Фотография крыжовника
Предисловие
Защита от высокого напряжения - это важный момент организации работы любой электрической сети.

Защита от высокого напряжения — это важный момент организации работы любой электрической сети. В бытовых условиях защита от напряжения высоким током может осуществляться с помощью специальных трансформаторов и сетевых фильтров. При большой нагрузке для устройства защиты от напряжения необходимо использовать устройства автоматического отключения и выключатели, которые реагируют на перепады. Эффективная защита от скачков напряжения обычно устанавливается на входном силовом кабеле, потому что такие волны встречаются на сетях общего пользования в часы пиковой нагрузки. Защита от перепадов напряжения может быть простой и многоступенчатой.

Виды трансформаторов напряжения тока: устройство и работа

Как правило, виды трансформаторов напряжения представляют собой многотонные устройства, устанавливаемые на опорах, вмонтированных в бетонный фундамент. Они используются на понижающих и повышающих напряжение подстанциях, а также для передачи переменного тока на расстояние.

В быту виды трансформаторов тока применяют для повышения или понижения напряжения, а также для защиты электроприборов от колебаний напряжения. Блок адаптера для мобильного телефона — это тот же трансформатор. В компьютере находится несколько трансформаторов, которые обеспечивают необходимый уровень напряжения для устройств с различным потреблением электротока, при том, что источник питания остается одним и тем же.

Устройство и работа трансформатора зависит от типа его внутреннего функционала. Трансформаторы делятся на однофазные и трехфазные. Однофазные применяют исключительно в быту, например в сельской местности или на территории с устаревшим оборудованием, допускающим скачки напряжения. Его устанавливают на входе силового кабеля в дом. Стоит напряжению понизиться или повыситься, трансформатор автоматически исправит это и спасет электрооборудование.

Такие устройства называют также стабилизаторами. Трехфазные трансформаторы используют для подключения электрической сварки и станков в условиях, приближенных к бытовым: в гаражах, подсобных помещениях и т. п.

Типы и виды автоматических выключателей и их установка

Виды автоматических выключателей (ВА), или автоматы, отличаются от тех выключателей, которые обычно используют в комнатах, чтобы зажечь или погасить свет. У них несколько другая задача. Все типы автоматических выключателей служат для предохранения цепи от скачков напряжения и непериодического отключения энергии на определенных участках электросети.

Установка автоматического выключателя не составляет труда: на задней плоскости распределительных щитов есть специальные стандартные металлические крепления, так называемые DIN-рейки, длина которых зависит от ширины щита.

На эту рейку автомат крепится с помощью подпружиненной защелки до характерного звука. Снять ВА можно с помощью отвертки, слегка потянув за специальное ушко внизу.

Внутри корпуса автомата располагаются предохранительные устройства. Их может быть два: тепловой и электромагнитный расцепители. Это особые механизмы автоматического прерывания цепи. Принцип работы теплового расцепителя заключается в том, что при прохождении тока недопустимо высокого значения через биметаллическую пластину она нагревается, распрямляется и размыкает контакты. По времени срабатывания такой расцепитель самый медленный. Электромагнитный расцепитель работает следующим образом. Катушка, находящаяся в центре автомата, поддерживается на месте стабильным напряжением. Стоит ему выйти за номинальные пределы, катушка буквально выскакивает со своего места, разрывая цепь. Такой способ разрыва цепи самый быстрый.

Помимо предохранительных устройств у всех ВА есть контакты для присоединения подходящих и отходящих проводов.

Существует множество разновидностей ВА. Некоторые из них служат только в качестве выключателей цепи и предохраняют сеть от перегрузки. Таковы, например, старые автоматы типа АЕ в черном карболитовом корпусе. Они установлены в большинстве старых щитков, при этом вполне надежны и эксплуатируются до сих пор. Автоматы более позднего производства могут выполнять дополнительные функции, к примеру, защищать от токов пониженной нагрузки.

Типы расцепителей и срабатывания автоматических выключателей

Типы расцепителей автоматических выключателей предусматривают срабатывание под тем или иным типом нагрузки в сети. Тип срабатывания автоматического выключателя может отличаться по времени пиковой нагрузки и превышению допустимой мощности напряжения. Типология ВА представлена в таблице «Типы автоматов».

Таблица «Типы автоматических выключателей»

Тип Назначение
A Для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и защиты полупроводниковых устройств
B Для осветительных сетей общего назначения
C Для осветительных цепей и электроустановок с умеренными пусковыми токами (двигателей и трансформаторов)
D Для цепей с активно-индуктивной нагрузкой, а также защиты электродвигателей с большими пусковыми токами
K Для индуктивных нагрузок
Z Для электронных устройств

По времени срабатывания на недопустимое напряжение автоматы делят на три вида:

  • нормальные — время срабатывания автомата колеблется от 0,02 до 0,1 с;
  • селективные — время срабатывания регулируется по необходимости;
  • быстродействующие — время срабатывания составляет всего 0,005 с.

