывать запас мощности стабилизатора – не менее 20-30 процентов.

Причины скачка напряжения самые разнообразные, но с чем бы не пришлось столкнуться всегда есть возможность предупредить проблему. Решение кроется в двух вариантах – установкой реле или стабилизатора. Произвести монтаж при этом сможет каждый потребитель.

Как обезопасить свою квартиру от скачков напряжения?

Замена электропроводки в квартире не поможет решить проблему. В идеале заменить электросеть дома и системы распределения. Чтобы минимизировать последствия скачков в сети, рекомендуются такие решения:

Реле – устройство, которое отключает приборы от питания в момент перепада напряжения. После стабилизации, реле подключает их обратно.
Источник беспроводного питания подбирается согласно особенностям устройства дома.
Стабилизаторы поддерживают питание в норме при скачках. На выбор представлены разные модели – релейные, электронные, электромеханические, феррорезонансные, инверторные.

Представленные устройства помогут решить проблему с перепадом, защитить технику, что актуально для современных сооружений.

Автоматические стабилизаторы напряжения на всю технику

При скачках или нехватке питания рекомендуется устанавливать стабилизаторы напряжения. Лучше всего устройства проявляют себя при «проседании» электроэнергии. Хорошо справляются с незначительными импульсными перепадами, но вот совсем неэффективны при высоком перенапряжении. В этом случае рекомендуется использовать их вместе с реле.

Точечная защита электросети (реле)

Специальное реле напряжения позволит решить проблему перенапряжения. Задача защитного прибора заключается в отключении электроэнергии, если показатели напряжения выходят за возможны нормы.

Только когда ситуация нормализируется, прибор возобновит питание. Защита будет обеспечена даже если на линии произошел обрыв нулевого провода или на сетевые провода попала контактная линия городского электротранспорта. Единственная ситуация, когда защитная установка бесполезна – импульсные скачки, которые образовались от близкого грозового разряда.

При защитном отключении рекомендуется обзавестись стабилизатором питания, чтобы на время перебоя быть с электричеством.

Возмещение ущерба за вышедшие из строя приборы

Потребителей интересует не только, почему случился скачок напряжения, но и как получить компенсацию за поврежденные из-за него электрические бытовые приборы. Звонок в аварийную службу и приезд бригады должны быть зафиксированы.

ВАЖНО! Действовать нужно быстро, сразу позвонить в аварийную службу, сообщить о случившимся, вызвать аварийную бригаду для подтверждения факта повреждения техники.

Это поможет в суде при решении вопроса о компенсации. Независимо от того, упало напряжение или резко повысилось, были нарушены допустимые нормы.

Следует определить виновника случившегося. Это может быть компания, которая обслуживает электросети или поставщик электроэнергии. В эти инстанции направляются письма, в которых потребитель требует указать причину нарушения электроснабжения в доме, квартире, на даче. Ответ должен прийти не больше, чем через месяц.
В сервисе по обслуживанию электротехники специалисты дают заключение о неисправности техники, ее причине, возможности ремонта и его стоимости. Документ с этими данными также должен быть составлен для процедуры возмещения ущерба.
Организации, которая виновата в скачках напряжения, направляется претензия с требованием выплатить ущерб имущества. К ней и прикладываются все подготовленные документы.
Виновные инстанции не реагируют на претензию? Нужно в таком случае обращаться в суд, подавать исковое заявления, основываясь на законах по данному вопросу.

ВАЖНО! Для составления искового заявления за основу берется статья 17 Федерального Закона Российской Федерации «О защите прав потребителей».

Также опираться можно на статью 309, часть 1 Гражданского Кодекса РФ, если виновник случившегося – поставщик электроэнергии.

«Правила предоставления коммунальных услуг гражданам» (пункт 49, 51), «Правила эксплуатации жилищного фонда» (пункт 5.6), «Правила содержания в имущества в многоквартирном доме» (пункт 7) – эти документы дополнительно используются при подаче заявки на компенсацию, если повреждение электрических приборов произошло по вине компании, обслуживающей электрические сети дома.

ВАЖНО! При перепадах напряжения в сети многоквартирного дома или участка с частными домами могли пострадать еще и соседи. Их показания помогут добиться компенсации.

Чем опасны перегрузки электросетей, и как избегать их

Перегрузка электросети – основные причины

Основными причинами перегрузки электросети являются:

Неправильно распределенная нагрузка;
Включение в сеть неисправного прибора.

