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.
Это интересно: Дифавтомат вместо заземления при подключении духовки
Высокое и повышенное напряжение. Причины возникновения
Как в наших электросетях могут появиться высокое или повышенное напряжение? Как правило к повышению напряжения могут привести некачественные электрические сети или аварии в сетях. К недостаткам сетей можно отнести: устаревшие сети, низкокачественное обслуживание сетей, высокий процент амортизации электрооборудования, неэффективное планирование линий передач и распределительных станций, не управляемый рост количества потребителей. Это приводит к тому, что сотни тысяч потребителей, получают высокое или повышенное напряжение. Значение напряжения в таких сетях может достигать 260, 280, 300 и даже 380 Вольт.
Одной из причин повышенного напряжения, как ни странно, может быть пониженное напряжение потребителей, находящихся далеко от трансформаторной подстанции. В этом случае часто электрики умышленно повышают выходное напряжение электрической подстанции, чтобы добиться удовлетворительных показателей тока у последних в линии передач потребителей. В итоге, у первых в линии напряжение будет повышенным. По этой же причине можно наблюдать повышенное напряжение в дачных поселках. Здесь изменение параметров тока связаны с сезонностью и периодичностью потребления тока. Летом мы наблюдаем рост потребления электроэнергии. В этот сезон на дачах находится много людей, они используют большое количество энергии, а зимой потребление тока резко падает. В выходные дни потребление на дачных участках растёт, а в рабочие дни падает. В результате имеем картину неравномерного потребления энергии. В этом случае, если установить выходное напряжение на подстанции (а они, как правило, недостаточной мощности) нормальным (220 Вольт), то летом и в выходные напряжение резко просядет и будет пониженным. Поэтому электрики изначально настраивают трансформатор на повышенное напряжение. В итоге зимой и в рабочие дни напряжение в поселках высокое или повышенное.
Вторая большая группа причин появления высокого напряжения — это перекосы по фазам при подключении потребителей. Часто бывает так, что подключение потребителей происходит хаотично без предварительного плана и проекта. Или в ходе реализации проекта или развития поселений происходит изменение значения потребления на разных фазах линии передач. Это может привести к тому, что на одной фазе напряжение будет пониженным, а на другой фазе — повышенным.
Третья группа причин повышенного напряжения в сети — это аварии на линиях электропередач и внутренних линиях. Здесь следует выделить две основные причины — обрыв нуля и попадание тока высокого напряжения в обычные сети. Второй случай — это редкость, случается в городах в сильный ветер, ураган. Бывает, что линия питания электротранспорта (трамвая или троллейбуса) попадает при обрыве на линии городских сетей. В этом случае в сеть может попасть и 300, и 400 Вольт.
Теперь рассмотрим, что происходит при пропадании «нуля» во внутренние домовые сети. Этот случай бывает довольно часто. Если в одном подъезде дома используется две фазы, то при пропадании нуля (например, нет контакта на нуле) происходит изменение значения напряжения на разных фазах. На той фазе, где сейчас нагрузка в квартирах меньше, напряжение будет завышенным, на второй фазе — заниженным. Причем напряжение распределяется обратно пропорционально нагрузке. Так, если на одной фазе нагрузка именно в этот момент в 10 раз больше, чем на другой, то мы можем получить на первой фазе 30 Вольт (низкое напряжение), а на второй фазе — 300 Вольт (высокое напряжение). Что приведет к сгоранию электрических приборов и, возможно, пожару.
Чем опасно низкое напряжение для бытовой техники
Высокое напряжение в сети опасно возможностью возгорания проводки и, как результат, пожаром. При этом если проводка выдержит, то бытовая техника, скорее всего, сгорит. Низкое напряжение менее радикально воздействует на технику, но при этом тоже наносит непоправимый вред. Основные проблемы, возникающие с электроприборами при низком напряжении:
- Двигатели и компрессорные установки страдают по причине перегрева обмоток в связи с повышенным пусковым током. К такому оборудованию можно отнести, например, холодильник.
- Низкая мощность сети меняет эксплуатационные характеристики, таким образом, бойлер буден гораздо дольше нагревать воду.
- Лампы, оснащенные нитью накала, светят гораздо хуже, а энергосберегающие и светодиодные не меняют яркость, но срок их службы значительно уменьшается.
- Электроника способна отреагировать выходом из строя своих компонентов.
Некоторые электроприборы попросту не включатся при низком напряжении. Лучше всего себя будут чувствовать те приборы, которые оснащены импульсными источниками бесперебойного питания.
