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

Как защитить технику от перепадов напряжения

Содержание

Содержание

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

Чем опасны перепады напряжения

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

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

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

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

Сетевые фильтры

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

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

Стабилизаторы напряжения

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

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

Источники бесперебойного питания (ИБП)

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

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

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

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

Реле напряжения

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

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

Защита от перенапряжения в частном доме

Довольно часто происходят поломки электрической бытовой техники, ведь любой электротехнический агрегат при создании рассчитывается на работу с определенным уровнем электроэнергии, т.е. на конкретные показатели силы и напряжения тока в сетях подключения. Поэтому при превышении этих норм может случиться аварийная ситуация.

Использование дорогостоящей домашней техники, агрессивные природно- атмосферные явления, не слишком высокий уровень прокладки линий электропередач делает жизненно необходимым для собственников квартир и домов принятие мер по защите от перенапряжения электросетей в частном доме и минимизации возможных последствий.

Откуда возникает перенапряжение

Планировка и строительство многих многоэтажек еще пару десятков лет назад производилась без прицела на сегодняшнее многообразие бытового электрооборудования: микроволновки, многокамерные холодильники, утюги высокой мощности и другие приборы, имеющие электрическое питание. Поэтому максимумы потребления электричества по утрам и вечерам пагубно влияют на работу всей электросети в любом жилище.

Электричество, текущее по кабелю или проводу, неспособному выдерживать такую нагрузку, способствует их ненормальному нагреву в дневные часы и охлаждению в вечерние. В силу законов физики, проводник ослабевает, поскольку он делается то шире, то уже. Контакты в щитке на первых этажах или в едином вводно-распределяющем устройстве в доме заметно ослабевают. Также нулевые контакты могут отгореть, что приводит к перепаду напряжения от 110 до 360 вольт на всех этажах, выше этажа с перегоревшими контактами.

Перенапряжение в электросети может произойти в результате попадания молниевого разряда в линию электропередач, подстанцию или элементы дома, при этом сила тока просто огромная, порядка 200 килоампер. При попадании в молниеприемник и дальнейшем прохождении молнии по контуру заземления в проводниковых материалах возникает электродвижущая сила, измеряемая в киловольтах.

Также вызвать резкий скачок напряжения могут сварочные работы или одновременное включение многими соседями электроприборов или подключение/отключение мощного потребителя. Для защиты дорогостоящей электротехники и всего частного дома необходима защита от перенапряжения в сети.

Особенности защиты домашней электропроводки

Организация защиты от возникающего высокого напряжения – один из ключевых вопросов при прокладке электросети в жилом доме. Осуществляется она с помощью особых трансформаторов и фильтров сети. Во многих домах на этажных щитках устанавливаются автоматические выключатели, которые защищают от электротоков при коротком замыкании и временных перегрузок.

Когда возможна высокая нагрузка, все устройства, защищающие сети от повышенного напряжения, должны иметь приспособления для автоотключения и выключатели, реагирующие на изменения показателей тока. Как правило, самая надежная защита от подобных скачков ставится на входном силовом проводе, поскольку именно он испытывает наибольшее воздействие во время пиков нагрузки.

Схема защиты от перенапряжения домашней электросети бывает простой и многоуровневой. Простая – представлена в основном реле перенапряжения в этажных щитках, а многоступенчатая (комбинированная, защищающая как от бытовых скачков напряжения, так и от импульсных, при грозах) – УЗИП, т.е. устройства защиты от импульсных перенапряжений. Такие устройства наиболее часто встречаются в частных домах.

Обратите внимание! Электронные приборы выходят из строя как из-за повышенного, так и из-за пониженного напряжения в сети (например, холодильники тяжело запускаются, что негативно сказывается на их дальнейшей работе).

Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание.

Чтобы не допустить негативных последствий, применяют следующие защиты, функционирующие по таким принципам:

• при резком внеплановом повышении напряжения происходит отключение электросхемы в доме или в квартире;
• вывода полученного сверхнормативного электрического потенциала от электроприборов путем перевода его в земляной контур.

Если напряжение поднимается незначительно (например, до 380 вольт), на помощь приходят различные стабилизаторы. Однако их защитные возможности довольно ограничены – они больше рассчитаны на поддержание заданных рабочих значений в электросетях.

При проектировании защиты для частного дома рассматривают различные конструкционные решения и их технические характеристики. Необходимо учитывать принципы формирования базы ограничителей перенапряжения (опн). Например, газонаполненные разрядники после того, как импульс прошел, пропускают через себя т.н. сопровождающий ток, напряжение которого сопоставимо с коротким замыканием. По этой причине они сами могут быть источником возгорания, и их нельзя применять для защиты от электрического пробоя.

Для домашних сетей чаще всего применяют варисторное устройство защиты (полупроводниковые резисторы) – реостаты, скомпанованные из варисторных «таблеток» из смеси оксидов цинка, висмута, кобальта и других. При штатном функционировании электросети такой автомат защиты допускает микроскопические утечки, а при проходе импульса повышенной вольтажности – способен мгновенно перестроиться на режим «туннеля» и «спустить» больше тысячи ампер за очень короткий промежуток времени, поскольку сопротивление на этом приспособлении снижается с возрастанием силы тока, после чего происходит быстрое возвращение к штатной «боевой готовности».

Классы стойкости электропроводки

Все электроприборы в бытовых зданиях разделяется по четырем основным категориям, в зависимости от максимально выдерживаемого перенапряжения:

• IV категория – до 6 киловольт;
• III категория – до 4 киловольт;
• II категория – до 2,5 киловольт;
• I категория – до 1,5 киловольт.

В соответствии с этими категориями выстраивается система защиты, которая сокращенно называется узо (устройство защитного отключения) с защитой от перенапряжения, в целях маркетинга их чаще всего называют ограничителями, используют и другие наименования. Ограничители монтируются по ходу движения возможного импульса. Так, на участке от вводного щитка идет 6-киловольтный импульс, в первой зоне он снижается ограничителем перенапряжения до 4 киловольт, в следующей зоне он падает до 2,5 киловольт, а в жилой зоне с помощью УЗИП III категории потенциал импульса снижают до 1,5 киловольт. Устройства защиты всех классов функционируют в комплексе, последовательно понижая потенциал до нормальных значений, с которыми легко справляется изоляция домашней электропроводки.

Важно! При неисправности хотя бы одного из звеньев этой защитной цепочки может возникнуть электропробой в изоляции, что приведет к выходу конечного электроприбора из строя. Поэтому необходимо периодически проверять исправность каждого элемента устройств защитного отключения.

Основные устройства системы защиты

Один из лучших способов спасти электросеть от скачков напряжения – монтаж стабилизатора, подходящего по техническим характеристикам. Это недешевые устройства, и не всегда они используются, поскольку напряжение в сетях и так бывает достаточно стабильным.

Также устранить нестабильность в работе сети помогают реле контроля напряжения. При обрыве нулевой жилы и замыкании в провисших кабелях такое реле способно включить защитные функции даже быстрее стабилизатора, нужно лишь 2-3 миллисекунды.

Такие реле очень компактны – для монтажа они требуют меньше места, чем стабилизаторы, легко ставятся на простейшую din-рейку, кабеля подключаются элементарно (в отличие от монтажа стабилизаторов, когда вынужденно вклиниваются в электросеть или устанавливают особый короб для него). Стабилизаторы заметно гудят, поэтому в жилых помещениях их устанавливать нежелательно, а вот реле работают практически бесшумно. Кроме того, аппараты, контролирующие разность электрических потенциалов, потребляют очень мало электричества. Цена на такие реле в несколько раз ниже тех, что сложились на стабилизаторы.