Автоматические выключатели различают также по количеству полюсов. В одном автомате может быть несколько независимых друг от друга электрических линий, которые объединяются общим механизмом отключения. В связи с этим автоматы делят на одно-, двух-, трех- и четырехполюсные (это касается бытового применения).

Еще одна классификация автоматов — по пороговой силе тока, которую они через себя пропускают. Чтобы ВА мог сработать и в аварийной ситуации отключить электросеть, он должен быть настроен на определенный порог чувствительности. Такую настройку производит изготовитель, поэтому на автомате всегда указано числовое значение порога — суммарная мощность всех потребителей электрического тока, которые могут быть подключены к цепи, защищенной автоматом. Для бытовых нужд используют автоматы с показателями 6,3, 10, 16, 25, 32, 40, 63,100 и 160 А. Есть автоматы со значениями 1000 и даже 2600 А, однако в быту они не используются.

Автоматы различают также по степени чувствительности к срабатыванию отключения. Чаще всего применяются ВА с пороговым значением, равным примерно 140 % от номинального. При повышении напряжения в полтора раза срабатывает электромагнитный (быстрый) расцепитель. При незначительном превышении номинального напряжения работает тепловой расцепитель. Процесс отключения зависит от температуры внешней среды и может растянуться на часы. Однако автомат среагирует на изменение напряжения в любом случае.

Устройство защитного отключения электроустановок УЗО: схема и принцип работы


Устройство защитного отключения (УЗО) по внешнему виду напоминает обычный автомат: те же корпус и рычаг отключения. Может выступать в качестве автоматического выключателя, то есть выключать определенный участок цепи. Помимо этого, у него есть и другие функции. Главная из них — защита человека от удара электрическим током и случайной утечки тока из сети. Однако данное устройство не сможет защитить от короткого замыкания — оно просто не среагирует на него. Именно поэтому не стоит надеяться на одно лишь УЗО, лучше укомплектовать распределительный щит устройствами защиты от всех видов нарушения работы сети. Устройство защитного отключения — это важный элемент многих электрических замкнутых сетей внутреннего потребления.

Принцип работы устройства защитного отключения заключается в том, чтобы сравнивать ток в сети с показателями, на которые настроен прибор. Так, если человек взялся рукой за провод, и через него пошел ток, сигнал из сети не будет совпадать с нормальными показателями — и УЗО моментально разомкнет цепь. То же произойдет, если случится обрыв провода. Однако еще раз повторимся: УЗО реагирует только на утечку тока из цепи. Любое другое нарушение работы (даже если человек возьмет в руки фазовый и нейтральный провода и сам станет частью цепи) оставит его безучастным.

Устройство защитного отключения обязательно устанавливается в любом распределительном щите. Особенно это касается помещений с повышенным уровнем влажности — ванной и кухни. Чтобы узнать, в рабочем ли состоянии находится механизм, нужно нажать кнопку «Тест», расположенную на лицевой части любого УЗО. Если устройство исправно, то цепь разорвется и кнопка отщелкнется. Если изменений не произойдет — значит прибор не работает. Схема устройства защитного отключения электрических приборов включает в себя механизм фиксации входящего тока, автоматическое определение напряжения и тумблер для прерывания электрической сети.

УЗО, точно так же, как и ВА, могут иметь несколько полюсов для подсоединения независимых проводников и различаются чувствительностью к значению силы тока. При этом ряд числовых значений у них совпадает: 6,3, 10,16, 25 А и т. д. Помимо этих показателей есть еще один — отклонение силы тока по входящему проводнику от силы тока по выходящему нейтральному проводу. В бытовом УЗО, который предназначен в основном для защиты человека, порог чувствительности равен 30 мА. Когда разность токов достигает этого опасного для жизни человека значения, УЗО отключает напряжение питающей сети.

Устройство защитного отключения электроустановок срабатывает очень быстро, в течение 0,05 с. сеть обесточиться, и человек даже не успеет почувствовать действие тока. В электротехнике, где порог опасного отклонения намного выше, чем при поражении человека, используются менее чувствительные УЗО — с токами утечки 300 и 500 мА.

Дифференциальный автомат УЗО это защита от тока

Дифференциальный автомат — это устройство, которое совмещает в себе УЗО и механизм защиты от перегрузки тока, то есть обычный автоматический выключатель. Оно удобно при обслуживании и значительно сокращает время монтажа. Дифференциальные автоматы УЗО различаются по регуляции номинального порогового тока, задержке времени и т. д.

Многие автоматы дифференциального тока имеют специальную индикацию, которая при срабатывании показывает, от чего именно (короткого замыкания или утечки) произошел разрыв цепи. АД отличается от УЗО только маркировкой. Продукция российского производства имеет надпись «АД» и числовые значения после.