Содержание
На официальном сайте ЗАО Атлант возможно скачать инструкцию по эксплуатации бытовых холодильников, где написано, что напряжение питания составляет 220-230 В (последняя цифра в угоду европейским нормам) при отклонении номинала на 10% в каждую сторону. Если вольтаж просядет ниже 200 В, не факт, что оборудование заработает. Защита от скачков напряжения нужна не исключительно по указанной причине. Опаснее кратковременные перегрузки, беспрепятственно в силу частоты проходящие фильтр. Когда подобное цунами достигает электронной начинки, становится возможным все. У любой микросхемы отмечаются пределы, выше которых функционирование приводит к выходу из строя. Защита техники становится главной задачей, когда речь заходит о скачках напряжения.
Зачем защищать оборудование от скачков напряжения
Попробуем найти устройство защиты от скачков напряжения и изучить инструкцию. Понравилась информация, предоставленная каталогами испанского производителя RTR Energia. На предмет трёхфазного фильтра гармоник написано:
- Изделия предназначены для фильтрации гармоник с частотами 134 и 189 Гц.
- Коэффициент передачи на частотах фильтрации равен, соответственно, 14 и 7%.
- Поясняется назначение перечисленных мер. За счёт указанных характеристик удаётся подавить 5-ю гармонику (5 х 50 = 250 Гц). В результате не возникает резонанса между индуктивным сопротивлением нагрузки и блоком конденсаторов, что закономерно обеспечивает защиту входных цепей от перегрузок.
Устройство защиты от перенапряжения
Поясним, что в промышленных сетях реактивная мощность считается паразитным эффектом, не совершает полезной работы, но требует ресурса подстанций. В результате обыватель платит за активную мощность kWh, предприятиям приходится отстёгивать и за реактивную. Это повышает траты, причём, подчёркиваем, пользы потребителю не несёт. Для компенсации реактивной части нагрузки крупные предприятия ставят на входе потребителей блоки конденсаторов. Каждый характеризуется мощностью в кВАР, способной к погашению.
В результате подобных мероприятий и возникает угроза перегрузки. Боремся за компенсацию реактивной мощности, чтобы снизить траты на электроэнергию, а получаем резонанс на указанных выше частотах. В результате мнимая часть сопротивления обращается в нуль, туда-сюда бегает большая энергия, выделяемая исключительно в виде тепла на активной части нагрузки. Это снова потери. Вдобавок, исходя из данных производителя, возможен выход из строя теперь уже наших экономящих блоков конденсаторов. Для предотвращения ставят дополнительно блоки из дросселей (по одному на фазу), опуская граничные частоты пропускания всей системы. 50 Гц полезного напряжения почти не страдает.
Что такое гармоники и волновой анализ промышленного напряжения
Разберёмся, что такое гармоники, как зависит от них сетевая защита от скачков напряжения. Оказывается, формы различных колебаний сложно анализировать. А это требуется непременно, чтобы предсказать результат работы системы, включая прогноз работы блока защиты от скачков напряжения. Требуется знание параметров.
Физики и математики подумали и решили, что любое колебание в природе разлагается на спектр. Выполняется прямое и обратное преобразование по методам Фурье. Это набор математических формул, реализуемый на практике в домашних условиях. Правда, придётся использовать дискретное преобразование Фурье. Оно оптимизировано как раз для применения численных методов (программирования). В результате выяснилось, что:
- Любое колебание представляется в виде набора синусоидальных сигналов. К примеру, для чистой синусоиды состоит из единственной чёрточки. На частоте синусоиды. Напряжение сети предусматривается в идеале 50 Гц. А спектр состоит из единственной гармоники.
- На практике форма сигнала отличается от синусоидальной. Дополнительная сложность: конечный спектр определяется по функциям Фурье исключительно для бесконечного сигнала. Наше напряжение демонстрирует начало (включили питание) и оконцовку (выключили питание). В спектре появляется ряд гармоник. Это частоты, пропорциональные главным 50 Гц. К примеру, 100, 150, 200 и пр. Теперь читатели поняли, что из информации производителя RTR нетрудно узнать о важности фильтрации пятой гармоники 250 Гц. Для выполнения поставленной задачи подавляют частоты 134 и 189 Гц. Почему? На этот вопрос ответят лишь учёные. Это как-то связано с особенностями работы оборудования и переходными процессами в сети.
Домашнее напряжение
- Если посмотрите ГОСТ 13109, увидите ряд любопытных замечаний и требований к промышленной сети. К примеру, кратковременные отклонения номинала от нормы не могут превышать 10%. Напоминает те значения, для работы с которыми созданы холодильники Атлант. Факт просто говорит, что белорусы придерживались стандартов. Долговременный уход от номинала не может превышать 5%. Определены пороги для каждой гармоники. Выражаются коэффициентами гармоник. Это число приблизительно равно отношению амплитуды в спектре основного сигнала 50 Гц к величине гармоники (по частотам, 100, 150, 200 и пр.). Видим, что форма напряжения чётко задана и написано, что потребитель вправе требовать выполнения заданных параметров (попробуйте-ка судиться с гаражным кооперативом).