Принцип работы реле контроля состоит в том, что при постоянном поступлении электротока устройство определяет разность потенциалов и сравнивает ее с допустимыми значениями. Если показатели в норме, ключи остаются открытыми, и ток продолжает течь по сети. Если же проходит мощный импульс, происходит моментальное закрытие ключей и отключение подачи электроэнергии потребителям. Такая быстрая и однозначная реакция помогает обезопасить все подключенные бытовые агрегаты.

Дополнительная информация. Возвращение в штатный режим происходит с некоторой задержкой, регулируемой таймером. Это необходимо для того, чтобы крупные электроприборы, такие как холодильники, кондиционеры и другие, включились с соблюдением правил и технической настройкой.

Подключение реле производится по фазному кабелю, при этом нуль-кабель включается во внутреннюю схему для питания энергией.

Имеется два способа: сквозное подключение (по прямой) или с использованием прибора – контрактора для коммуникации. Оптимально подключать релейный механизм до подключения счетчика, чем обеспечится и его защита от перенапряжения. Однако, при наличии на приборе учета пломбы придется монтировать реле за ним.

Импульсные перенапряжения в электросети частных домов возникают из-за грозы с молниями или коммутационных скачков. Для безопасности электропроводки применяются специальные устройства УЗИП. Как правило, это ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН), стабилизаторы и реле контроля потенциалов. Конечно, обустройство такой системы – мероприятие затратное, однако его стоимость гораздо ниже дорогих электробытовых приборов.

Видео

Как защитить квартиру от превышения напряжения

От скачков напряжения перегорают лампочки, выходит из строя бытовая техника и даже может произойти аварийная ситуация в квартирной электропроводке. Повышенное напряжение наблюдается при перекосе фаз и других проблемах на линии. Давайте разбираться, как можно защитить электрооборудование квартиры от превышения напряжения.

Причины

Итак, по каким причинам происходит превышение напряжения в сети?

2. Импульсные перенапряжения или т.н. скачки напряжения.

3. Колебания, вызванные разницей нагрузки в разное время суток или время года.

Стоит отметить что в ГОСТ 29322-2014 сказано: «напряжение питания не должно отличаться от номинального напряжения системы больше чем на ±10%» что для 220В лежит в пределах 198-242В.

Перекос фаз

Происходит в результате полного отгорания нулевого проводника на вводе в дом, квартиру или от ТП, или сильного ухудшения его контакта. При этом все однофазные потребители, которыми в большинстве случаев являются квартиры, оказываются соединёнными последовательно на Uлинейное.

Тогда напряжение между ними распределяется по закону Ома, где в качестве сопротивления R выступает приведенное сопротивления подключенной в квартирах нагрузки. Если сказать простым языком, то там, где подключено мало приборов и они маломощные напряжение будет высоким, а где подключены мощные обогреватели – низким.

Кстати, при отгорании нуля на вводе характерно такое явление как «две фазы в розетках».

Импульсные перенапряжения

Часто возникают в результате включения отключения мощных электроприборов или их группы. К этой же причине относятся и сварочные работы, чаще всего такое случается в частном секторе, когда какой-нибудь домашний мастер в очередной раз решает «подварить» ворота или забор.

Также скачки в питающей сети могут возникать из-за плохого контакта на воздушной линии электропередач (ВЛЭП),

Из-за погодных условий, таких как ветер, метель, ливень, гроза также может «прыгать» напряжение. Это происходит из-за их воздействия на ВЛЭП.

Сезонные или суточные колебания

В разное время суток происходят колебания напряжения из-за того, что изменяется нагрузка, например, вечером, когда люди приходят с работы они включают электроплиты, обогреватели и другие электроприборы, ток возрастает и в результате происходят просадки напряжения, а ночью, когда все спят и нагрузка уменьшается – напряжение может наоборот быть повышенным.

Летом также может повышаться напряжение, потому что отключаются электрокотлы и прочая техника. Хотя в городах летом наблюдаются просадки напряжения в связи с тем, что повсеместно начинают работать кондиционеры.

Если сказать простым языком, то колебания напряжения обусловлены тем, что на подстанции есть возможность регулировки напряжения либо с помощью переключения проводов к отводам обмоток, либо с помощью специальных систем. Так для того, чтобы обеспечить какой-то усредненный уровень напряжения под определенной нагрузкой и устанавливается определенное его значение. В результате, когда нагрузка большая – оно может проседать, а когда нагрузка маленькая – наоборот, повышаться.

Последствия

В результате длительных повышенных напряжений на нагревательных приборах выделяется большая мощность, что сокращает срок службы. При значительных превышения могут выходить из строя полупроводниковые и другие электронные компоненты бытовой техники – диоды, транзисторы и конденсаторы входных фильтров.

Последствия импульсных перенапряжений в сущности такие же, но амплитуда импульсов в этом случае может достигать нескольких киловольт.

Вероятны разные развития событий:

Перегорание предохранителей электроприборов;

Выход из строя компонентов схемы;

Срабатывание автоматических выключателей;

В самых негативных случаях возможны и возгорания.

Способы защиты

Чтобы обезопасить квартиру от превышения напряжения используют либо стабилизаторы, которые нормализируют напряжения до нормального уровня, либо отключают питание при критических параметрах сети.

В связи с этим можно выделить два вида приборов:

Регулирующие (стабилизаторы или ручные ЛАТРы);

Коммутирующие (РКН, РН, УЗМ и пр.).

Рассмотрим их особенности по отдельности.

Реле напряжения

Под названием «реле напряжения» на современном рынке представлено множество устройств, начиная от «безымянного» Китая, заканчивая популярными и общепризнанными моделями, так можно выделить следующие:

Есть встроенное реле для отключения цепи;

Следит за напряжением в сети;

Вы можете установить верхний и нижний предел допустимых напряжений питания;

Когда напряжение в электросети станет больше или меньше установленных пределов – реле отключится и защищаемая цепь обесточится. Это может быть, как отдельный электроприбор, так и вся квартира;

Не спасает от импульсных перенапряжений;

Защищает только от повышенного или пониженного напряжения.

В зависимости от модели, устройство может работать как реле:

Максимального и минимального напряжения.

Такой функционал позволяет обеспечить защиту только от повышенного или пониженного напряжения, что уменьшит число отказов или отключений электроустановки. В некоторых случаях пониженные значения питающей сети являются допустимыми для работы, а в некоторых наоборот (например, электродвигателя не «любят» пониженного напряжения – сильно снижается момент и растёт ток).

По исполнению бывают:

Для установки на DIN-рейку в электрощит;

Для подключения в розетку (розеточные реле).

По числу фаз – однофазные и трёхфазные. При сборе трёхфазного щита также можно использовать три однофазных реле напряжения.

Оба исполнения одинаково хороши – розеточным реле можно обезопасить отдельное устройство, например, установив прибор для защиты холодильника, или группу устройств, например, компьютер подключенный через удлинитель.

Рассмотрим некоторые популярные модели для монтажа на DIN-рейку:

РН-106 или РН-104 – модели отличаются только номинальным током – 63 и 40 А соответственно. Диапазон регулирования срабатывания по Umin (минимальное напряжение) от 160 до 210 В, а по Umах от 230 до 280В. Также настраивается время, через которое произойдет автоматическое повторное включение (также называют АПВ или задержка включения) – от 5 до 900 с. У прибора удобные и интуитивно понятные органы регулировки.

