Мультиметр для чайников
Садись, три.Методом тыка можно всё узнавать, но начинать нужно с больших единиц.На цифровых мультиметрах полярность не имеет значения. ну ну.прозвонка цепи.. а может диодная прозвонка? а там же ещё циферки появляются при прозвонке, время наверное)))
пс. а бумага рабочая, ведь в ней нет кз.
Сейчас приду на работку почитаю
Вопрос про "дырки". Если щупы у меня подключены к измерению напряжения, а переключатель установлен в положение измерения тока, сгорит ли мультиметр?
Мультиметр Dolomiti 1970
Жемчужина коллекции странный, но изящный и необычный по внешнему виду прибор.
Достался он мне в идеальном состоянии, как из магазина. Даже пенопластовая защитная коробка сохранилась.
Открываем и видим вот такой стильный пластиковый футляр.
Почему я назвал этот мультиметр "странным", а потому что уже на футляре начинается какая-то маркетинговая и дизайнерская дичь и хреновы ребусы.
Посмотрите, два логотипа и две эмблемы.
Поиск "Carlo Gavazzi" выдаёт несколько странных, дешево свёрстанных сайтов. Но все они так или иначе связаны с электрооборудованием и энергетикой.
Поиск по "Dino Chinaglia" выдаёт ссылки на какие-то радиомузеи с приборами, но беглый поиск так ничего конкретно мне не дал. Если честно мне пока лень разгадывать эти загадки истории. Вероятно, Шерлок-куны с пикабу решат эту загадку раньше.
Предположим, что это два итальянских кореша Карло и Дино, которые решили мутить бизнес. На самом деле был такой производитель приборов "Chinaglia Dino Elettrocostruzioni; Belluno" из Италии.
Вернемся к экспонату, в футляре лежит вот такое чудо инженерии и промдизайна.
Промдизайнер, на мой взгляд, слишком увлёкся шрифтом Eurupe, который тогда, видимо, казался невероятно стильным и крутым. Но у него плохая читаемость, штрихи тонкие и все цифры и буквы тяготеют по форме к прямоугольнику со скруглёнными углами.
Dolomiti, похоже, это название доломитовых Альп.
Еще один минус — царапучее оргстекло, которое при самом аккуратном обращении со временем покрывается сеткой царапин. А еще оно может наэлектризоваться и начать притягивать стрелку, искажая показания прибора.
Переключатели и крутилка "нуля" омметра мелкие, неухватистые, даже для моих почти детских пальцев. По-моему это ошибка дизайнера и неуважение к толстопальцевым людям.
Судя по инструкции сзади в него вставляются две батарейки по 1,5 Вольт и одна на 25 Вольт. Чего!? Вы когда-нибудь видели в продаже такие элементы питания?
На наклейке сзади не упомянут Дино, только Карло. Заметьте, что отверстия на наклейки разной формы. Занятно. Видимо, это ихний штамп ОТК. Серийник в виде штампа.
Сбоку есть отверстие с двумя контактами. Видимо это внешнее питание.
Щупы типичные, сделаны качественно. Провод не особо гибкий но и не жесткий, середнячок.
Примечательно, что гнёзда разъёма на приборе не стандартные "бананы" а какие-то тощие их аналоги. Почти как на советском Тт-1.
В комплекте идёт два переходничка на "бананы", за что отдельное спасибо. У них весьма интересная конструкция в виде пучка посеребрённых проволочек. Красиво.
Внимательный читатель заметил, что в инструкции на зелёном фоне появляется третье название фирмы производителя Pantek (подразделение Карло Гаваззи). Очень странно, зачем такой разнобой и сумятица и обилие лэйблов? Это же запутывает потребителя.
Инструкция свёрстана как газета, на большом листе. На четырёх языках, если не ошибаюсь там английский, немецкий, итальянский и французский.
На принципиальной схеме видно, что девайс содержит в себе транзисторы и трансформатор, видимо для генератора. Т.к. данный мультиметр умеет измерять ёмкость конденсаторов, необычно для такого стрелочного малыша.
Пожалуй, это самый странный прибор из моей коллекции. Но он замечательный и мне он очень нравится как экспонат и техноартефакт эпохи и культуры другой страны.
Спасибо за внимание. Оставайтесь на связи, будут еще разные приборы.
Японский DT-830
В коллекцию попал новенький "под плёночкой" японский мультиметр. Эта модель разработки 1980-х годов, популярна и поныне, клонирована многократно. Давайте посмотрим на него.
Ручка поворачивается мягко, но фиксируется очень чётко. Приятный на тактильную отдачу переключатель.
Два щупа, черный и красный.Один зажим крокодил, который надевается на щуп.Удлинитель с крокодилами для транзисторов, выводы которых невозможно присоединить к гнезду на передней панели. Для измерения HFE (коэффициента усиления тока).
Сделан качественно, хорошая печать, приятный пластик. Терминалы прибора:
Сумка для хранения и переноски. С ремешком (он обёрнут вокруг).
Инструкция. Когда-нибудь потом я соберу стенд и проверю стазу несколько мультиметров разной конструкции и возраста. Их есть у меня.
Оригинальная коробочка сохранилась.
Спасибо за внимание.
Почему мультиметр никогда не заменит дедовскую "контрольку"
Есть в моем арсенале автомобильных инструментов самодельная контрольная лампа. Когда у соседей автолюбителей возникают проблемы с электрикой, они частенько обращаются ко мне за помощью. Поначалу, увидев мою "контрольку", они снисходительно улыбались, мол современный тестер же стоит копейки, но мнение менялось после демонстрации возможностей контрольной лампы .
Контрольная лампа, пожалуй была первым общедоступным прибором для поиска неисправностей в электрической проводке. Измерительные приборы были дороги и требовали аккуратного обращения.
Совсем другое дело лампочка: всегда под рукой и удобна в пользовании. С появлением дешевых цифровых измерительных приборов из Китая многие решили, что век контрольных лампочек завершился.
Однако это не так. Вот простейший пример:
В фаре вдруг перестала светить лампочка. Покупаете новый, разбираете фару, вытаскиваете лампочку, а она целая-невредимая. Измеряете мультиметром напряжение-честные 12,6 Вольта показывает. Что за чудеса?
Все дело в том, что мультиметр, в режиме измерения напряжения, имеет огромное входное сопротивление. При любом плохом контакте в цепи вольтметр будет показывать полное напряжение, а стоит поставить лампочку-все напряжение остаётся в точке плохого контакта. Поэтому лампочка не светится, а вольтметр напряжение показывает.
"Контролька" позволяет сразу выявлять место плохого контакта.
Еще один момент: продаются контрольки сделанные на светодиодах. У них конечно в меньшей степени, но все такие есть тот же недостаток, что и у вольтметров (тестеров). Имейте это ввиду при покупке.