- Наконец, для отдельных импульсов спектр сигнала уходит в бесконечность и становится непрерывным. В связи с этим большинство входных фильтров строится по схеме нижних частот. Как чрез врата проходит 50 Гц и дополнительно небольшой участок, а все выше обрезается. Причина – скачки напряжения вызывают изменения в спектре, губительно влияющие на оборудование.
Как проверить действенность мер защиты против скачков напряжения
Дома возможно проверить любопытный факт: если выполнена защита от перепадов напряжения, вентиляторы работают тише. Это отлично слышно на примере процессорных кулеров. Если форма напряжения нестабильна, системный блок гудит как танк. Это вызвано нестабильностью частоты вращения вентиляторов охлаждения. Достаточно для устранения эффекта (частичного) замкнуть лепесток заземления розетки на нулевой провод. В результате фильтр блока питания компьютера выйдет на расчётный режим, скачки напряжения по номиналам уменьшатся, что закономерно вызовет снижение гула.
Устройства и их воздействие на напряжение
Сложность решается, кстати, экстравагантным способом. Часто в компьютерах помимо стандартных напряжений +5 В и + 12 В, куда допустимо подключить вентилятор, установлена пара гнёзд: это процессорный кулер (либо для жёсткого диска и т. д.). Обратите внимание, что отдельные допускают регуляцию оборотов. Как правило, в комплекте идёт штекер на 4 пина. Два: питание и земля (жёлтый и чёрный), вторые два: сигнал тахометра (синий) и широтно-импульсная модуляция (для нарезки напряжения и снижения оборотов таким способом). Если требуется уменьшить уровень шума, разумно применять подобные сложные кулеры, в зависимости от потребностей системного блока (температура процессора и др.) скорость оборотов станет регулироваться.
Чем медленнее вращается лопасть, тем тише это происходит. Что касается нашего случая, вывод на лепестки заземления нулевого провода разрешает правильно работать фильтрам гармоник, стоящим на входе в блок питания. Защита оборудования от скачков напряжения проводится косвенно. Просто включается штатный фильтр, который иначе работал бы некорректно. Одновременно явно улучшаются экранирующие свойства корпуса прибора. Обратите внимание, метод действует только, если нет заземления в питающей сети дома. Подобные меры запрещены для групповых цепей осветительных приборов.
Действенным методом считается использование блока бесперебойного питания. Этот прибор по определению призван фильтровать гармоники. Обратите внимание, импортные варианты в составе обычно содержат фильтры, требующие заземления. Система обороны рушится, если розетки поставлены вразрез с европейскими стандартами. Но как защитить бытовые приборы от перепадов напряжения сравнительно медленного характера. В случае источников бесперебойного питания вольтаж выдерживается, в остальных случаях происходит провал (подъем).
Блок бесперебойного питания
Обращаем внимание читателей на ГОСТ 13109, согласно которому потребитель в последнем случае вправе требовать предоставления качественных услуг. Приготовьтесь к небольшому поднятию платы, но тарифы регулируются антимонопольными законами. Таким образом, в штатном режиме, при исполнении нормативов, защита холодильника от скачков напряжения не требуется. Но! Потребуется обеспечить прибор заземлением. В остальном должен работать входной фильтр (при наличии).
Понимайте причину и следствие. Допустим, защита от скачков напряжения в сети у стиральной машины реализуется специальным блоком. Он не работает, если нет заземления, на корпусе обнаруживается потенциал в 60 В (фильтруются вышеописанные гармоники). Выполняется это не для толстошкурого двигателя, а для нежной электронной начинки, включающей в состав импульсный блок питания, где входные каскады упрощены в расчёте на прохождение предварительной фильтрации. Представьте теперь, если заземления нет: мы самостоятельно лишаем себя системы защиты от скачков напряжения.
При необходимости покупайте переключатель фаз автоматического или ручного типа, отслеживающий напряжения. Применение подобных устройств для поставщика потенциально выгодно. Реле защиты от скачков напряжения прекратит подачу питания в случае выхода номинала питания за допустимые нормы. Не путайте с контролем потребления, элементы которого входят в состав счётчика: здесь просто отрезается подача энергии на «маловажных» потребителей.
Для промышленного оборудования рекомендуется применять симметрирующие трансформаторы. Смысл устройств в устранении перекоса фаз. Если по одной линии происходит скачок, он окажется скомпенсирован на выходе симметрирующей обмоткой. Часто подобная защита приборов уместнее прочих. Совместное применение с трёхфазными переключателями позволит полностью огородить оборудование от эксцессов.
Рассказали, как выполняется защита от скачков напряжения в квартире, а проверить это проще при помощи отвёртки-индикатора. Если корпус правильно заземлён, даже на режиме высокой чувствительности при бесконтактном методе срабатывания не отмечается.