Статьи по теме: Аппараты электрической защиты: автомат и предохранитель

Неправильно распределенная нагрузка

Статьи по теме: ДКС гофра для электропроводки: отличительные черты

Включение в сеть неисправного прибора

Причины старения изоляции электропроводки

С металлической жилой провода, при идеальных условиях эксплуатации, может быть и правда ничего не сделается. Однако, в реальных условиях, проводник подвержен окислению, ухудшению контакта и разогреву в месте плохого контакта… Кроме того, плохие контакты образуются и из-за ослабления затяжки винтовых соединений проводов.

А вот с изоляцией проводов — еще сложнее. Старение изоляции становится причиной выхода провода из строя и может сопровождаться различными неприятностями – от короткого замыкания, до пожара.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Оптимизация дровяной или электрической системы отопления – рассчитываем объем теплоаккумулятора

Перегрузка групп освещения

Статьи по теме: Почему греется проводка: выясняем причины и устраняем проблемы

Электрический ток

Как защитить свой дом от скачков напряжения, смотрите в разделах Защита от скачков напряжения и Стабилизаторы напряжения.

Электроэнергия значительно упрощает жизнь человека, но не все люди правильно оценивают потенциальную опасность электричества. Любая электросеть рассчитана на определенную степень нагрузки.

Многие это знают и понимают, но упорно продолжают нагружать сеть, что зачастую приводит к неприятным последствиям.lt;pgt;

Излишняя нагрузка может приводить к незначительным перебоям в работе различных устройств, мерцанию света.

Однако это сущие пустяки по сравнению с тем, что может произойти в случае возникновения критической перегрузки — пожар в помещении.

Существует множество причин, по которым возникает перегрузка электрической сети. Например, это явление может возникнуть по вине неквалифицированных работников, проводивших различные манипуляции с электросетью.

Неправильно рассчитанная нагрузка,
выбор недостаточного сечения провода,
ошибки в выборе и монтаже защитного устройства

— всё это в большинстве случаев приводит к последующим неприятностям. Избежать всего этого возможно, если обращаться за помощью к профессиональным специалистам.

Однако качественно проведенные монтажные работы электрической сети не являются гарантом безопасности.

Сам потребитель электроэнергии зачастую провоцирует возникновение перегрузок. Подключение к одной группе недопустимого количества электроприборов на сегодняшний день является наиболее распространенной проблемой.

Особенно это актуально в домах старого жилого фонда, где электросети, как правило, не соответствуют современным требованиям, предъявляемым к ним не только действующими нормативами, но и образом жизни домочадцев, т.к. в эксплуатации всё больше появляется мощных электроприборов.

Рассмотрим вариант с часто встречающимися сейчас в быту электроприборами. Например, имеется розетка на два гнезда, в которую пользователь электросети включает стиральную машину мощностью 2,5 киловатт (кВт) и электрочайник мощностью 2,2кВт, суммарная нагрузка составляет 4,7кВт и электрический ток, протекающий по проводам, будет около 22 Ампер (А).

В итоге происходит отключение электроэнергии, так как в большинстве случаев в щитке сработает автоматический выключатель или перегорит пробка, потому что они, как правило, рассчитаны на ток 10−16А.

Здесь многие допускают критическую ошибку — устанавливают автоматический выключатель или пробку с большим пределом допустимой нагрузки, зачастую это 25А. Приборы работают, автомат не выбивает, все довольны.

НО! Так как наиболее распространенная электропроводка в домах выполнена проводом, выдерживающим ток 19А, а современные розетки рассчитаны на ток 16А, то начинает тлеть изоляция проводов, плавиться корпус розетки, что впоследствии может вылиться в пожар.

Ещё хуже ситуация, когда подобные приборы включаются в розетку через удлинитель или тройник, т.к. к пожару это может привести ещё скорее.

К перегрузке могут привести так же и неисправности, как в электроприборах, так и в электропроводке. При длительной эксплуатации расслабляются контактные соединения в тех же розетках, автоматах и разветвительных коробках, где соединение выполнено зачастую скруткой проводов, поэтому даже номинальная нагрузка вызывает их нагрев, что может привести к возгоранию.