Схема подключения довольно стандартна для аналогичных приборов.

РН-111М и РН-113М – это реле напряжения от того же производителя, но более позволяет применять его в большем диапазоне задач, ограничивать только максимальное или минимальное напряжение, или оба порога срабатывания. Главное 111 и 113-й модели – номинальный ток 16 и 32А соответственно, а также РН-113М занимает на 1 модель в щите больше чем 111М. Остальные характеристики у него, как и остальных устройств этого типа подобны.

Обратите внимание, что у устройства цепь питания отделена от исполнительной цепи, а на выходе стоит реле с нормально-замкнутым контактом, что также позволяет реализовать большее число схем защитной автоматики.

На примере РН-113М схема подключения может быть выполнена в двух вариантах, в зависимости от выполняемой функции (ограничение верхнего, нижнего или обоих уровней напряжения). Для РН-111М – аналогично.

Учтите, что реле напряжения должно быть установлено в цепи защищенной автоматическим выключателем (на схеме QF), поскольку функции защиты от перегрузки в подавляющем большинстве моделей нет.

Для увеличения мощности, которую коммутирует реле – используйте контактный пускатель, подключив его катушку вместо нагрузки, а саму нагрузку к силовым контактам КМ.

УЗИП и ОИН

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) используется для защиты не от повышенного напряжения, а от высоковольтных скачков (импульсов). Представляют собой устройства, которые при возникновении импульсного перенапряжения величиной в несколько киловольт сбрасывают энергию импульса на землю.

Пример такого устройства является ОИН – ограничитель импульсных перенапряжений. Внутри которого установлен варистор.

Как уже было сказано, устройство подключается между фазным и защитным проводником. В случае использования системы TN-C (без заземления) – допускается установка между фазой и нулем после автомата.

Главным недостатком перечисленных устройств является то, что они условно одноразовые. Если энергия высоковольтного импульса была больше той, что может рассеять варистор в ОИН, то он выйдет из строя.

Но учтите, что установка таких приборов как УЗИП должна быть проведена только после консультации с опытным электриком. Поскольку сам по себе прибор может представлять опасность, если установлен, например, до автоматического выключателя, тогда ток КЗ, в случае пробоя УЗИП будет очень высоким, а отключить цепь сможет только ближайший автоматический выключатель, и будет очень плохо, если последний окажется аж в КТП. Также нельзя забывать и о том, что УЗИП может сработать и по причине естественного старения.

УЗМ

Хочется сказать отдельное слово о таких устройствах как УЗМ-50Ц и его аналогах производства ЭКМ «МЕАНДР», это комбинированное устройство, оно обеспечивает и функции реле напряжения, и защиты от высоковольтных импульсов, и вольт-амперметра. При этом производитель рекомендует использовать его совместно с полноценным УЗИП. Это обусловлено малой мощностью варистора. Технические характеристики приведены ниже:

На корпусе прибора кроме органов управления (двух кнопок) расположен трёхразрядный индикатор, на котором выводятся параметры при настройке, состояние и текущее напряжение, ток или потребляемая мощность.

Схема подключения достаточно простая, она приведена ниже.

Стабилизатор

И наконец для обеспечения стабильного напряжения в бытовой сети, а также защиты от скачков напряжения применяются стабилизаторы напряжения. Они бывают:

Самый дешевый вариант – релейные, а самый дорогой – инверторные. Стоит отметить что феррорезонансные приборы в настоящее время используются редко. Они использовались во времена СССР для питания телевизоров. Одним из популярных производителей является отечественная «РЕСАНТА», пример продукции которой вы видите ниже.

Релейные, электронные и электромеханические стабилизаторы построены на базе автотрансформатора, отличается лишь способ переключения отводов от его обмоток. Переключение может осуществляться с помощью:

сервопривода и подвижной щетки (электромеханические);

Подробнее мы рассматривали их принцип работы и виды в статье – Сетевые стабилизаторы напряжения 220В

Если кратко, то стабилизатор сетевого напряжения – это устройство, которое поддерживает одинаковое значение выходного напряжения при изменении входного, в установленных конструкцией пределах. Регулировка происходит плавно (сервоприводные приборы) и с заданным шагом (релейные или электронные).

По мощности эти приборы бывают как маломощные – на 500 Вт, для питания отдельных приборов, так и способные защитить всю квартиру – мощностью больше 10 кВт. По количеству фаз – однофазные и трёхфазные. На фото ниже вы можете наблюдать трёхфазную модель «РЕСАНТА АСН-15000/3-ЭМ», мощностью в 15 кВт.

Заключение

Посетители часто спрашивают «что лучше стабилизатор или реле напряжения?». На этот вопрос нельзя дать однозначный ответ, поскольку это разные приборы. Но если вы установите реле напряжения перед стабилизатором, то обезопасите не только электросеть вашего дома, но и сам дорогостоящий стабилизатор. В то время как для защиты отдельных электроприборов можно использовать как стабилизаторы, так и розеточные реле напряжения, так и эти устройства в паре.

Активные и пассивные системы защиты от молнии

Молния — опасное природное явление, способное повлечь разрушительные последствия в случае попадания в какой-либо объект. В результате поражения предмета или человека молния создает мощную тепловую энергию, которая становится причиной пожаров, а при попадании в человека вызвать серьезные увечья или летальный исход.

Защита от молнии — важнейшая задача, которую необходимо решить, чтобы обезопасить здоровье проживающих в доме жильцов и сохранность имущества.

Разновидности защитных систем

Существует два основных типа молниезащиты — внутренняя и внешняя. Внутренняя защита подразумевает комплекс мероприятий, направленных на предотвращение перенапряжений в электрических системах здания.

Внешняя защита нацелена на непосредственную нейтрализацию заряда молнии. В свою очередь внешнюю защиту принято подразделять еще на два вида — активную и пассивную. Активная защита основывается на ионизации воздуха молниеприемником в окружающей среде, в результате происходит перехват заряда молнии и его нейтрализация. Пассивная молниезащита отводит заряд молнии в другую среду (в землю).

Активная внешняя защита

Основной компонент активной защиты — активный молниеприемник. Устройство откликается на возрастание напряженности электромагнитного поля, появляющегося вследствие приближения грозы. В составе системы есть конденсаторы, которые заряжаются от напряжения, наведенного грозовым фронтом на антенны прибора. Как только показатель достигает 12 – 14 кВт, разрядники пробиваются, в результате чего формируется короткий высоковольтный импульс (свыше 200 кВт). Полярность импульса обратно пропорциональна полярности грозового фронта. Импульс многократно увеличивает защитную зону молниеприемника.

Активные системы актуальны, когда использование традиционных молниезащитных приспособлений нецелесообразно в силу каких-либо причин. Особенно часто активную защиту применяют в морских портах, на строительных объектах, в местах скопления значительного количества людей.

Достоинства активных систем защиты:

1. Увеличенный радиус действия в сравнении с пассивными защитными комплексами.
2. Высокий уровень защищенности.
3. Автономность работы. Нет необходимости в сторонних источниках питания.
4. Активация системы только при наличии реальной угрозы приближения грозового фронта.

Главный недостаток активных систем — высокая стоимость в сравнении с традиционным способом организации защиты от ударов молнии.

Пассивная внешняя защита

Это наиболее распространенный способ защиты, который состоит в отводе разряда молнии в землю. Система отличается конструктивной простотой и при правильном подходе может быть сконструирована своими руками, без помощи специалистов.