Возможные случаи обрыва нуля в домашней однофазной сети
Неисправность может возникнуть практически в любом месте проводки, но наиболее часто повреждения возникают там, где электрик делал коммутацию проводов схемы в:
- распределительном щитке квартиры;
- распаечной коробке;
- розетке.
Также возможно разрушение слоя изоляции провода и обрыв нулевой жилы с созданием контакта на фазе.
Обрыв нуля в квартирном щитке
Неисправность может возникнуть на:
- вводном автоматическом выключателе;
- электросчетчике;
- нулевой шине.
Причиной обрыва может стать плохой контакт с проводом из-за:
- загрязнения рабочих поверхностей;
- недостаточного усилия ужима винтового соединения;
- надрезов металлической жилы провода.
Любая из них создает повышенное сопротивление на переходном участке, ведущее к излишнему нагреву, образованию нагара, постепенно переходящему в обрыв.
В этой ситуации на всех электроприборах квартиры пропадет напряжение, но фаза останется присутствовать.
Если хоть один выключатель освещения будет включен или в одну из розеток вставлен бытовой прибор, то фазный потенциал пройдет на второй контакт всех розеток через нулевую шину.
Придется осматривать возможные места повреждения и устранять неисправность.
Обрыв нуля в распаечной коробке
Неисправность с отсутствием напряжения проявится в том помещении, на которое работает распределительная коробка с оборванным нулем. Во всех других местах напряжение будет присутствовать.
Внутри старых распаечных коробок подключение проводов выполнялось скрутками и обматывалось изолентами. У нуля обычно требовалось делать больше соединений, а общая скрутка получалась толще. С этого косвенного признака проще делать прозвонку схемы для выявления нулевого потенциала электрическими методами.
Обрыв нуля может возникнуть и в проводе, соединяющем распределительные коробки. Для его замены часто требуется долбить стену и заменять кабель. Чтобы уменьшить трудозатраты проще создать новую магистраль, расположив ее по горизонтали и вертикали.
Обрыв нуля и замыкание на фазу в блоке розеток
Такая ситуация может создаться при неправильных работах по сверлению стен, забиванию гвоздей, вворачиванию саморезов без учета проложенных трасс электрической проводки, когда нарушается целостность изоляции жил и возникают короткие замыкания и обрывы провода.
Потенциал фазы появится на обоих контактах розетки без создания дополнительных шунтирующих цепочек.
Устраняется такая неисправность полной заменой неисправного участка проводки.
Для тех читателей, кто интересуется видеороликами по этой теме рекомендуем посмотреть работу Сергея Сощенко: «Две фазы в розетке.»
Обрыв нуля в трехфазной сети
Это как раз тот случай, когда внутрь домашней однофазной сети может проникнуть второй потенциал фазы и напряжение на всех бытовых приборах способно подскочить до линейной величины вплоть до 380 вольт.
Виновником такой аварии чаще всего выступает электроснабжающая организация, а страдают от нее все задействованные потребители. Рассмотрим вариант воздушного подключения к трехфазному вводу в частный дом.
Такие провода расположены открыто. имеют большую протяженность. Существует масса причин, по которым может возникнуть обрыв фазы. Их количество уменьшается при подключении электрическим кабелем, спрятанным в грунте, который чаще применяется для питания многоэтажных зданий. Но человеческий фактор и нарушение правил эксплуатации не стоит забывать… Обрыв нуля в трехфазной сети происходит периодически, его надо учитывать.
Работа трехфазной сети в нормальном режиме
В каждую квартиру с однофазной проводкой поступает одинаковое фазное напряжение.
Его величина 220 вольт прикладывается к различным сопротивлениям бытовых потребителей, которые периодически коммутируются к питанию случайным образом. В схеме протекают только токи от генераторного конца по фазным проводам к нагрузке и возвращаются через нулевой провод. Ток в ноле состоит из суммы трех токов всех фаз и обычно уравновешивается ими. Напряжение в фазах колеблется в пределах эксплуатационных нормативов.
Где источник?
При проживании в многоквартирном доме или в частном секторе возможный источник определяется следующим образом. Сначала опрашиваются соседи на предмет наличия у них той же проблемы. Если она имеется, то скорее всего виновником является поставщик. Если нет, то причины низкого напряжения стоит искать у себя.
Стоит попробовать отключить все электроприборы и измерить вольтметром напряжение на входе. Для этих целей вполне подойдет автомобильный тестер. Если показатели пришли в норму, а после обратного включения приборов напряжение вновь упало, причину следует искать у себя.