Так же распространенное явление — провода в местах изгибов со временем изламываются, сечение провода уменьшается, следовательно, падает и его пропускная способность, что опять же ведет к возгоранию.

Отдельно хочется упомянуть несертифицированный китайский «ширпотреб», который в большинстве своём продается на рынках в виде тройников, разветвителей, удлинителей, переносок и т. п., которые вообще эксплуатировать не рекомендуется. Порой даже маломощное зарядное устройство для мобильного телефона вызывает нагрев в их контактных соединениях.

Отдельно хочется упомянуть об ошибках в монтаже и ремонте электропроводки, когда горе-мастера или неспециалисты соединяют провода просто скруткой, утверждая, что раньше все так делали и эти соединения до сих пор служат. Да, во многих домах такие соединения служили долгие годы. Но раньше не было таких нагрузок на электрическую сеть.

Чтобы обезопасить сеть от возникновения перегрузок, еще на этапе капитального ремонта или строительства нового дома необходимо:

Рассчитать допустимое количество электроприборов на ответвление.
Определиться с правильным расположением приборов.
Рассчитать необходимое сечение проводов.
Разделить электропроводку на отдельные группы.
Выбрать защитную аппаратуру в соответствии с сечением проводов и подключаемой нагрузкой.

В период эксплуатации, что бы избежать перегрузок, так же необходимо выполнять ряд правил:

Периодически приглашать квалифицированных специалистов для осмотра и обслуживания электропроводки и контактных соединений в распределительном щитке, розетках, выключателях, разветвительных коробках, выполнения необходимых электрофизических измерений.
В случае срабатывания защитной аппаратуры приглашать специалиста для выяснения причин и при необходимости выполнения ремонтных работ в электросети.
Своевременно проводить капитальный ремонт электропроводки и осуществлять своевременную замену устаревших элементов.
Не допускать включения в одну розетку нескольких электроприборов.
Не пользоваться самодельными или не сертифицированными электроприборами и другими электроизделиями.

Все работы по проектированию, монтажу и ремонту электропроводки и электрооборудования должны выполняться квалифицированными специалистами, которые учитывают все нюансы и требования, как действующих нормативов, так и заказчика.

Воспользовавшись этими советами, можно обеспечить в электрической сети жилого помещения стабильность, надежность и главное — безопасность, предотвратить возникновение перегрузок, пожаров и других неприятностей.

Читайте также:

Фотообои с Парижем в интерьере

О.В. Семенович, руководитель группы энергоинспекции Слуцкого МРО «Энергонадзор»

Короткие замыкания (КЗ или “коротыш” как говорят электрики) в электрических сетях чаще всего случаются из-за разрушения изоляции токопроводящих частей в результате механических воздействий, естественного старения, воздействия агрессивных сред и влаги, а также ошибочных действий электротехнического персонала.

Короткое замыкание сопровождается резким возрастанием тока в цепи, а также значительным увеличением выделяющегося тепла, пропорционального квадрату величины тока.Воздействие теплового нагрева на проводку резко снижает механическую и диэлектрическую прочность изоляции.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Мансарда своими руками

А в результате регулярной перегрузки электрических сетей токами, которые существенно превышают допустимую для данного вида и сечений проводников норму, происходит её тепловое старение.

Воздействие влаги и агрессивных сред на изоляцию сопровождается, как правило, появлением поверхностных токов утечки. Тепловой нагрев приводит к испарению жидкости и образованию на ней солевых отложений. После испарения влаги токи утечки исчезают, но при последующем увлажнении процесс повторяется.

Только сейчас из-за повышенной концентрации соли проводимость достигает таких значений, при которых ток утечки не исчезает и по окончании испарения. Действие тока утечки приводит к обугливанию изоляции и потери ей механической прочности.

Возникает ситуация, способная привести к распространению поверхностного дугового разряда и загоранию изоляции.

Коренное отличие режима короткого замыкания от режима перегрузки состоит в том, что в первом случае аварийная ситуация возникает вследствие разрушения изоляции, а во втором – является его причиной. В некоторых случаях перегрузка электропроводки во время аварийного режима может иметь большую пожарную опасность, чем короткое замыкание.

При возникающих в сети перегрузках на воспламеняющую способность проводов существенное влияние оказывает материал жилы. Проведённые в режиме перегрузки испытания убедительно доказали, что вероятность загорания изоляции у кабелей с медными жилами выше, чем у проводов из алюминиевого материала.