Однако при возведении придется принять во внимание некоторые нюансы, включающие особенности материала кровли, тип крыши, разновидность грунта. Система потребует затрат на ежегодную профилактическую проверку. Пассивная защита включает три компонента — молниеприемник, токоотводы и заземлитель.

Молниеприемник

Устройство грозозащиты представляет собой стержень из металла, изготовленный из стали, меди или алюминия. На молниеприемник приходится разряд молнии. Исходя из этого факта, приемник располагают на максимально высоком участке кровли.

Существует три типа молниеприемников:

1. Стержневой — наиболее простой тип приемников. В качестве стандарта признан металлический штырь диаметром от 10 до 20 миллиметров и длиной более 2,5 метра. Подойдет металлическая труба с заваренными торцами. Количество штырей зависит от размеров защищаемого здания: для домов площадью до 200 квадратных метров достаточно пары стержней, установленных в 10 метрах друг от друга. Чтобы разряд не перекинулся на здание, громоотводы устанавливают на кровле с помощью деревянных брусков или особых фиксаторов. Возможен вариант монтажа приемников на выделенной опоре около здания или даже на дереве. В любом случае молниеприемник должен находиться выше уровня крыши здания.
2. Тросовый приемник, где в качестве отвода применяется трос, протянутый между парой подпорок. Трос идет к токоотводу и заземлителю. Тросовый молниеприемник актуален для временных строений и для шиферных крыш. Важное условие: трос не должен соприкасаться с кровлей.
3. Сеточный приемник — самая сложная защита от грозы в плане установки. Применяется на кровлях из металлочерепицы. Представляет собой сетку, сотканную из алюминиевой или стальной проволоки. Сечение проволоки — от 6 миллиметров и более. Сетку растягивают по всей площади кровли таким образом, чтобы ячейки сформировали квадрат размером приблизительно 6 на 6 метров. Сетка не должна соприкасаться с крышей, поэтому ее фиксируют на специальных опорах из древесины или другого токонепроводящего материала на высоте 6 – 10 сантиметров.

Токоотводы

Устройство представляет собой проводник из металла, призванный соединять молниеприемник с заземлителем. Задача токоотвода — передача электрического разряда от приемника к заземляющему устройству. Количество отводов зависит от количества молниеприемников.

В качестве отвода обычно используют стальную проволоку диаметром 6 и более миллиметров. Подойдет металлическая лента толщиной от 2 миллиметров и шириной от 30 миллиметров. Токоотвод соединяют с приемником болтами, пайкой или сваркой.

При наличии стен из кирпича или пеноблока (т. е. стен из негорючего материала) токоотвод фиксируют вдоль стены. Токоотвод обычно стараются проложить в неприметном месте, чтобы устройство не портило внешний вид стены. При выборе места следует избегать участков в непосредственной близости от окон и дверей.

Заземлитель

Заземление включает закопанные в грунт металлические заземлители. Все заземляющие устройства объединяют металлическими шинами в едином контуре. Наиболее простым заземлителем считаются пара прутов, вкопанных в землю на глубину 2 – 3 метра. Расстояние между прутами — от 3 метров и более. Соединение прутов осуществляется на глубине 50 – 80 сантиметров под землей. Токоотвод присоединяют к этой перемычке.

В случае с высоким уровнем грунтовых вод рекомендуется располагать заземляющее устройство горизонтально на глубине от 80 сантиметров. В качестве заземлителя лучше использовать металлический уголок или полосу.

Обратите внимание! Затраты на создание молниезащиты можно уменьшить, если использовать железобетонный фундамент как часть защитной системы. Для этого арматуру фундамента соединяют с молниеприемниками. В результате получается естественное заземляющее устройство.

Сечения проводников

Для каждого из элементов системы используют проводники разных сечений. Наименьшие допустимые сечения указаны в таблице:

Материал	Рекомендованное сечение
	Токоотвод	Заземлитель
Сталь	50 квадратных мм/RD8	50 квадратных мм/RD8	80 квадратных мм/RD10
Алюминий	70 квадратных мм/RD10	25 квадратных мм/RD6	Не применяется
Медь	35 квадратных мм/RD6	16 квадратных мм/RD6	50 квадратных мм/RD8

Внутренняя защита

Данный вид защиты состоит в использовании устройства защиты от импульсных перенапряжений (сокращенно УЗИП). Перенапряжение возникает в результате воздействия электрического поля, созданного грозовым зарядом.

Токи, появляющиеся вследствие удара молнии, проходят по индуктивным и резисторным связям, что создает перенапряжение. В результате этого физического явления выходят из строя микросхемы, просто расплавляясь. Величина перенапряжения определяется от места удара молнии. Различают два типа перенапряжений:

1. Первый тип связан с прямым ударом молнии. Это самый опасный тип перенапряжения.
2. Второй тип характеризует последствия непрямого удара. В этом случае негативные воздействия возможны, однако сила удара меньше в 10 – 20 раз по сравнению с прямым ударом.

В целях защиты от перенапряжений на подстанциях и воздушных линиях используют разрядники и ограничители. В частных домах применяют упомянутый выше УЗИП. Данные устройства подразделяют на однофазные однополюсные и двухполюсные. Первые рассчитаны на 220 Вольт, к их верхнему контакту присоединяют фазу, а к нижнему — заземление. В двухполюсных моделях к верхнему дополнительному контакту присоединяется еще и ноль. Для 380-вольтных щитов применяют трехфазные УЗИП с тремя верхними контактами на три фазы.

Эффект действия УЗИП основан на снижении сопротивления в случае перенапряжении и отводе энергии импульсов в землю. При обычном уровне напряжения сопротивление значительно выше.

УЗИП подключают к домовому электрическому щиту. Счетчик электроэнергии и автоматы подключают после УЗИП. При подключении с заземлительным контактом соединяют заземлительный провод, а с фазным контактом — фазный проводник. Далее осуществляют соединение со счетчиком или вводным автоматом.

Методы крепления элементов

Тросы и провода приемников монтируют по одной из двух схем:

• с применением натяжной системы (натягивают на молниеприемную мачту);
• с помощью дистанционных фиксаторов.

Натяжной способ сопряжен с монтажом жестких анкеров у основания здания, на его стенах или кровле. Между анкерами протягивают трос, фиксируемый специальными зажимами. Между анкерами соблюдают расстояние 20 – 30 м. На плоских кровлях приемники оснащают дистанционными устройствами (например, кронштейнами) для поддержания определенной дистанции между тросом и крышей.

На плоских крышах и стенах применяют угловые самозабивные фиксаторы, закрепляемые дюбелями. На крутых склонах кровли задача фиксации затрудняется, поэтому предпочтение отдается более приспособленным для этих целей коньковым зажимам. Такие зажимы специально выпускаются под цвет черепицы, что позволяет соблюсти внешнюю привлекательность кровли.

Молниеприемники и токоотводы соединяют между собой винтовыми зажимами. Детали бывают стальными (оцинковка), медными или латунными.

Проверка работоспособности системы

Для проверки системы на эффективность работы проводят испытания заземлительного контура, что позволяет выяснить уровень переходного сопротивления молниеотводов. Проверке подлежат все установленные системы защиты от ударов молнии.

Существуют нормативные документы, где устанавливаются сроки, с соблюдением которых проводятся проверки. Регулируется периодичность проверок: для первой и второй категорий — ежегодно, для третьей категории — один раз в три года. Однако и для третьей категории предусмотрена ежегодная проверка болтовых соединений на переходное сопротивление. Контуры заземления проходят внешний осмотр каждые полгода. На ежегодной основе осуществляется частичное вскрытие грунта для осмотра системы.