Лучше всего сами сделайте "контрольку". Для этого достаточно одного сиреневого вечера. Из материалов понадобится миниатюрная лампочка на 12 Вольт (продается в магазинах автозапчастей), пару метров провода, зажим "крокодильчик", иголка и старая авторучка.
Один проводок лампочки обматываем на иголку, предварительно продев через ушко. Желательно пропаять. Второй проводок лампочки соединяем с проводом. Всю эту конструкцию вставляем внутрь авторучки так, чтобы иголка выступала из ручки на 10-20мм. Закрепляем иголку на термоклей или суперклей. На второй конец провода припаиваем крокодильчик.
Самодельная "контролька" готова. Острый конец иголки хорошо протыкает не только окисленные контакты, но даже позволяет находить внутренний обрыв провода, идущего внутри толстого жгута.
Так же очень многие автолюбители делают "контрольки" в корпусе шприца.
Так что не торопитесь избавляться от прибора дедушек. Он хоть и прост да неказист, но в работе гораздо честнее китайских электронных братьев.
Миллионы рублей за 1/100 секунды
Продолжаем цикл пикабу-познавательного, про современные устройства защиты у вас в электрощитке. На очереди устройства, которые окупаются за 1/100 секунды.
В посте вы узнаете — почему может сгореть нейтральный проводник, откуда берутся «скачки электроэнергии» и для чего нужны реле контроля напряжения.
Это пост здорового пикабушника, к видео версии прилагается полная текстовая версия:
Почти наверняка вам попадались новости с описанием того как «из-за скачка электроэнергии сгорела бытовая техника в подъезде многоэтажки». К счастью, чаще всего новость не содержит информации о пожаре или погибших, но убытки часто исчисляются миллионами рублей.
Чаще всего возмещение убытков со стороны виновного лица происходит после долгих и изматывающих юридических процедур и часто далеко не полное.
Природа мифического “скачка”.
И правда, при обрыве нейтрального проводника возможна ситуация под жаргонным названием “перекос фаз” когда напряжение в розетке вместо 230В может как понизиться, так и повыситься вплоть до 400В. Причем это не кратковременный всплеск из-за переходных процессов от коммутации мощных нагрузок, а длительное явление, при котором начинает выходить из строя бытовая техника. Разберемся, откуда же этот “скачок” электроэнергии берется.
Исторически так сложилось, что в энергетике обрела популярность система переменного тока, имеющая три фазы. Возможны системы с иным количеством фаз, но именно трехфазная стал а самой популярной в силу своих достоинств. Генератор (или трансформатор на подстанции) имеет три обмотки, на каждой из которых наводится ток, который и передается потребителю. Да простят меня электрики за повторное объяснение общеизвестных вещей.
На картинке есть ошибка, если вы ее нашли - вы помните электротехнику.
Ток наводится в обмотках с небольшой разницей во времени. Для удобства, эту разницу выражают не в секундах, а как величину угла, где за полный круг принимают один период тока. Очень наглядно трехфазный ток показан на этой анимации:
Представьте, что черная стрелка делает полный оборот с частотой сети, 50 раз в секунду. В зависимости от текущего положения — в обмотках генератора наводятся токи, длинна вектора-стрелки соответствует величине напряжения на обмотках (на анимации фазы обозначены буквами U, V, W). Как видите, в любой момент времени значения напряжения разных фаз меняется, поэтому угол меж векторов учитывают, используя тригонометрию, или складывая их графически. Максимально возможное напряжение получается при подключении меж фаз, и получается сложением векторов, что показано на анимации. Внутренний черный круг соответствует фазному напряжению 230В (между общей точкой N и любой из фаз), наружный круг — линейному напряжению 400В (между любыми двумя фазами).
Идеальным для такой системы электроснабжения является трехфазный потребитель, например асинхронный электродвигатель. Он забирает ток от генератора поровну по всем трем фазам и баланс токов не нарушается. На картинке выше показан нейтральный проводник N («нуль» на жаргоне электриков), если величина нагрузки по всем трем фазам одинаковая, при сложении всех векторов напряжений и токов потенциал точки N будет равным нулю. Это часто изображают векторной диаграмме, на ней часто также обозначают три вектора линейных напряжений, и располагают так, чтобы получился треугольник, я заменил их пунктиром.
(Для упрощения изложения будем считать, что у тока нет реактивной составляющей, тоесть фаза тока и напряжения не отличаются.)
Увы, не все потребители такие удобные. Почти все бытовые электроприборы используют лишь одну фазу переменного тока. В таком случае всех потребителей, делят на три примерно равные по мощности группы и подключают к генератору. Например в многоквартирном доме на каждую из фаз подключается примерно 1/3 квартир, и для трансформатора на подстанции весь дом — просто еще один трехфазный потребитель. Но в реальности идеального баланса нагрузок по всем трем фазам добиться невозможно, поэтому нейтральный проводник начинает играть важную роль — по нему начинает протекать уравнивающий ток, и чем больше дисбаланс потребления токов по фазам, тем больше уравнивающий ток.
Если потребителей достаточно много и они распределены по фазам равномерно, то можно посчитать статистику и обнаружить, что уравнивающий ток через нулевой проводник по величине обычно меньше, чем ток любой из фаз. А если проводник не используется в полной мере, то его сечение можно сократить, сэкономив ценный металл. В некоторых старых домах такое можно встретить — нейтральный проводник имеет сечение меньше, чем фазный. И это работало, до недавнего времени.
Итак, еще раз. В трехфазных сетях при сбалансированной нагрузке через нейтральный проводник («нуль») ток к генератору отсутствует. Если нагрузки по фазам не сбалансированы — то нейтральный проводник становится критически важным для поддержания равного напряжения по фазам, но ток через него заметно меньше тока любого из фазных проводников.
Так почему же отгорает ноль?
Есть две проблемы, которые приводят к росту значения тока через нейтральный проводник — это сильная асимметрия нагрузки, которую посмотрим чуть позже, и гармоники тока кратные трём. А так как в старых сетях нейтральный и защитный проводник совмещены (система TN-C), то никаких устройств защиты его от перегрузки (предохранитель, автоматический выключатель) не устанавливается. Это и приводит к тому, что через нейтральный проводник незамеченным может течь ток свыше предельно допустимого. А если по проводнику гуляют токи — он нагревается, и при больших токах может перегореть. Чаще всего это происходит в местах подключения, плохой контакт тоже греется и порождает шутки про суровый светодиод:
Откуда берутся гармоники и почему они приводят к росту тока через нейтральный проводник? Если нагрузка нелинейная, например в виде импульсного блока питания, то ток из сети каждый период колебаний напряжения потребляется неравномерно, что очень сильно искажает форму питающего напряжения. Если подключить осциллограф к сети, то вместо красивенькой ровненькой синусоиды мы можем увидеть странную горбатую кривую. Небольшое количество черной математической магии, в виде преобразования Фурье, позволяет разложить любую периодическую, сколь угодно горбатую кривую, на сумму простых синусоид, которые составляют ее спектр. Синусоиды спектра, частота которых кратна основной называются гармониками.