При испытаниях на короткое замыкание проявилась схожая закономерность.

Кроме того, оказалось, что провода и кабели в полиэтиленовой оболочке, а также используемые при их прокладке полиэтиленовые трубы имеют большую «склонность» к возгоранию, чем аналогичная электропроводка, выполненная в винипластовых трубах.

Особо опасна перегрузка в частном жилом секторе, т.е. в домах, где обычно от общей электросети запитаны все потребители, а защитное оборудование рассчитано лишь на токи К.З. К тому же, ничто не препятствует жильцам многоквартирных жилых домов бесконтрольно увеличивать потребляемую ими мощность.

Следует обратить особое внимание на тот факт, что электроустановочные изделия снабжаются, как правило, специальными надписями, указывающими на предельные значения токов, напряжений и допустимую рассеиваемую мощность данного устройства. Для того чтобы эксплуатация этих устройств не вызывала проблем – необходимо научиться расшифровывать эти надписи.

Как возникают перегрузки в электросети и к чему приводят: возможные причины, последствия и их преодоление

Перегрузки это нештатные ситуации в работе электросети, на которые вы можете и не обратить внимание: незначительные сбои в работе бытовых электротехнических приборов, мерцание ламп в осветительных приборах и иные несущественные неполадки.

Реальная опасность заключается в том, что даже самые незначительные и кратковременные перегрузки могут привести к очень серьезным последствиям, вплоть до возгорания проводки и пожара в помещении, если электропроводка старая и изношенная, а бытовые электроприборы используются с нарушениями правил безопасной эксплуатации.

Таких неприятных, а иногда трагических последствий перегрузок в электросети можно легко избежать, если понимать причины возникновения перегрузок и знать способы защиты от них. Именно этим вопросам и посвящена наша статья.

Причины перегрузок в электросети

Среди причин, способных привести к перегрузке в электросети, можно выделить три основные:

Избыточная нагрузка на одно из гнезд питания в электросети помещения;
Использование в электросети неисправных электроприборов или таких, потребная мощность которых превышает допустимую мощность квартирной электросети;
Износ, обветшалость электропроводки.

Избыточная нагрузка электросети

Одновременное подключение к одной розетке нескольких мощных потребителей приводит к избыточной нагрузке на само гнездо и питающий его электрический провод. Результатом такого подключения может стать оплавление корпуса и деталей электрической розетки или даже возгорание электропроводки.

Рассмотрим конкретный пример: к двухгнездовой розетке подключают одновременно электрическую духовку и стиральный автомат. Оба прибора могут потребовать до 4 киловатт мощности.

Если электросеть защищена стандартным автоматическим прерывателем на 10 ампер, то он конечно сработает и разомкнет цепь. Сила тока в 10 ампер в пересчете на мощность (в сети с номинальным напряжением 220V) составит 2.2 кВт.

Вполне понятно, почему в описанной ситуации автомат сработал, защищая сеть от перегрузки.

В необдуманной попытке «перемудрить» законы физики, пользователь устанавливает более мощный автомат, на 20 ампер, который позволит одновременное подключение к розетке двух мощных потребителей, но в этом случае перегреется и начнет дымить и розетка и питающий ее провод. Дело в том, что и розетка и электропроводка тоже рассчитаны на стандартные 10 ампер.

Смысл приведенного примера в том, что если есть необходимость одновременного включения в работу нескольких мощных потребителей, то нужно позаботиться о замене электропроводки на провода, соответствующего увеличенной нагрузке сечения, об установке розетки, более устойчивой к перегрузкам, и об использовании подходящего автомата защиты.

В идеале, такие вопросы решаются на начальных этапах строительства дома, или перед капитальным ремонтом. Следует продумать схему размещения электротехнических приборов в жилище, разделить их на логические группы.

Предусмотреть устройство отдельных ветвей питания для каждой из групп, или индивидуальной проводки для особо мощных потребителей. Необходимо заблаговременно рассчитать сечение и длину проводов для каждой из ветвей, приобрести необходимое количество подходящих розеток и автоматов защиты.

Только таким образом можно надежно и эффективно защитить электросети от перегрузок, электрооборудование от порчи, а жилища от пожаров.