Суть испытательного процесса состоит в проведении внешнего осмотра и замерах показателя сопротивления. Внешний осмотр касается контактов между токоотводами и приемниками. Места сварных соединений простукивают молотком, чтобы проверить их прочность.

Согласно нормативам, допускается значительное превышение показателя сопротивления, но не более чем в пять раз от данных приемо-сдаточного тестирования. Замеры производятся с помощью специализированной техники, сертифицированной для таких работ.

Советы по эксплуатации системы

Чтобы молниезащита находилась в исправном состоянии, рекомендуется придерживаться ряда правил:

1. После окончания зимы проверять все компоненты системы на способность выполнения своих функций.
2. Отслеживать появление следов коррозии на металле. В случае потребности менять детали на новые.
3. Один раз в два-три года прокрашивать элементы молниезащиты, прочищать контакты. При необходимости подтягивать проволоку, чтобы не допускать ее провисания.
4. Каждые пять лет вскрывать заземление с целью проведения профилактического осмотра и обслуживания.

Изготовление защиты своими руками

При желании защитную систему реально сделать самостоятельно. Понадобится стальная проволока диаметром от 6 миллиметров. Необходимо наличие сварочного аппарата и умение работать с ним, поскольку все стыки должны быть надежными.

В примере рассмотрим схему защиты для неметаллической кровли. Подготовленную сетку укладывают на крыше и соединяют токоотводом и заземлителем. Понадобится установить два изолятора, надетых на металлический трос. Готовую конструкцию размещают выше уровня крыши: примерно в 25 – 30 сантиметрах от конька.

После закрепления проволоки вокруг одной из труб следует подготовить петлю, которая в дальнейшем послужит для выполнения соединения с молниеприемником. Соединение выполняется путем пайки или сварки. Допустимы болтовые соединения.

Устройство грозозащиты для металлической крыши представляет собой штырь любой формы (круглой, прямоугольной, квадратной и т. п.). Штырь должен обладать достаточной прочностью, так как в будущем на него придутся серьезные нагрузки при ударах молнии. Важно отслеживать, чтобы штырь не окислялся (изделия из меди или оцинковки). Нельзя красить молниеприемник. Наименьшее допустимое сечение штыря — 1,2 сантиметра. Если применяется полая труба, один ее конец следует заварить.

При создании защитной системы рекомендуется соблюдать следующие рекомендации:

1. Выбирать только качественные материалы. Медь, алюминий или латунь лучше стали подходят для выполнения задачи, так как последняя склонна к коррозии.
2. Стальное заземление необходимо регулярно проверять на предмет ржавления.
3. Вместо одного металлического стержневого молниеприемника лучше поставить несколько — это усилит защитные характеристики системы. Для частного дома средних размеров достаточно двух-трех стержней.
4. При выборе длины стержней рекомендуется исходить из глубины промерзания грунта в регионе. Стержень должен уходить в землю глубже уровня промерзания на 20 – 30 сантиметров.
5. Соединять стержни нужно исключительно токопроводящими материалами.
6. Нельзя просто прикрутить проволоку к стержню с расчетом, что это и есть правильное соединение. Понадобятся обжимные гильзы и сварочные работы.
7. Токоотводы нужно располагать в местах, недоступных для детей или домашних животных.
8. Чем больше площадь контакта заземляющего устройства с грунтом, тем выше качество заземления.
9. Заземление лучше устраивать в месте, где регулярно накапливается влага. При необходимости к участку, где произведена установка заземляющего контура, можно подвести сток.

Создание системы защиты от ударов молнии требует определенных знаний и навыков. Если уверенность в собственных возможностях недостаточная, лучше поручить выполнение работ специалистам.

Защита домашней электропроводки от грозовых перенапряжений

Грозовой разряд очень опасен, так как его величина может достигать нескольких сотен тысяч вольт. После каждой грозы выходит из строя техника, повреждаются линии электропередач, а также могут пострадать люди. Куда ударит молния определить нельзя, поэтому ошибочно полагать, что это явление обойдет стороной ваш дом.

Молния может ни разу не попасть в тот или иной участок электросетей и соответственно опасность грозы может недооцениваться. Если молния за несколько лет ни разу не попала в тот или иной участок электросети, то это не значит, что такая возможность исключена.

Возникновение в бытовой электросети грозового перенапряжения при отсутствии соответствующей защиты приведет к выходу из строя бытовых электроприборов, включенных в тот момент в сеть, а также существует опасность того, что пострадают жители дома. Следовательно, необходимо позаботиться о защите домашней электропроводки от грозовых перенапряжений, чтобы избежать возможных негативных последствий.

Прежде всего, следует отметить, что защиту от перенапряжений должны обеспечивать снабжающие организации путем установки на линиях электропередач соответствующих защитных устройств. Но, как часто бывает на практике, большинство воздушных линий электропередач находятся в неудовлетворительном состоянии и не имеют должной защиты от возможных перенапряжений. В таком случае вопрос защиты домашней электропроводки от возможных перенапряжений – это проблема самих потребителей.

Модульные ограничители перенапряжений

Для защиты электросетей на распределительных подстанциях, а также непосредственно на воздушных линиях электропередач применяются нелинейные ограничители перенапряжений, так называемые ОПН.

Основной конструктивный элемент данных защитных устройств – варистор, элемент с нелинейными характеристиками. Нелинейность характеристик заключается в изменении сопротивления варистора в зависимости от величины приложенного к нему напряжения.

В нормальном режиме работы электросети, когда напряжение находится в пределах номинальных значений, ограничитель напряжения имеет большое сопротивление и не проводит ток. В случае возникновения импульса перенапряжения, который возникает при попадании молнии в провода электрической сети, сопротивление варистора ОПН резко снижается до минимальных значений и нежелательный импульс уходит в заземляющий контур, к которому подсоединен ограничитель перенапряжения.

Таким образом, ОПН ограничивает скачки напряжения до безопасного уровня, тем самым защищая оборудование и потребителей от повреждения и других негативных последствий перенапряжений.

Для реализации защиты от перенапряжений в домашней электропроводке существуют компактные модульные ограничители перенапряжений. Такое защитное устройство устанавливается в домашний распределительный щиток и не занимает много места.

Модульный ОНП имеет такой же принцип работы, как и ограничители, применяемые в электросетях. Соответственно он будет работать только при наличии рабочего заземления электропроводки. В противном случае установка модульного ОПН будет бесполезна, так как в случае возникновения перенапряжения в сети опасный импульс не будет ограничен.

То есть для реализации защиты домашней электропроводки от грозовых перенапряжений при помощи модульного ограничителя перенапряжений обязательным условием должно быть наличие работоспособного заземления, предусмотренного конфигурацией электрической сети или же индивидуального заземляющего контура.

Реле напряжения

Что касается реле напряжения, а также устройств, имеющих соответствующую функцию (стабилизатор, источник бесперебойного питания и др.), то следует учитывать, что данные устройства могут работать в заданных пределах рабочего напряжения, их изоляция не способна выдерживать высокие напряжения.

Поэтому в случае попадания молнии грозовой импульс повредит реле напряжения и другие устройства, имеющие соответствующую функцию, не только выйдут из строя, но также повредятся другие электроприборы, включенные в сеть, так как опасный импульс пойдет дальше по электропроводке и включенным в сеть бытовым электроприборам.