Плохие контакты на скрутке и его подгорание на вводе в дом также служат причиной, поскольку возникает дополнительное сопротивление. Любое падение напряжения ведет к выделению тепла. В перспективе этот факт может сулить перегорание проводки и даже пожар.
Если же вина лежит на поставщике, то гарантии быстрого возвращения показателей к норме немного. Зачастую вопрос остается без движения, поскольку его решение связано с весьма дорогостоящими мероприятиями на линии электропередач: заменой проводов на линии или всего трансформатора на подстанции.
Какой ущерб могут причинить скачки?
Электрическая сеть, напряжение в которой постоянно скачет, несет в себе угрозу для бытовых приборов. А так как бытовая техника очень дорогая, то вопрос о защите ее от резких перепадов на сегодня очень актуален. Если электросеть некачественная, то напряжение может достигать 380 В, а понижаться до 180 В. Это когда норма составляет 220 В с разрешаемой погрешностью в 10%.
Но такие допустимые отклонения могут причинить много неприятностей в жизни людей. Может для бытовой техники это влечет за собой лишь уменьшение срока эксплуатации, но для таких приборов, где важны точные значение – это уже большая проблема. Например, это может быть лабораторное либо любое медицинское оборудование, различное производственное оборудование. Скачки напряжения влекут за собой серьезные урон.
Как увеличить напряжение, если проблема в потребителе
Если в вашем доме неполадки с электричеством, нужно выяснить, почему падает напряжение в сети. Причины могут быть следующими:
- слишком маленькое сечение проводов;
- слабый контакт на участке электросети.
Если протяженность проводки превышает 100 метров, а сечение проводов составляет всего 16 миллиметров, будьте готовы к тому, что колебания на линии станут явлением обыденным и регулярным.
Самый лучший, он же самый затратный вариант решения проблемы (увеличить показатели) – замена всей проводки в доме.
Небольшое (до 16 мм) сечение проводов может стать причиной падения напряжения в сети. Чтобы исправить ситуацию, придется менять проводку во всем доме
Если беда с контактом, то именно он оказывает дополнительное сопротивление для тока. Соответственно, до электроприборов ток доходит в меньшем объеме, чем должен. Выход здесь один: чтобы увеличить показатели, надо менять участок цепи, ликвидировать аварийные контакты.
Проводка в доме в порядке? Ищите проблемы вне здания на участке от опоры ЛЭП до строения:
- неправильное соединение проводов, отходящих от ЛЭП, с теми, что ведут к дому;
- неполадки с вводным аппаратом, который преобразует напряженность высоковольтных линий в пригодное для бытового использования.
В первом случае часто, хотя это и является нарушением требований безопасности, медные провода соединяют с алюминиевыми. Делать этого нельзя ни в коем случае. Иначе показатели тока будут колебаться в большую или меньшую сторону. Медные провода соединены между собой обычной скруткой, а не клеммами? Вот и причина того, что низкое напряжение меньше 220 в. Клеммы или зажимы могут быть изготовлены из некачественных материалов, или срок их гарантийного обслуживания (обычно около 5 лет) истек. Тогда детали начинают плавиться, источают неприятный запах, их нужно срочно заменить на новые. Сделать это должны профессиональные электрики!
Если в неисправном состоянии сам вводный аппарат, а точнее, его выходы или входы, проверьте оборудование на работоспособность. Если оно вышло из строя, произведите срочную замену.
Напряжение в сети может падать из-за неисправного вводного автомата. Тогда агрегат нужно заменить на новый
Чем опасно высокое напряжение
Несмотря на то, что многие современные электроприборы оснащены импульсными источниками питания, это все равно не спасает их от высокого напряжения. Вследствие этого они могут преждевременно выйти из строя, а гарантия на такие электроприборы, не распространяется.
Наиболее всего повышенному напряжению подвержены ТЭНы, электроплиты и водонагреватели. Протекая через спираль данных электроприборов повышенный ток, серьёзно сокращает срок их службы. Неблагоприятным является высокое напряжение и для работы различных инструментов, а также другого оборудования, которое оснащено двигателями.
В первую очередь это: кондиционеры, холодильники, вентиляторы, тепловые насосы и т. д. Здесь в результате повышенного тока страдает обмотка якоря. Кроме того, сильные скачки напряжения приводят к росту потребляемого тока, поэтому сильно нагружается проводка в доме. Все это может привести к серьёзным проблемам, и даже стать причиной возникновения пожара.