Неисправность прибора

Любой бытовой прибор это достаточно сложное электротехническое изделие и есть много разных причин, в результате которых прибор может утратить нормальную работоспособность, стать аварийным и вызвать перегрузку в сети и срабатывание автоматов защиты.

Использование автоматических выключателей и старомодных плавких предохранителей и есть единственным средством защиты от возгораний электропроводки и пожаров в помещениях.

Износ электропроводки

Старые провода, многократно и во многих местах скрученные, изогнутые, пережатые, — первопричина всех проблем.

В местах изгибов и пережатий уменьшается сечение провода. Снижается пропускная способность. Рассыхается и трескается изолирующая оболочка проводов. Короткое замыкание и связанные с этим перегрузки, возгорание проводки становится всего лишь вопросом времени.

Проводите своевременный осмотр, ремонт и замену устаревшей электропроводки;
Не экономьте на качественной электротехнике и на устройствах защиты электрооборудования и сетей;
Изучайте соответствующую техническую литературу, а еще лучше, — пользуйтесь услугами профессиональных электромонтеров для периодических осмотров и регламентного обслуживания ваших электросетей и электротехнического оборудования.

Берегите жизнь и собственное здоровье, а также жизнь и здоровье живущих с вами по соседству людей от аварий и пожаров.

Что такое перегрузка электросети и её последствия

Основные причины перегрузки электросети

Прежде, чем рассматривать способы защиты домашней электросети от перегрузки, необходимо установить причину ее возникновения. В противном случае предпринятые меры могут оказаться неэффективными. Как показывает практика, чаще всего нештатный режим работы локального участка цепи может быть вызван следующими причинами:

Подключение к электросети неисправных бытовых электроприборов.
Неправильное распределение нагрузки между линиями электрической сети.
Проблемы с проводкой (несвоевременная замена, неправильный монтаж, ошибки в расчетах сечения кабеля, неправильный выбор номинала автоматических выключателей и т.д.).
Превышение мощности групп освещения.
Низкое качество энергоснабжения.

Рассмотрим детально каждую из названных выше причин.

Включение в сеть неисправного электроприбора

Неисправные бытовые приборы включать в сеть категорически противопоказано. Это может привести к короткому замыканию и срабатыванию электромагнитного расцепителя автомата защиты. Вполне может случиться так, что несправная электротехника не вызывает КЗ, но начинает потреблять существенно больше допустимого тока. В такой ситуации срабатывает тепловая защита АВ.

И в первом, и во втором случае возникает перегрузка электропроводки, поэтому при первых признаках неисправности бытовых электроприборов их необходимо отключить от сети и отнести в ремонтную мастерскую. Помните, что несправные устройства могут стать причиной пожара.

Неправильное распределение нагрузки

Это наиболее распространенная причина, по которой происходит перегрузка электропроводки, поэтому имеет смысл привести наглядный пример.

Допустим, в квартире имеется некая электроточка, к которой через «тройник» подключается одновременно стиральная машина и бойлер, мощностью 2,3 и 2,6 кВт, соответственно. Из этого следует, что суммарная мощность электроприборов будет 4,9 кВт. Значит, токовая нагрузка на линию составит чуть больше 22 А (I = P/U = 4900/220 = 22,27).

Поскольку номинальный ток автоматических выключателей в электрощитках большинства квартир – 10 или 16 А, то при одновременном включении указанных бытовых электроприборов будет происходить срабатывание тепловой защиты из-за возникновения перегрузки.

Чтобы выйти из сложившейся ситуации, многие допускают классическую ошибку, которая может стать фатальной. А именно, устанавливают на линию автомат, рассчитанный на большую электрическую мощность, например на 25 или 32 Ампера. Учитывая, что в большинстве домов вторичного рынка жилья при монтаже электропроводки использовался кабель под номинальный ток 19 А, то будет происходить нагрев проводов, с последующим нарушением изоляции проводников.

Помимо этого следует учитывать, что типовые электрические розетки изготавливаются под номинальный ток 16,0 Ампер. Превышение его почти на 40% приведет к тому, что корпус электроточки расплавится.

Результат подключения к розетке большой нагрузки

Вероятность возникновения пожара вследствие такого непродуманного распределения нагрузки довольно велика. Ситуацию можно существенно усугубить, используя тройники или удлинители китайских производителей.

Правильным решением устранения перегрузки в приведенном примере будет прокладка отдельных линий питания для каждого мощного электроприбора.