То есть реле напряжения не может выполнять функцию защиты от грозовых импульсов. Но все же данное защитное устройство должно быть установлено в домашнем распределительном щитке.

Реле напряжения осуществляет отключение электропроводки в случае выхода напряжения за границы допустимых пределов, так как чрезмерное снижение или увеличение напряжения бытовой электрической сети может привести к выходу из строя бытовых электроприборов.

Сетевые фильтры

Большинство сетевых фильтров имеют встроенный варистор, то есть данные устройства осуществляют защиту включенных электроприборов от скачков напряжения. Многие люди приобретают сетевой фильтр и считают, что включенная в него техника будет защищена от возможных перепадов напряжения. Но при этом в большинстве случаев не учитывается тот факт, что варистор сетевого фильтра, как и в ограничителе напряжения, ограничивает опасный импульс перенапряжения только при наличии рабочего заземления электропроводки.

В сетевом фильтре варистор соединяет фазный или нулевой проводник электропроводки с защитным заземляющим проводником и в случае возникновения перенапряжения опасный импульс уходит в заземляющий контур по заземляющему проводнику, тем самым защищая электроприборы от повреждения. Поэтому включение сетевого фильтра в сеть, не имеющую рабочего заземления, сводит на нет защитную функцию – бытовые электроприборы не будут иметь защиты и в случае возникновения грозового импульса выйдут из строя.

Другие пути попадания грозовых импульсов

Защита домашней электропроводки от попадания грозовых импульсов не позволяет полностью защитить электроприборы от попадания молнии. Не стоит забывать, что молния может ударить не только в провода электрических сетей, но и в кабельные линии другого назначения, которые проложены открытым способом. В данном случае речь идет о сетевом кабеле интернета, телевизионном и телефонном кабеле. Также молния может попасть в установленную вне помещения антенну.

При попадании молнии в кабель или антенну грозовой разряд попадает в устройство, которое к ним подключено. То есть можно сделать вывод, что наличие защиты бытовой электрической сети от грозовых импульсов не исключает попадание опасных импульсов другим путем.

Многие люди при приближении грозы сразу отключают от сети телевизор, компьютер или другую технику, которая имеет внешнюю антенну или подключена к внешним кабельным сетям. После грозы, включив технику в сеть оказывается, что она вышла из строя по причине попадания грозового импульса через внешний кабель или антенну.

Какие меры защиты существуют в данном случае? Чтобы исключить возможное попадание грозового импульса через кабель необходимо его отключить от устройства. Например, отключить сетевой кабель от компьютера или маршрутизатора, либо если идет речь о телевизоре – отключить антенный кабель или кабель кабельного телевидения.

Существуют также специализированные грозозащитные устройства для защиты сетевых кабелей и устройств от разрядов молнии. Но данные устройства достаточно дорогие и соответственно в быту не используются. Более того, они могут оказаться вовсе неэффективными и не обеспечить защиту в случае необходимости.

В заключении следует отметить, что попадание разряда молнии в бытовые электроприборы, электропроводку очень опасно для людей, находящихся в данный момент в непосредственной близости к данным электроприборам, элементам электропроводки. Если бытовой электроприбор, поврежденный разрядом молнии, можно отремонтировать либо приобрести новый, то для человека это может закончиться плачевно.

Также не исключено возгорание техники или электропроводки в результате попадания грозового импульса. Следовательно, нельзя пренебрегать защитой домашней электропроводки от грозовых перенапряжений, а также стараться по возможности отключать сетевые кабели и внешние антенны в случае приближения грозы.

Что нужно, чтобы обезопасить дом от молнии?

Достижения современной техники способны сделать жизнь в частном доме по-настоящему комфортной. Сейчас нет необходимости топить печь, чтобы в доме стало теплее, и греть воду, чтобы помыться: в домах устанавливают котлы отопления и бойлеры, холодильник и стиральная машина. Во многих домах есть кондиционеры. И, конечно, почти в каждом частном доме сегодня есть телевизор…
Увы, всей этой техники легко лишиться.

А стоит ли опасаться молний?

Может показаться, что попадание молнии – редчайшая ситуация. Но это не так. Каждый год это явление природы становится причиной не менее чем 500 пожаров. А сколько приборов ежегодно выходит из строя под ее воздействием! Это влечет за собой соответствующие расходы – россияне тратят до 100 миллионов рублей на то, чтобы устранить ущерб, нанесенный таким электрическим разрядом.
А ведь затрат так легко было бы избежать! Достаточно приобрести качественную систему молниезащиты, которая предотвратит случайное попадание молнии в ваш дом и защитит дорогое оборудование от перепадов напряжения.
Компания ДКС – признанный производитель готовых комплексных решений. Для защиты частного дома компания предлагает комплекты для внешней молниезащиты, выпускаемой под брендом “Jupiter”. Задача системы “Jupiter” – предотвратить попадание молнии в дом, отвести ее в землю и рассеять. Кроме того, система предотвращает перенапряжение, уравнивая потенциалы между проводящими ток элементами, расположенными на частной территории.

Система внешней молниезащиты

Какова задача внешней молниезащиты? Такие системы защищают от возгорания, которое может возникнуть из-за попадания молнии в объект. Впрочем, для некоторых зданий разряд молнии не опасен – если кровля выполнена из стального (толщина не менее 4 мм), медного (толщина не менее 5 мм, алюминиевого листа (толщина 7 мм), таким зданиям не нужна специальная защита.
Но чаще всего толщина металлической черепицы или профиля – меньше, поэтому большинству зданий дополнительная защита все-таки требуется.

Внешняя молниезащита состоит из следующих элементов:

• молниеотводы (молниеприемники) – именно они принимают на себя удар молнии;
• опуски (токоотводы) – по ним ток стекает к заземлителю;
• заземлители – они обеспечивают рассеивание электрического разряда в земле;
• соединители – эти элементы применяются для соединения компонентов системы друг с другом;
• держатели – с их помощью элементы фиксируются на фасаде и кровле.

Чаще всего молниеотводом служит молниеприемная сетка или трос. Материал для изготовления сетки – проволока из устойчивых к коррозии металлов. Например, алюминия, меди, нержавеющей стали, или стали, защищенной методом горячего цинкования.

УЗИП или Внутренняя молниезащита

Внешней защиты недостаточно, чтобы дом был в безопасности. Электрический разряд молнии несет угрозу электрооборудованию. Из-за молнии возникают скачки напряжения, выводящие из строя как бытовые приборы, так и электронику. Предотвратить повреждение оборудования позволяет использование УЗИП – устройств защиты от импульсных перенапряжений. Они относятся к системе внутренней молниезащиты и устанавливаются либо на входе электрических линий в дом – в распределительные щиты, либо в щитки, находящиеся в самом доме.
Как это работает? В случае возникновения перенапряжения сопротивление защитных элементов снижается, и импульсы перенапряжения отводятся на систему заземления. Это позволяет предотвратить перегрузки и выход электроприборов из строя. УЗИПы рассчитаны на многоразовое использование – до 20 срабатываний. Если устройство вдруг выйдет из строя – вы об этом узнаете: сменный модуль поменяет цвет на красный.