Видно, что корявую кривую слева можно заменить суммой простых синусоид. Каждая газоразрядная лампа, сварочный аппарат, светодиодная лампа с импульсным драйвером и т.д. из-за своей нелинейности искажают форму сетевого напряжения, что можно представить как протекание токов, частота которых кратно выше частоты сети. И чем сильнее форма потребляемого тока отличается от синусоиды, тем мощнее вклад гармоник.
Самые вредные для нас гармоники, частота которых кратна трём — тоесть 150Гц, 300 Гц, 450 Гц и т.д. Их особенность в том, что что они синхронны во всех трех фазах! Смотрите картинку:
В итоге они складываются в общей точке и заставляют течь через нейтральный проводник токи с частотами кратными 3. В итоге мы можем идеально распределить мощности по фазам, но из-за нелинейности нагрузок токи высших гармоник сложатся в нулевом проводе и ток через него может быть весьма ощутимым, и даже больше, чем у любого из фазных! А где большие токи — там нагрев проводника с опасностью перегореть.
Различные нормативные документы строго ограничивают величину помех и гармоник, создаваемых устройствами при работе от электросети как раз в том числе из-за этой проблемы. Но добавление фильтров, блоков корректора коэффициента мощности (PFC) и других мер делает устройства дороже. Сделанные в китае абы-как светодиодные лампочки/зарядники/блоки питания, из-за низкой цены более популярны, и это только ухудшает ситуацию с токами высших гармоник в сети.
Вторая причина протекания через нейтральный проводник тока — асимметричная нагрузка по фазам. Для иллюстрации представим что у нас многоквартирный дом с тремя подъездами, и электрики подключили каждый подъезд на одну фазу. Вверху над домом подписана суммарная мощность потребителей каждого подъезда. При такой конфигурации по нулевому проводнику будет течь уравнивающий ток около 27А.
Когда значение токов и напряжений по трем фазам начинает значительно отличаться, то это явление жаргонно называют “перекос фаз“.
А теперь представим, что нейтральный проводник не выдержал протекающего по нему тока (как было сказано выше — в некоторых старых проектах его сечение меньше фазных, так как в нормальных условиях ток через него небольшой), и перегорел. В таком случае уравнивающий ток не протекает, и напряжение получаемое потребителем каждой фазы зависит от мощности нагрузок на соседних фазах. В худшем случае оно может стать равным линейному — 400В (380В по старинке) например если у соседей включены обогреватели, а у вас только одна маленькая лампочка. Понятное дело, что электроприборы рассчитанные на 230В повышение напряжения (вплоть до 400В) воспринимают с энтузиазмом в виде дыма и других пиротехнических эффектов. В нашем примере обрыв нейтрального проводника вызовет следующие изменения напряжений в каждом из подъездов:
Теперь вы понимаете откуда взялся «скачок» напряжения. Причем такого рода аварии происходят не только в старом жилом фонде или у нерадивых УК, которые в принципе решили экономить на плановом обслуживании электрохозяйства. Такого рода аварии случаются иногда и при ошибке персонала — электричество отключили для плановых работ на подстанции, включают обратно, а лампочки как то подозрительно ярко горят и гарью начинает пахнуть…
Защита от повышенного напряжения.
Специально для защиты от таких аварийных ситуаций, когда напряжение в сети начинает превышать норму, придумали устройства под названием «Реле контроля напряжения». Это как раз то, что называется «маст хэв», поскольку окупается практически мгновенно при первой аварийной ситуации. Не смотря на простую функцию устройств на рынке представлено много и у несколько отличаются функции и подходы к реализации защиты. На фото разные варианты реле контроля напряжения, что я наскреб у себя по сусекам:
В самом простом случае это некоторый пороговый элемент: если напряжение превысило допустимое — устройство отключает нагрузку. А вот дальше есть нюансы:
Устройство не должно быть чересчур быстродействующим, так как по сети гуляют помехи, которые можно наблюдать как «иголку» амплитудой выше допустимого, но в силу очень малой ширины делающее отключение бесполезным. Для борьбы с такими помехами служат другие устройства (фильтры, УЗИП), а реле контроля напряжения на такие помехи реагировать не должно.
Устройства часто имеют регулировку пороговых значений напряжения отключения. К сожалению не везде напряжение соответствует ГОСТ, и на длинных линиях, в коллективных садах к примеру, может заметно «плавать». Поэтому жесткая привязка к допустимым отклонениям по ГОСТ будет вызывать у некоторых постоянные срабатывания, например по ночам, хотя лишние 5-10 вольт как правило к аварии не приводят.
Наличие гистерезиса и таймера повторного включения. Многие реле контроля напряжения предназначены включить всех потребителей, как только напряжение нормализовалось. Если это делать сразу, да еще без гистерезиса (тоесть разницей между порогом отключения и порогом включения), то можно получить неприятное циклическое включение-отключение. Реле будет быстро отключать нагрузку, от чего напряжение в сети изменяется (у проводов есть свое сопротивление) и реле вынуждено снова включить нагрузку, от чего напряжение снова уползает за порог и нужно опять отключать… Кроме того, например некоторые компрессоры холодильников могут не запуститься сразу после повторного включения, пока давление не выровнялось. Для них адекватной будет задержка в несколько минут!
Почему пониженное напряжение — тоже плохо
Увы пониженное напряжение тоже может закончиться бедой. Пониженное напряжение опасно для асинхронных электродвигателей. При низком напряжении пусковой момент электродвигателя снижается, ему просто не хватит сил раскрутиться с механизмом до номинальной скорости и перейти в рабочий режим. Это значит, что пусковой ток, который гораздо больше номинального будет разогревать обмотки мотора не доли секунды, а десятки секунд. Если защита двигателя не сработает должным образом, то двигатель сгорит.
Особой изюминки добавляет то, что часто единственный асинхронный электродвигатель в доме расположен в компрессоре холодильника (и кондиционера). А двигатель мало того, что работает в герметичном корпусе частично погруженный в масло, так и в качестве хладагента все чаще используется не фреон, а горючий изобутан (r600a). А что, звучит безопасно.