Несвоевременная замена проводки

Срок эксплуатации электрической сети — довольно важный фактор, который не следует оставлять без внимания, говоря о причинах перегрузки. Считается, что его продолжительность напрямую зависит от материала, из которого изготовлен электрический кабель. Это отчасти верно, но разумнее руководствоваться Ведомственными строительными нормами, в частности ВСН 58 88, действующими и по сегодняшний день.

В соответствии с данным нормативным документом, срок эксплуатации внутриквартирных бытовых сетей жилых помещений составляет 40 лет для скрытой проводки и 25 лет для внешней. При этом для элементов сети (розеток, выключателей и т.д.) этот срок ограничен 10-ю годами.

Для алюминиевых проводов, используемых для проводки в эпоху массовой застройки прошлого века, срок эксплуатации ограничен 30-ю годами. Напомним, что начиная с 2001 года, провода с алюминиевыми жилами запрещено применять при монтаже проводки. Если Вам досталась квартира с такой проводкой, настоятельно советуем, не затягивая, произвести ее замену.

Но это мы привели нормативные сроки, фактические могут существенно отличаться, как в меньшую, так и большую сторону. Немаловажное влияние на это оказывает нагрев кабеля, вызванный перегрузкой электросети. Превышение температуры всего на 5°С сверх допустимой нормы сокращает срок эксплуатации проводки вдвое.

Приведем обратный пример. Допустим, сечение кабеля проводки 2,50 мм, что допускает величину проходящего тока до 25 А. Если установить на него автоматический предохранитель с номинальным током 16 А, то фактический срок эксплуатации проводки может превысить нормативный, а опасность перегрузок будет практически исключена. Поэтому важно правильно выбирать сечение проводов и номинальный ток автоматических выключателей, чтобы упростить себе задачу, можете воспользоваться приведенной на рисунке таблицей.

Выбор сечения провода и автоматов

Превышение мощности групп освещения

Установка большого количества энергоемких осветительных приборов, может спровоцировать перегрузку. Но в настоящее время, доступность энергосберегающих и светодиодных ламп практически нивелировало эту проблему.

Низкое качество энергоснабжения

Спровоцировать перегрузку сети может устоявшееся заниженное или завышенное напряжение, что также опасно для Ваших приборов. Поскольку качество энергоснабжения является внешним фактором, бороться с этой причиной можно только установкой защиты. В качестве таковой используется стабилизатор и/или реле напряжения.

Реле напряжения

Нагревание и возгорание при токовой перегрузке. Пиролиз изоляции

Наряду с этим следует иметь в виду, что при перегрузке изолированного электропровода реализуется специфический способ нагревания изоляции и особый источник зажигания. Нагрев изоляции происходит одновременно по всей поверхности, которая контактирует с токопроводящей жилой, и сопровождается интенсивным образованием горючей смеси продуктов пиролиза с воздухом. Этот процесс при условии неотключения источника электропитания может продолжаться до полного разрушения проводника, которое произойдет, например, при достижении токоведущей жилой температуры плавления металла. Разрушение электропроводника может произойти по другому механизму, когда, например, ослабнет при температуре, близкой к температуре плавления металл проводника, свободно висящего на элементах конструкций, и проводник разрушится под действием собственного веса. Характерно, что при достижении этого момента произойдет разрыв жилы, сопровождающийся искровым разрядом, независимо от того, питается ли цепь от источника постоянного или переменного тока. Этот разряд является эффективным источником зажигания образовавшейся горючей смеси. При еще больших кратностях токов перегрузки источниками зажигания могут явиться нагретые до высокой температуры токопроводящие жилы и другие детали.

Следует также учитывать, что процесс прогрева и пиролиза изоляции происходит на всем протяжении токоведущей жилы, и поэтому возгорание может произойти на одном или даже нескольких наиболее теплонапряженных участках линии. Подобным тонкостям обучают на специализированных курсах, а к работе сотрудники допускаются только после аттестации промышленной безопасности.