Защищаем частный дом от молнии

ДКС предлагает уже готовый комплект, в который входит все необходимое для молниезащиты частного дома – даже держатели и соединительные элементы. Монтаж при желании можно произвести самостоятельно. Для этого потребуется:

1. Установить молниеприемную сетку
Для этого потребуется стальной пруток (минимальный диаметр – 8 мм). Пруток нужно уложить по кровле таким образом, чтобы получились квадраты (сторона 12 м2). Если общая площадь кровли вашего дома меньше 12 м2, то прутки достаточно зафиксировать по краям фасада и вдоль конька кровли.
Важно, чтобы узлы получившейся сетки были соединены электрическим контактом с помощью болтовых соединителей. При необходимости можно прибегнуть и к сварному соединению, но сварка повреждает антикоррозионное покрытие, что негативно влияет на срок службы.
Для крепления сетки на кровле нужно использовать пластиковые или металлические держатели. Для плоских кровель подходит пластиковый вариант, а для скатных – металлический. Шаг установки держателей – не более 1 м.
Выступающие элементы кровли нужно присоединить к молниеприемной сетке. Если выступают неметаллические элементы, нужно будет дополнительно установить молниеприемники. При этом зона защиты молниеприемных мачт – конус, вершина которого совмещена с верхней точкой молниеприемника.

2. Установить токоотводы
Токоотводы – это опуски к заземлителя от молниеприемника. Они изготавливаются из полосы или прутка-катанки и закрепляются на фасаде (для этого применяются держатели – на каждый метр нужно не менее 1 штуки).
Токоотводы нужно расположить так, чтобы расстояние между землей и точкой поражения было минимальным. Ток при этом должен растекаться по нескольким путям. Для этого токоотводы обычно располагаются по периметру здания и углам (не менее 1 штуки на 25 метров).
В целях безопасности токоотводы должны располагаться вдали от дверей, окон и проходных зон. Если фасад подвержен возгоранию, расстояние от токоотвода до него должно составлять не менее 10 см.
Спустите токоотвод в землю и прикрепите к контуру зазмеления с помощью болтовых соединителей. Не забудьте про антикоррозионную ленту – ей надо будет защитить места ввода токоотводов в землю.

3. Организовать заземление
Для этого по периметру здания прокладывается стальная полоса. Она должна располагаться на расстоянии не менее 1 метра от фундамента и не менее 0,5 метра от поверхности земли проложите стальную полосу по периметру здания. Оптимальное сечение полосы – 40х4 мм и более. Вертикальные заземлители позволят еще больше снизить заземление – их требуется от 3 штук на один контур и более.
Чаще всего длина зазмелительных элементов – от 3 до 6 метров, но в некоторых случаях могут потребоваться и более длинные заземлители. При использовании системы молниезащиты ДКС вы можете собрать заземлитель любой длины, наращивая готовые изделия дополнительными стержнями.

Система “Jupiter” для молниезащиты, заземления и уравнивания потенциалов от ДКС – это надежная защита вашего дома. И не только дома! Наши решения могут применяться для защиты любых объектов.

Преимущества системы молниезащиты от ДКС:

• Широкий ассортимент совместимых друг с другом элементов позволяет быстро и легко собрать систему молниезащиты для любого типа кровли;
• Изделия выпускаются в различных исполнениях: омеднение, медь, горячеоцинкованная сталь;
• Мы выпускаем типовые альбомы и конфигураторы, которые упрощают клиенту просчет системы.

Гроза, молния и средства защиты электросети своими силами

По итогам майских гроз пришлось провести ревизию сгоревшего оборудования и хотя ущерб был не так велик материально, но выход из строя некоторого оборудования нарушил устоявшийся комфорт проживания в собственном доме. Так я решил обратиться к специалистам в своей области, проконсультироваться и расширить систему защиты.

Исходные данные: дом, 3 фазы (15 кВт на дом), заземление штырем в 3 м длиной, автономная электросистема на базе солнечных батарей

На фото результат короткого замыкания со стороны линии 10 КВ. Защита не отработала на районной подстанции. Так выглядит вводной щит со стороны 0.4КВ. Автомат IEK на 100А не смог разорвать дугу между губками. Далее по линии стоял МАП HYBRID 9кВт 48В. Отделались легким испугом: в инверторе поменяли варистор, после чего МАП ожил, правда, перестал нормально работать порт RS232. То есть серьезная авария на подстанции, которая сожгла автоматический предохранитель на 100 Ампер, отразилась на инверторе только сгоревшим варистором и ошибками на контроллере, а весь прочий функционал устройства сохранился, как и вся техника, подключенная после него – достойная похвалы работа.

А ниже на фото узел учета со стороны 10 КВ

Эта авария случилась не в моем доме, но мне эти фотографии передали специалисты компании МикроАРТ. В свое время я решил переключиться на оборудование российского производителя для своей гибридной солнечно-сетевой электросистемы и описывал эти устройства тут и тут.
У меня же был следующий случай: во время грозы молния ударила в мою подстанцию или рядом, в результате чего отработала защита на вводе в дом. Результатом той грозы явилось сгоревшее зарядное устройство аккумуляторов, подключенное к сети в момент грозы, сгоревшее реле автоматики вентиляции (реле питалось от линии, которую поддерживало то самое ЗУ), а инвертор МАП Hybrid 4.5 кВт начал мигать экраном и перестал генерировать. После грозы перезапуск всех систем вернул дом к электроснабжению, инвертор запустился без проблем, а я задумался о серьезной защите домашней электросети.

Немного теории

Во время грозы в обычной квартире или офисном здании должны отработать защиты, установленные стационарной электросетью. В коттеджном поселке, деревне или на дачах защита, как правило, ограничивается вкопанным заземлением на подстанции и предохранителем, отключающим всю сеть от работы. Причем, по правилам подключения, заземление должно быть смонтировано также на каждом втором столбе и отдельно на конечном, где производится подключение абонентского дома. Пройдя по свой деревне и осмотрев более полусотни столбов, я не нашел ни одного заземления, то есть остается полагаться только на себя.

Вторым «убийственным» фактором является наведенное электричество. Во время молнии происходит довольно мощный всплеск ЭМИ, а проводка дома, по сути, является большой антенной. Чем ближе молния, тем больше вероятность скачка напряжения во внутренней сети. С таким явлением постоянно сталкивались и продолжают сталкиваться монтажники домовых локальных сетей, когда свитчи без заземления, во время грозы, сгорают целыми цепочками.

Итак, нам нужно защититься от внешнего импульса, который может прийти с подстанции и от внутреннего скачка, который может случиться при молнии рядом с домом.

Молниеотвод

Если Ваш дом находится на возвышении, далеко от любых строений и является высшей точкой на местности, то лучше озаботиться молниеотводом. Устройство это надежное, но необходимо четко высчитать площадь покрытия. На эту тему есть масса материалов в сети. Скажу только, что действие молниеотвода распространяется конусом от высшей точки к земле. Для «прикрытия» всего дома надо ставить либо два молниеотвода с металлическим тросом между ними, либо один, но довольно высоко. Если заземление молниеотвода выполнено отдельно от общего заземления, то необходимо применить систему уравнивания потенциалов.