Остальные приборы при пониженном напряжении в сети просто работают хуже — обогреватели нагреваются меньше. Микроволновые печи перестают греть, но при этом вращая блюдо как ни в чем не бывало. Лампы накаливания светят тускло. Устройства с импульсными блоками питания — зарядники, компьютеры, светодиодные лампы и т.д. вообще не замечают низкого напряжения. То что напряжение в сети провалилось до 190В я узнал только потому, что мне пожаловались что микроволновая печь плохо греет. Светодиодные лампы, телевизор, компьютер, холодильник работали нормально.
Поэтому, если среди потребителей есть устройства с асинхронными электродвигателями, необходимо отключение как по повышенному, так и по пониженному напряжению. Если же защищается например сторожка с телевизором и обогревателем, то защита от пониженного напряжения будет избыточна, нужна защита только от повышенного напряжения.
Особые потребности трехфазных потребителей
Нельзя просто так взять и поставить три обычных реле контроля напряжения, если у вас трехфазный ввод. Три отдельных устройства вместо специализированного, трехфазного, не позволят вам реализовать две важные функции.
1.Контроль обрыва одной из фаз. Если пропустить этот момент, то трехфазным электродвигателям станет плохо, и если они не имеют своей защиты, то это чревато аварийным режимом работы.
2.Контроль последовательности фаз. Если где-то ошибется электрик и перепутает две фазы, то изменится их последовательность, а значит направление вращения всех подключенных к сети трехфазных двигателей, что опять таки может привести к механическим поломкам.
Поэтому если у вас дома/в мастерской/цеху/гараже есть потребители использующие одновременно три фазы, то и реле напряжения должно быть трехфазным.
Это так не работает
Возможно читатель, уже ознакомившийся с моим материалом про УЗИП может задастся вопросом — а может просто поставить на входе УЗИП? Ведь они предназначены как раз срабатывать при превышении номинального напряжения, при превышении напряжения они сработают, устроят короткое замыкание и отключат вводной автомат. Рассуждение не лишено логики, но так не делают — защита получается очень дорогой и одноразовой, и служить заменой реле контроля напряжения они не могут. Кроме того, ограничители импульсных перенапряжений часто делают на номинальное напряжение 400В, тоесть в нашей задаче они вообще будут бесполезны.
Также, не стоит полагаться на стабилизаторы напряжения как на защиту. К сожалению, некоторые модели стабилизаторов столь упрощены, что выполнять функцию защиты при обрыве нуля не будут, и 400В на входе их убьет столь же быстро, как и остальную бытовую технику.
Практическая реализация
Существует как минимум три варианта реализации устройств защиты от обрыва нуля.
1. Использование специализированных устройств все-в-одном. Например устройство Новатек РН-104 и Меандр УЗМ-51МД на этом фото:
Внутри устройства уже есть реле, которое своими контактами будет отключать нагрузку, поэтому никаких дополнительных манипуляций для подключения не требуется. Впрочем компактность заставляет идти на компромиссы, поэтому максимальная нагрузка по току таких устройств всё же ограничена.
2. Реле напряжения требующее отдельного контактора. На фото такое реле IEK OV-01 и контактор КМ20-11М (контактор взял для демонстрации, в реальном применении стоит взять контактор помощнее).
Преимущество тут в том, что контактор может быть большим и брутальным, чьи контакты в состоянии выносить мощные броски тока, а также в состоянии разрывать цепь при больших токах или большой индуктивной составляющей. Огромное количество импульсных блоков питания в современной технике создает весьма ощутимые токи при включении, способные сварить маленькие контакты встроенных реле. Контакторы гораздо более устойчивы к этому просто в силу размеров и создаваемых усилий.
Если вместо контактора использовать внешний электромагнитный расщепитель к автоматическому выключателю, то мы потеряем возможность включиться обратно при нормализации напряжения, но зато у нас не будет постоянно включенного (гудящего и греющегося) контактора. Возможность задать свои собственные уставки срабатывания при этом сохраняются.
Также внешний контактор можно всегда подключить и к устройствам «все-в-одном», но стоимость такого решения будет выше.
3. Аксессуары к автоматическим выключателям. На фото такой вариант, РММ47 к автоматическим выключателям IEK ВА47-29
Такая «нашлепка» на автоматический выключатель имеет рычажок, которым способна его отключить, если напряжение превысит пороговое. Автоматическое повторное включение в таком случае невозможно, но схема получается крайне простая, дешевая и сердитая, имеющая право на жизнь например в щите управления уличным освещением. Или если защиту добавить очень хочется, а места в щите осталось всего на 1 модуль.
Такие внешние расцепители есть в каталогах многих производителей модульных автоматов защиты, но чаще всего они отключают только по превышению напряжения, внимательно смотрите документацию.
4. Почти бесплатно — защита от повышенного напряжения как часть УЗДП (устройств защиты от дугового пробоя).
Многие УЗДП представленные на отечественном рынке имеют встроенную защиту — они отключаются если напряжение питания превышает порог, который как правило нерегулируемый. Такая защита удовлетворяет не всегда, но в некоторых вариантах вполне достаточна. Если из стоимости УЗДП вычесть стоимость самого простого реле контроля напряжения, то этот вид защиты становится гораздо более привлекательным.
5. Устройства в формате вилки. Такие устройства вообще не требуют вмешательства в электрохозяйство, но за раз защищают лишь одну розетку.
1. В электросетях возможна аварийная ситуация, когда из-за обрыва нейтрального проводника напряжение в розетке в квартире может случайным образом как понизиться, так и повыситься вплоть до 400В. Предотвратить такую ситуацию вы не можете.
2. Для защиты от таких ситуаций придумали реле контроля напряжения. Реле отключит всех потребителей если напряжение в сети выйдет за допустимый диапазон.
3. Если у вас есть электроприборы с асинхронными двигателями (холодильник, кондиционер и т.д.) то вам необходима защита еще и от пониженного напряжения. Для асинхронных двигателей пониженное напряжение также опасно как и повышенное.
4. Если у вас систематически пониженное/повышенное напряжение, то вам нужно тормошить электросетевую компанию, или ставить стабилизатор.
Хочу выразить благодарность @buravik72, Евгению, @ChoBolit за ценные замечания и дополнения при рецензировании черновика.
Другие посты цикла:
Для вас работает инженер Павел Серков. Мой сайт, инстаграм, телеграм, ютуб.
Защита от гнева богов. Устройства защиты от импульсных перенапряжений
Продолжаем тему электроликбеза про устройства защиты, и этот пост — знакомство с устройствами защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Это устройства для вашего электрощита, призванные бороться с кратковременными всплесками напряжения, например из-за грозы. Текст рассчитан для нетехнарей, так что добро пожаловать)
У поста есть видеоверсия для тех, кто любит слушать:
Начнем с того, что знают сегодня даже дети — молния представляет собой разряд электричества, иногда ударяет в рукотворные объекты и способна испортить технику. Хоть это предложение и звучит по детски, но человечеству понадобились века, для понимания таких простых и очевидных сегодня вещей. Знание о природе и характеристиках разряда не далось человечеству без жертв, помянем Георга Вильгельма Рихмана.
Первыми регулярный ущерб, от удара молниями, стали испытывать связисты — телеграфные линии, растянутые по полям на столбах, регулярно приносили к дорогому и нежному оборудованию станций кратковременные всплески высокого напряжения. Причем не только от ударов молнии в сами провода, но даже от ударов молний неподалеку от линий! И уже тогда пришлось изобретать способы защиты оборудования от этих всплесков. Когда, спустя десятилетия свои провода стали растягивать на столбах уже энергетики, для только появившегося электрического освещения, некоторые наработки телеграфистов пригодились.
Стоит сказать, что для современной техники молния уже не является чем то запредельно мощным и умопомрачительным. Если взять все эти миллионы вольт и сотни тысяч ампер, умножить на время — мы получим энергию разряда, а это всего порядка 1 ГДж энергии. Если перевести в привычные кВт*ч, то это всего 277 кВт*ч, можно даже посчитать стоимость одного разряда молнии. Проблема лишь в том, что это количество энергии выделяется за доли секунды, что порождает проблемы, с которыми и борются разными техническими приемами.
Что происходит при ударе молнии в линию электропередач? Энергия молнии растекается по проводникам в поисках пути ухода в землю. Это вызывает рост напряжения до огромных величин, из-за чего изоляция не выдерживает, и ее пробивает. В тех местах, где протекал разряд, повреждения оставляет как нагрев, так и электромагнитные силы. И про электромагнитные силы хочу отметить особо: из-за очень большой скорости нарастания тока при ударе молнии, даже разряд в непосредственной близости, наводит токи в окружающих проводниках. Поэтому даже, если молния ударила в молниеотвод на крыше и ушла по металлоконструкциям в землю, на проводах внутри здания могут появиться всплески напряжения опасной величины. Поэтому защита строится не только от прямых попаданий молнией, но и от различных наведенных ею явлений.
Вопрос защиты от атмосферного электричества и от импульсных перенапряжений достаточно обширен, поэтому пост рассчитан дать лишь крайне поверхностное представление и не претендует на полноту. Для более полного и глубокого изучения темы в конце есть ссылки на дополнительные материалы. Если сформулировать кратко физический смысл устройств защиты — их задача сбросить в заземление всю энергию, наведенную в линиях молнией, не допуская чрезмерного роста напряжения. Эти устройства назвали УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений.
Акт первый. Приманиваем молнию и отправляем ее в землю.
Про громоотводы (они же молниеотводы, и они же молниеприёмники) наверняка слышали и видели все:
Это не обязательно торчащий в небо шпиль, у линий электропередач он выполнен в виде грозозащитного троса, который выше всех и не имеет изоляторов:
Принцип простой — это проводник, электрически соединенный с землей, и размещенный как можно выше. Если на данном участке создадутся условия для удара молнией, то наиболее вероятно (но не 100% гарантированно!) разряд произойдет именно в заземленный проводник, а не в окружающие объекты. Сечение проводника выбирается достаточным, чтобы провести разряд к заземлению без повреждений. Громоотвод выполняет собой роль «зонтика» принимая всю стихию на себя. Аналогия с зонтиком становится еще более явной, если посмотреть на формулы расчета радиуса защищаемой громоотводом площади — она тем больше, чем выше громоотвод. Стоит отметить, что существует несколько методик определения защищаемой молниеотводом области, и даже среди специалистов по молниезащиты нет единогласного мнения, какая методика точнее. Например фото из энциклопедии Британника показывает два подхода к расчету защищаемой области — конус по высоте молниеотвода и метод катящейся сферы.
Громоотвод оказался чертовски важен для использования в деревянных домах. Если раньше удар молнии в крышу мог устроить пожар (энергия разряда на пути в землю частично превращалась в тепло, поджигавшее все вокруг), то перенаправление разряда по металлическому штырю в землю спасало от таких страшных последствий. И если присмотреться — то все современные здания и строения имеют на крыше громоотвод. А особо важные объекты вообще могут иметь довольно сложные конструкции громоотводов. В тех местах, где надлежащее заземление сделать трудно (на скале, песках) молниезащита становится совсем нетривиальной задачей. Так выглядят громоотводы на газовой станции в Нигерии:
Но, если бы способ работал без нареканий, то текст бы оборвался на этом месте. Он и обрывался, до появления чувствительной и нежной аппаратуры.
Акт второй. Минимолнии.
Не все высоко поднятые проводники могут быть заземлены, для успешного перенаправления энергии разряда в землю. Например антенны — она должна быть высоко и заземлять ее нельзя, иначе она перестанет принимать сигналы. А можно ли сделать устройство, которое бы соединяло бы например антенну с землей только в момент удара молнии, и при этом не оказывала влияния в остальное время?
Можно, и устройство это называется искровой разрядник. Вот пример разрядника для электрооборудования конца 19 века:
Идея защиты проста — между защищаемым проводником и заземлением в разряднике создается минимально допустимый зазор так, чтобы при нормальной работе напряжение не превышало напряжение пробоя зазора. Если в защищаемой линии по какой то причине напряжение возрастет (из-за удара молнии или из-за всплесков от работы электрооборудования) то в зазоре происходит электрический пробой — зажигается электрическая дуга, которая из-за ионизации газа неплохо проводит ток. Именно эта дуга обеспечивает временное электрическое соединение с землей, и гаснет, если напряжение понизилось ниже напряжения гашения дуги.
Но есть две проблемы. Первая — малопредсказуемое напряжение пробоя разрядника — изменение температуры, влажности воздуха — и напряжение изменилось. Немного коррозии — напряжение изменилось. Кривые ручки регулировщика — очень сильно изменилось. Второй недостаток — более фундаментальный — напряжение при котором происходит пробой, и напряжение, при котором дуга гаснет отличаются. Причем напряжение зажигания дуги еще зависит от скорости нарастания напряжения. График на картинке как раз показывает «горб» — пока разрядник не сработал напряжение успевает вырасти, затем зажигается дуга и напряжение падает. Пунктиром показан график напряжения при защите варистором.
Если первый недостаток получилось побороть, заключив разрядник в герметичную колбу, заполненную заранее приготовленной смесью газов, то со вторым ничего поделать не получилось. Да, разными ухищрениями можно уменьшить разницу между напряжением пробоя и напряжением, когда дуга гаснет, но не радикально. Причем напряжение гашения должно быть ВЫШЕ напряжения источника питания (*с оговорками). Иначе может получиться неприятная ситуация, когда разряд молнии пробил разрядник и ушел в землю, но дуге погаснуть уже не даст генератор, питающий линию. И дуга в разряднике будет гореть пока кто-то из них не сломается. Вот пример разрядника РБ-5, отечественного производства из аппаратуры связи — колба герметична и заполнена инертным газом:
В принципе, до широкого распространения полупроводниковых приборов (где-то до середины 60х) защита в виде разрядников всех устраивала. При должном запасе прочности изоляции, кратковременный всплеск напряжения на пару кВ (пока не сработает разрядник) большинство аппаратуры могло вынести. Но потом в широкий обиход вошли полупроводниковые устройства, для которых даже небольшое кратковременное повышение напряжения означало смерть.
Разрядники применяются до сих пор и очень широко. Причем разрядники выпускаются огромным ассортиментом на все случаи жизни, от маленьких для защиты линий связи до огромных для зашиты линий электропередач. Вот например как выглядит разрядники в плате мини-АТС (цилиндрические с брендом производителя EPCOS), для защиты от импульсов высокого напряжения, которые могут оказаться в телефонной линии:
Акт третий. Полупроводники защищают полупроводники.
На замену разрядникам в деле защиты линий (причем не только линий электропередач, но и например линий связи, но пост в основном посвящен линиям электропередач напряжением 220-230В) пришли варисторы. Это особый тип резисторов, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения. Вот так выглядит их Вольт-амперная характеристика, которая показывает связь тока через прибор и приложенного напряжения:
То есть они ведут себя примерно как разрядники. Если напряжение ниже порогового — то их сопротивление велико, есть только мизерный ток утечки. Если напряжение превышает пороговое, то варистор довольно сильно меняет свое сопротивление, начиная хорошо проводить ток. Но, в отличии от разрядника, возвращается в исходное состояние с высоким сопротивлением, стоит лишь напряжению опуститься ниже порогового. В итоге напряжение на контактах варистора получается относительно стабильным, повышение напряжения он скомпенсирует увеличением тока через себя, что не даст напряжению расти.
Чисто технически, варистор представляет собой таблетку спеченной керамики из вещества, которое обладает свойством полупроводника, например гранул оксида цинка в матрице из смеси оксидов металлов, поэтому его и называют MOV — Metal Oxide Varistor. Гранулы создают огромное количество pn переходов, проводящих ток в одном направлении. Но так как их образуется много и в случайном порядке, для выпрямления тока они бесполезны. Но свойство устраивать электрический пробой при превышении определенного напряжения (а электрический пробой pn перехода обратим), оказалось очень кстати. Регулируя толщину таблетки, можно добиться достаточно стабильного порогового напряжения при производстве. А увеличивая объем шайбы, можно увеличить максимальную энергию импульса, который способен поглотить варистор.
Варистор получился не идеальным, поэтому он не заменил, а лишь дополнил разрядники. За огромный плюс — отсутствие разницы между напряжением пробоя и напряжением восстановления, варисторам прощают токи утечки, ограниченный ресурс (после некоторого количества срабатываний может потерять характеристики), большой габарит при скромных допустимых энергиях разряда. Включенный в линию варистор будет гасить всплески напряжения примерно таким образом:
Так как варистор может со временем прийти в негодность, и например начать проводить ток, когда не требуется, устраивая короткое замыкание, необходимо предусматривать защиту от короткого замыкания. Большие могучие варисторы на DIN рейку, для защиты силовых линий, часто содержат в себе встроенную защиту. Вот например так выглядит начинка варистора в щиток от IEK:
Видно саму таблетку варистора (синего цвета). К ней присоединены электроды и подпружиненный флажок опирается на электрод, припаянный легкоплавким припоем… Если варистор нагревается свыше разумного (не важно, от пришедшего импульса с молнии, или по причине деградации) то припой плавится, электрод отсоединяется, разрывая цепь, и пружина опускает флажок, показывает неисправность варистора. Если защиты не предусмотреть, неконтролируемый нагрев варистора может устроить пожарчик.
Варисторы небольших размеров можно встретить во множестве электронных устройств, для защиты от случайно пришедших по сети всплесков высокого напряжения. В большинстве удлинителей, именующих себя «сетевыми фильтрами» вся фильтрация сводится к наличию пары варисторов внутри. Вот на фото можно разглядеть варисторы (синего цвета) в разных удлинителях:
Акт четвертый. Защита для самых нежных.
Этот раздел я включил полноты ради.
Помимо варисторов и разрядников есть еще устройства защиты — полупроводниковые супрессоры (TVS-transient voltage suppressor), они же TVS-диоды, они же полупроводниковые ограничители напряжения. Это специально спроектированные диоды, которые работают на обратной ветви вольт-амперной характеристики (да, той самой, где происходит обратимый электрический пробой у варисторов). Физически они выполняют ту же самую функцию, что и остальные устройства защиты — не проводят ток, если напряжение в норме и начинают проводить ток, если напряжение почему-то превысило допустимое значение, тем самым выполняя роль ограничителя. На фото довольно крупный экземпляр, они бывают совсем миниатюрные:
Полупроводниковые ограничители напряжения почти прекрасны всем, кроме одного — величина энергии импульса, который они способны ограничить, поглотив излишки, очень мала. Создание на их базе защиты, способной хоть как то сравниться по характеристикам с разрядниками или варисторами будет слишком дорогой. Поэтому они нашли применение там, где нужна компактная защита самой нежной и чувствительной электроники от небольших по мощности всплесков, например от статического электричества. Будьте уверены — в вашем телефоне все контакты, что ведут внутрь (USB, наушники) защищены маленькими TVS диодами, которые не позволят напряжению на этих контактах повыситься выше 5 В, даже если вы случайно «щелкните» по ним электричеством снимая свитер.
Если хочется узнать поподробнее про полупроводниковые ограничители напряжения, это можно сделать тут, и тут. Но, если вы не разработчик электроники, то врядли вы будете как-то взаимодействовать с этими устройствами защиты.
Акт пятый. Концепция зональной защиты.
А можно поставить в электрощиток на вводе в дом универсальное устройство защиты от импульсных перенапряжений, и не знать проблем? К сожалению — нет. Хотя бы потому что даже если вы подавили все нежелательные всплески на входе в дом, можно повторно словить их проводкой внутри здания, например когда ток разряда молнии будет следовать от громоотвода в землю где-то за стенкой — электромагнитное поле столь мощное, что в любом проводнике наведет импульс тока. Или например, что в сеть импульс повторно проникнет через телефонный аппарат, придя по телефонной линии. Поэтому процесс построения защиты усложняется — нужно анализировать все пути проникновения электромагнитного импульса от молнии внутрь защищаемого объекта.
Чтобы не ставить на каждое устройство полный комплект устройств для защиты от прямого попадания молнией (было бы слишком дорого), придумали концепцию зональной защиты, и соответствующих классов устройств. Объект, электрическая начинка которого защищается от повреждения молнией, разделяется на зоны, согласно степени воздействия молнией. Все линии (силовые, связи), переходящие из зоны в зону, на границе зон оснащаются устройствами защиты. Проще понять это на абстрактном примере дома:
(LPZ — lightning protection zone — зона защиты от молнии)
Зона 0а — это зона, куда непосредственно может ударить молния. В проводнике может оказаться полный ток молнии
Зона 0b — это зона, куда молния напрямую уже не ударит, но в проводнике может оказаться частичный ток молнии — как из-за электромагнитного поля, так и просто из-за пробоя изоляции.
Зона 1 — Это зона, где может появиться наведенный молнией ток.
Зона 2,3,4 и т.д. — зона, где наведенный молнией ток ослаблен и меньше, чем в вышестоящей зоне. Зон может быть сколь угодно много, как в матрешке.
То есть понятно — при переходе из зоны в зону, электромагнитный импульс молнии ослабевает, в том числе из-за устройств защиты на границах зон, и за счет экранирования и ослабления в пространстве. Например бетонная стенка с заземленной арматурой внутри может служить таким экраном. Зоны обычно разделяются по естественным препятствиям — стена, корпус шкафа, корпус прибора и т.д.
И вот для удобства, устройства защиты разделили на классы. И когда понятно деление на зоны — достаточно взять из каталога устройство соответствующего класса.
Класс I (B)- это устройства способные выдержать частичный ток молнии (зона 0), и предназначены для установки на вводном щите. (где зона 0 переходит в зону 1)
Класс II ©- это устройства способные выдержать меньший ток, чем устройство класса I, но они дешевле и напряжение, до которого они срежут импульс меньше. Предназначены для установки на распределительном щите. (Как раз где зона 1 переходит в зону 2)
Класс III- (D)Это устройства способные выдержать импульс еще меньшей величины, чем класс II, но зато срезающие импульс почти полностью. И предназначены для установки уже на щит конечного потребителя. Многие грамотно спроектированные устройства имеют подобную защиту уже внутри себя.
Почему бы не ставить везде устройства защиты класса I? А просто потому что установка устройства класса I там, где с лихвой хватит класса III, например у конечного потребителя — неоправданный перерасход бюджета. Это как строить полностью укомплектованную пожарную часть там, где достаточно поставить огнетушитель. Кроме того, чем брутальнее и мощнее устройство защиты, тем больше величина напряжения импульса, который просачивается через нее в потребителя. (тем выше напряжение ограничения, см картинку выше)
Но если хочется всё и сразу, существуют комбинированные устройства, например Класс I+II которые соответствуют параметрам сразу нескольких классов, но за такую универсальность производитель попросит дополнительных денег.
Акт шестой. Стандартная молния.
Каждый удар молнии уникален по своим характеристикам. Но устройства защиты нужно как то тестировать, сравнивать, разрабатывать, поэтому пришлось договариваться о некоторых характеристиках электромагнитного импульса, который наводит молния. Поэтому на лицевой панели устройств защиты, а также в документации можно увидеть: (поглядите маркировку на распиленном УЗИПе от IEK на фото выше)
Пиковое значение тока, который проходит через прибор без его повреждения, в тысячах ампер (кА). Например 50 кА — означает, что пиковый ток в импульсе достигает 50 000 Ампер.
Запись о длительности импульса, в микросекундах. Она указывается через дробь. Например 10/350 означает, что импульс нарастает до максимального значения тока за 10 микросекунд, а потом плавно спадает до нуля за 350 микросекунд. Или например 8/20. (10/350 — длинный и мощный импульс, характерный для прямого попадания разрядом, а 8/20 — короткий, более характерный наведенному от молнии неподалеку)
Рабочее напряжение. Это нормальное напряжение в линии, к которой подключается защита.
Напряжение ограничения, в вольтах. Это величина остаточного напряжения импульса на клеммах устройства (позже укажу почему это важно), до которого устройство защиты сможет его уменьшить.
Класс устройства (см. часть про зональную концепцию).
Стоит отметить, что даже многолетняя собранная статистика не исключает, что конкретно вы не согрешили настолько, что по вам ударит аномально мощная молния, но вероятность этого весьма низкая. (Например МЭК 62305-1 считает, что даже по самым отъявленным грешникам молнии с зарядом более 300 Кл выпускаются менее чем в 1% случаев.)
Вот прекрасная в своей наглядности иллюстрация из руководства OBO BETTERMANN, где иллюстрируется статистика разрядов молний по току, и как разные уровни защит от молний (LPL) их покрывают:
Так как процесс предсказания тока у молнии, которая ударит в объект в будущем сродни процессу предсказания курса биткоина (то есть гадание), и придумали разные уровни защит от молний, и картинка выше наглядно показывает как они соотносятся. Необходимый уровень защиты выбирается согласно оценке рисков ущерба от попадания молнии.
Акт седьмой. Портим всё забыв про мелочи.
Описанное выше актуально для сферического коня в вакууме. В реальной жизни есть огромное количество тонкостей, которые опускаются для упрощения, но рано или поздно дадут о себе знать. Вот примеры некоторых из них:
1. Собственная индуктивность и сопротивление проводников.
Отрезок провода длинной 1 метр обладает индуктивностью примерно 1 мкГ и ненулевым сопротивлением. А значит при высоких темпах нарастания тока (а для молний они как раз характерны) лишний запас провода может свести смысл защиты к нулю. Многие производители в своих руководствах явно указывают, что длина проводников от линии к клеммам устройства защиты должны быть максимально короткой, и в сумме не превышать 0,5 м. Вот наглядная картинка из руководства OBO BETTERMANN, как лишние 2 метра провода повлияли на защиту. Если УЗИП (оранжевый) срезает пришедший импульс до величины 1,5 кВ, то на проводниках падает дополнительно 2 кВ, и в итоге в нагрузку придет импульс напряжением 3,5 кВ.
Весьма изящным способом уменьшить влияние проводников является подключение вот таким образом:
Некоторые производители, для удобства монтажа вообще предусматривают двойные клеммы, например как на этом устройстве (отечественное кстати):
2. Сопротивление играет роль.
При токе разряда молнии в 50 кА, на проводнике с сопротивлением в 0,1 Ом при протекании тока создастся разница напряжения в 5 кВ. Поэтому УЗИП следует подключать максимально толстым проводником, не менее 6 мм2, даже если сама по себе линия 2,5 или даже 1,5 мм2. Если вы подключили УЗИП V-образно как на фото выше, то толстым у вас останется только заземляющий проводник.
3. Устройства защиты без согласования бесполезно соединять параллельно.
Может закрасться мысль, что если параллельно поставить несколько устройств защиты, то мы получим Мегазащиту. Но это так не работает. Когда по линии прилетит импульс — то первым сработает кто-то один, и примет на себя весь удар. Чтобы каскад из защит работал согласованно, и по мере необходимости в дело поглощения импульса подключались все более и более мощные устройства, они должны согласоваться специальными дросселями. Но так как расчет такого каскада задача непростая, то и устройства согласования в каталогах производителей УЗИП найти крайне трудно. Производитель стал выпускать комбинированные устройства согласуя их внутри сам. То есть вместо установки рядом УЗИП II и УЗИП III класса нужно взять готовое устройство II+III класса.
4. Ставим автомат вместо предохранителя.
Если вы внимательно прочитаете документацию на устройства защиты от импульсных перенапряжений, то многие производители требуют установку предохранителей для защиты от короткого замыкания — если устройство выйдет из строя, оно может устроить короткое замыкание защищаемой линии на землю. И при таком сценарии лучше, если сгорит предохранитель и отключит устройство защиты от линии, чем это сделает вводной автомат обесточив нагрузку. Но см. п.1 — глупо сначала добиваться минимальной индуктивности проводников, чтобы затем воткнуть автоматический выключатель, внутри которого электромагнитный расцепитель в виде катушки индуктивности. В итоге автоматический выключатель будет работать как дополнительные виртуальные несколько метров провода (см п1) увеличивая напряжение импульса, дошедшего в нагрузку. И именно поэтому крайне желательно использовать именно предохранители. (это еще если не брать во внимание, что есть опасность что импульс тока в 10-50-100 кА вызовет спекание контактов в автомате)
5. УЗИП на базе варисторов имеют ток утечки.
Он небольшой, но при этом не нулевой. И тут здравый смысл отходит на второй план перед электросетевой компанией, которая имеет свое мнение на то, где должно быть установлено УЗИП. Так что может получиться так, что УЗИП вы поставите после счетчика. Но так как счетчик — собственность электросетевой компании, можете делать кулфейс когда после грозы сгорит счетчик и вам придут его менять.
6. Отсутствие контроля.
Представьте, что вы оснастили УЗИПами электрощит, который питает метеостанцию в безлюдном месте. Рядом прошла гроза, УЗИПы выполнили свою функцию, спасли начинку станции от повреждения, но погибли сами — их отключила защита. И получается ситуация, когда станция нормально работает, но при этом не имеет защиты, и следующая гроза может вывести ее из строя. Именно от таких неприятных ситуаций, существуют УЗИП с контактами, которые размыкаются/замыкаются, когда защита выходит из строя (например на фото УЗП-220 это контакты 4 и 5). В таком случае умерший УЗИП может подать сигнал в систему диспетчеризации, что пора высылать монтажника для замены защиты.
Акт восьмой. Практический.
Дочитавший до этого места наверняка уже задался вопросом — а зачем мне надо УЗИП и как его включать? Переходим к конкретике.
Если вы живете в частном доме и электричество в дом поступает по воздушной линии электропередач, то вам требуется УЗИП, причем класса I. (В некоторых случаях может хватить и II класса, но тут уже очень много «но») Если вы живете в многоквартирном доме, все инженерные системы которого в порядке, то в УЗИП не является устройством первой необходимости, но хуже не сделает. Типовая схема использования УЗИПов выглядит вот так (опять взял картинку из руководства OBO BETTERMANN:
Ввод слева. УЗИПы класса I располагаются сразу после вводного автомата (ну или после электросчетчика, если электросетевая компания желает) по одному на каждую фазу. Видно повторное заземление (5) и TN-C превращается в TN-C-S. Без заземления УЗИП не работает — куда ему отводить энергию импульса, кроме как в землю?
Внутри здания на промежуточном щите, например этажном, используются УЗИП класса II, которые подавят то, что смогло пройти через УЗИПы на вводе. Обратите внимание — между N и PE стоит УЗИП специально для этого предназначенный, так как в норме напряжение между N и PE невелико.
Ну и наконец рядом с потребителем ставится УЗИП класс III. У хорошо спроектированных устройств внутри уже предусмотрена производителем защита от перенапряжений.
Электронная техника у вас дома уязвима перед электромагнитными импульсами, которые может принести разряд молнии, даже неподалеку.
Для защиты от этих импульсов (а также от импульсов, возникающих при коммутации индуктивных нагрузок) придумали УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений. УЗИП может содержать внутри себя как разрядник, так и варистор, все зависит от характеристик, которые должен обеспечивать УЗИП.
УЗИП выпускают разных классов, от I до III. Для установки на вводной щит дома подходят устройства I класса. Но существуют также устройства, способные обеспечить защиту, соответствующую нескольким классам.
Весь защитный эффект от УЗИП можно свести на нет некорректным подключением.
УЗИП может выйти из строя, и при отсутствии регулярного осмотра это останется незамеченным.
Что еще почитать для углубления знаний:
1. Прежде всего нормативная документация. Говорим Окей, гугл, «Устройство молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций: Сборник документов. Серия 17. Выпуск 27» и внимательно изучаем, в сборнике собраны нормативные документы: Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122-87) и Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций (СО 153-34.21.122-2003) а также отдельно гуглим и смотрим ГОСТ Р МЭК 62305. Он состоит из большого количества частей, но ни один блогер в интернете не может быть выше нормативных требований.
2. Есть прекрасный сайт https://zandz.com Ребята не только записали вебинары с приглашенными специалистами сферы, но и сделали их стенограммы, так что можно быстро прочитать вместо просмотра видео. Все это великолепие они выложили бесплатно, но потребуется регистрация. Респект. Видеозаписи вебинаров у них на ютуб канале лежат и доступны без регистрации, например вебинары проф. Базеляна
4. Многие производители выпускают руководства по проектированию — такая завуалированная реклама, где простым языком объясняются основы и заодно приводится выдержки из каталога оборудования, которое решает проблему. На русском языке есть прекрасное руководство от шнайдер электрик (https://www.se.com/ru/ru/download/document/MKP-CAT-ELGUIDE-19/), нас интересует раздел J, посвященный защите от перенапряжений. В нем все довольно просто, наглядно и точно.
5. Если вы владеете английским языком, то фирмы, производящие все для молниезащиты, выпустили замечательные руководства. Конечно с перекосом в свою продукцию, но как видите некоторые иллюстрации я позаимствовал у них. Это OBO BETTRMAN lightning protection guide, Dehn lightning protection guide.
Также хочу выразить благодарность @ChoBolit, Денису, Евгению и @buravik72 за рецензирование черновиков статей.