Электросопротивление в местах перехода электрического тока с одной контактной поверхности на другую через площадки действительного их соприкосновения также обусловливает локальный нагрев металла токопроводящих деталей и прилегающих материалов вплоть до появления источников зажигания. И чем большей будет токовая нагрузка, тем более интенсивным окажется разогрев контактного соединения, поскольку тепловая мощность прямо пропорциональна квадрату силы тока. Особенно опасно проявление эффекта нагрева контактных соединений в режиме затяжного короткого замыкания, при котором сила тока может превышать рабочий ток в сотни раз. Нередко это приводит к появлению вторичных очагов возгорания не только в месте короткого замыкания, но и на других участках, в местах, где оказываются при этом под токовой нагрузкой плохие контакты.

Возможные последствия

Даже незначительная перегрузка бытовой электросети может создать множество проблем и привести к серьезным последствиям. Перечислим их, чтобы Вы понимали всю серьезность этой проблемы:

Нагрев кабеля приводит к повреждению изоляции проводов, что может спровоцировать возникновение коротких замыканий и, как следствие, — пожара.
Частые аварийные автоматические отключения могут привести к потере данных на компьютерном оборудовании и вызвать сбои в работе электронных устройств.
Существенное повышение тока вызывает падение напряжения в участке цепи, что отражается на работе практически всех электроприборов.

Это далеко не полный список последствий. Как видите, наиболее серьезное из них может привести к тому, что возникнет пожар. Причем, как показывает печальная статистика, при перегрузках чаще всего из-за замыкания возникают возгорания, последствия которых намного серьезней, чем потеря информации из-за отключения автоматов.

Часто причины пожаров связаны с перегрузкой электросети

Каждая электросеть, независимо от ее масштабов, рассчитана на определенные нагрузки. Это знают практически все, но при этом почему-то упорно продолжают перегружать электросети, что приводит к плачевным последствиям. Рассмотрим опасность перегрузки электросети на примере загородного дома – они сегодня пользуются большой популярностью. Перегрузки сети в загородном доме могут возникать не только по вине неграмотных электриков или хозяев, но и поставщиков электроэнергии. Перепады напряжения в загородных электросетях весьма частое явление, поэтому отсюда следует первое правило:

Всегда устанавливать стабилизаторы напряжения

Стабилизатор позволит уберечь от резких перепадов напряжения в любую сторону. Дело в том, что на повышение напряжения отреагируют автоматы, а вот понижения не всегда улавливаются. Если вы обратились в компанию профессионалов, то они обязательно выполнят все работы на должном уровне, применив лучшее оборудование.

Перегрузки по вине электриков

Также перегрузки возможны по вине неопытных электриков. Если они неправильно рассчитали планируемые нагрузки, подобрали провода с неподходящим сечением проводов, неправильно выбрали защитные устройства автоматического отключения, то быть беде. Более того, практически в каждом загородном доме останавливается генератор. Если его неправильно подключить, то может возникнуть короткое замыкание при включении штатного питания. Также электрики могут неправильно подключить силовые агрегаты – насосы, бытовую технику. В этом случае автомат будет все время срабатывать, что сделает применение оборудования практически невозможным. Избежать этого можно только одним способом – обратившись к настоящим профессионалам, а отсюда и правило второе:

Всегда обращайтесь только к квалифицированным специалистам высокого уровня

Перегрузки по вине владельцев

Нередко сами владельцы виновны в перегрузках электросети. Они подключают к одной подающей ветке слишком много оборудования, используют удлинители с неподходящим сечением проводов, не бережно относятся к электрооборудованию. Результат – короткое замыкание или перегрузки электросети. Отсюда правило третье и правило четвертое:

Никогда не подключайте к одной розетке более одного электроприбора
Не применяйте удлинителей сомнительного качества, не ознакомившись с их характеристиками

Опасность перегрузок состоит в том, что по их причине может случиться пожар, выйти из строя дорогостоящее оборудование. Но есть и еще один источник перегрузок, от которого никто не застрахован.

Стихийные перегрузки сети

Речь идет о попадании молнии в подающие ЛЭП. В этом случае стабилизатор может полностью выйти из строя, но самое опасное случится, если разряд будет достаточно мощным, чтобы пробиться во внутренний контур электросети. Нередко от этого выходит из строя электрооборудование, но самое страшное кроется в остаточном электростатическом заряде, который может сохраниться в сети или электроприборах. Тогда прикосновение к ним может привести к поражению электрическим током. Чтобы этого избежать, важно правильно устроить контур заземления, на что способны настоящие профессионалы – опытные электрики .

Перегрузка групп освещения

Статьи по теме: Почему греется проводка: выясняем причины и устраняем проблемы