Выдержки из ИНСТРУКЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РД 34.21.122-87:
«В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители
электроустановок, за исключением нулевых проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ. „
“2.5. Для исключения заноса высокого потенциала в защищаемое здание или сооружение но подземным
металлическим коммуникациям (в том числе по электрическим кабелям любого назначения) заземлители защиты от
прямых ударов молнии должны быть по возможности удалены от этих коммуникаций на максимальные расстояния,
допустимые по технологическим требованиям. „

Ввод сети в дом

Опасность ввода высокого напряжения страшна не только в грозу, но и при перехлестывании проводов на столбах или большом перекосе фаз. Обычное дело для деревенских электросетей, когда напряжение по фазам может составлять 180, 200 и 240 В. ГОСТ допускает подачу питания с отклонением напряжения до 10% (если точно, то +10% и -15%) от нормы в 220 в, то есть от 187 до 242 В. Но не вся поставляемая аппаратура может выдержать такие перепады напряжения. Для обычной защиты лучше всего применять стабилизаторы напряжения. Причем есть трехфазные и однофазные стабилизаторы. Чаще всего три однофазных стабилизатора будут работать лучше одного трехфазного, хотя бы потому, что у простейших устройств отслеживается напряжение по одной фазе и изменение (увеличение или снижение) напряжения происходит по всем трем. Упрощенно: при подъеме напряжения со 180 до 220 В, произойдет рост напряжения на другой фазе с 210 до 250 В, что чревато для оборудования. Поэтому отслеживание каждой из фаз будет надежнее. Кроме того, можно выделить несколько типов стабилизаторов:

• ЛАТР
• Релейный
• Симисторный

Первый обладает высокой точностью установки напряжения, поскольку моторчик скользит водилом по обмоткам и задает нужное напряжение. Плюсы: низкая цена, высокая точность выдаваемого напряжения. Минусы: низкая скорость реакции на скачки напряжения, физический износ механики
Второй обладает повышенной скоростью переключения обмоток трансформатора, но так как мощности могут достигать десятка и более кВт, то контакторы реле изнашиваются и рано или поздно могут залипнуть, что приведет к печальным последствиям. Плюсы: доступная цена, достаточная скорость переключения. Минусы: недостаточная надежность ввиду использования механических реле.
Третий тип наиболее интересный, но и наиболее дорогой. Использование мощных ключей позволяет мгновенно реагировать на изменение входного напряжения и переключать обмотки трансформатора. Физического износа, как и залипания контактов попросту нет. Кроме того, переключение происходит при переходе синуса через ноль, поэтому и скачки также исключены. Плюсы: высокая скорость срабатывания, отсутствие физического износа. Минусы: высокая цена.

Для себя я выбрал более дорогой, но и более надежный вариант, стабилизатор с симисторным управлением СН-LCD “Энергия» на 6 кВт. Так как у меня уже стоит инвертор на 4.5 кВт, который в пике может выдавать до 7 кВт, то решено было выбрать стабилизатор с номинальной мощностью 6 кВт и возможностью выдавать в пике до 7.4 кВт.

Об особенностях работы этих стабилизаторов и какие вообще бывают стабилизаторы можно подробно прочитать здесь.
Ну а мне было интересно его разобрать и посмотреть, что там внутри.

Как видно из фото, стабилизатор использует тороидальный трансформатор, который при тех же размерах, что Ш-образный, имеет больший КПД и меньший вес. Сам трансформатор изготовлен в Туле, а стабилизатор разработан и собран в Москве. Таким образом можно смело заявлять о полностью российском производстве, которое сумели организовать и сохранить в компании МикроАРТ.

Итак, я подстраховался от проседания и роста напряжения в диапазоне 125-275 Вольт, но что делать, если будет резкий скачок напряжения, сильно выходящий за эти пределы? Инвертор как-то показал мне по фазе 287 В, после чего ушел в защиту. Но подай на него 380 В и он попросту сгорит, как и стабилизатор. Хотелось защитить дорогое оборудования. Требовался какой-то расцепитель, который при пороговых значениях напряжения отключал бы внешнюю сеть. Лучше уж остаться без сети, чем потом чинить или менять сгоревшее оборудование. Выход был найден — реле контроля сетевого напряжения УЗМ-51M1.

Этот девайс создан для обеспечения работы одной фазы, при этом можно вручную задавать верхний и нижний пороги напряжения, при которых реле будет срабатывать. Время отключения составляет около 20 мс, что является очень неплохим показателем. При этом, небольшие просадки или некоторое превышение напряжения не вызовут моментального отключения, а запустится таймер отключения. При возврате параметров к норме реле самостоятельно подключит нагрузку к сети. Итак, домашние устройства защищены от перепадов и скачков внешней электросети при помощи реле контроля напряжения и стабилизатора. В случае исчезновения сети начинает работать инвертор. А что делать, если внешняя сеть уже отключена, молния бьет рядом и проводка дома работает, как антенна?

Защита внутренней сети

Будем исходить из того, что все розетки имеют правильную разводку, заземление выполнено должным образом и лишний заряд стекает в землю. Но скачок напряжения во внутренней сети легко губит всю технику, поскольку все защиты стоят для обороны от внешних скачков. А вот от внутренних наводок ничего нет. С этой мыслью я обратился к инженерам МикроАРТ, когда забирал стабилизатор и мне порекомендовали «Устройство защиты от молний и наводок» — УЗИП.

Это своеобразный разрядник, который при появлении критического напряжения между фазой и землей пропускает через себя импульс, отправляя его на заземление. То есть во время грозы, когда молния ударит рядом и напряжение в домашней сети поднимется до нескольких киловольт по фазному проводу относительно земли и превысит определенное значение, этот УЗИП просто пустит весь заряд в землю. Поэтому он ставится перед инвертором, одним концом подключаясь к фазе, а другим к заземлению. Стоит учесть, что разряд может быть существенным, поэтому на сечении заземляющего провода экономить не стоит, иначе сопротивление провода может оказаться критичным и не успеть передать импульс в землю.

Так выполнено подключение к внешней сети и генератору:

Я уже упоминал, что у меня есть автономная система на солнечных батареях. По проводам, идущим от солнечных батарей, также может прийти серьезный импульс, выводя из строя солнечный контроллер, а за ним и инвертор. Поэтому на каждый из проводов от солнечных батарей я также повесил УЗИП.

Защита от генератора

На самый аварийный случай, когда внешней сети нет, солнца не видно, а аккумуляторы уже сели, у всех автономщиков есть резервный вариант — бензодизель генератор. Он позволит домашней сети функционировать, самому поработать мощным инструментом, да еще и аккумуляторы подзарядить. Подобную топологию резервирования я описывал в своем материале тут. Проблема такого подключения заключается в том, что большинство генераторов выдают крайне нестабильное и «шумное» питание. Иной раз инверторы или зарядники просто не могут работать с таким питанием. Для подавления помех есть специальный сетевой фильтр. Можно обойтись стандартным «пилотом», но он рассчитан, как правило, на мощность до 2-3 кВт, а от генератора зачастую потребляется больше. Итак, я нашел еще и ЭМИ (электромагнитный импульс) фильтр: Сетевой фильтр подавления ЭМП.

Он выдерживает потребляемую мощность до 11 кВт, чего вполне достаточно для питания целого дома, если имеется мощный генератор. Он имеет сквозное подключение и отдельный контакт для заземления.

Итоги проведенных работ

Результатом одной грозы и малых потерь явилось переосмысление способов защиты, как от внешних энергетических коллизий, так и от внутренних. Кроме того, увеличилась защищенность всех электроприборов в доме, как от перепадов напряжения, так и от резких скачков и импульсов. Дополнительно повысилась автономность за счет подключения генератора через фильтр, что гарантирует стабильный заряд батарей и нормальную работу инвертора.
В итоге, электросистема поменялась. До:

Так стало ПОСЛЕ установки защиты:

Схема подключения генератора довольно проста. Любой из проводов объединяется с имеющейся землей и нулем, заведенным в дом. Второй провод после этого становится фазой. Важно выбрать такой переключатель, который будет исключать одновременное замыкание фазы генератора и фазы с подстанции.

Первый запуск всей системы выглядел так: