Перегрузка электросети

Причины и решения

Главными тремя причинами перегрузки электрической сети назовем:

излишняя нагрузка на конкретное питающее ответвление электросети;
использование электроприборов, реальная мощность которых превышает номинал ввиду поломки электрической начинки;
несвоевременная замена электропроводки ввиду ее физического износа.

Излишняя нагрузка

К первому случаю можно отнести ситуацию, когда из-за включения нескольких приборов в одну розетку начинаются проблемы

Если не обратить на них внимание, последствия будут очень печальны (минимум как на фото ниже)

Итак, приводим конкретный пример: есть у нас розетка на два гнезда и мы в нее желаем подключить одновременно стиральную машину и микроволновую печь. В сумме они потребляют, допустим, 3,5 киловатта. Включаем оба прибора, раздается щелчок в коридоре — погас свет. Сработал автоматический выключатель. Мы подходим к нему и читаем — 10 ампер. Это означает, что данный автомат отсекает нагрузку свыше этого предела, а в переводе на мощность (амперы умножаем на стандартное напряжение сети 220 вольт) это составляет 2,2 киловатта. Тут уже можно совершить страшную ошибку — заменить автомат на другой, с пределом уже 16 ампер и выше. Снова включив два мощных прибора в розетку, мы ощущаем неприятный запах паленой электропроводки (это потенциально является причиной пожара, потому-то ошибка и страшная). Выключаем, смотрим на розетку, а на ней тоже выгравировано 10 ампер. И снова мы бежим в строительный магазин за новой, более стойкой к перегрузке розетке, на 16 ампер. Уж она-то точно выдержит мощность в 3500 ватт.

Вот только установив ее на место старой ситуация не улучшилась — мы все еще задыхаемся от пластмассового амбре. Как же так? Уже и автомат поменян, и розетка. Подводит теперь провод. Правда, подводит не он нас, а мы его. Провод — тоже элемент электросети, и при строительстве был, также как и автомат с розеткой, уложен с расчетом нагрузки на силу тока в 10 ампер.

Чтобы заменить провод, придется туго — это уже очень кропотливая работа, заключающаяся в демонтаже отделки стен в местах, где он проложен. Потому мы вынуждены с болью в сердце признать — приборы придется включать по отдельности, а деньги на более мощную электротехнику потрачены зря. Правда, не совсем зря. Мы таки купим мощный провод сечением на 2,5 квадратных миллиметра и проведем его от щитка с новым автоматом через к свежей 16-амперной розетке. Вот только внешний вид будет безнадежно испорчен.

Мораль такова — чтобы обеспечить защиту от перегрузки электросети, нужно убедиться, что абсолютно все ее элементы не подвергались нагрузкам свыше их номинала на конкретном участке.

Для этого еще на этапе строительства или капитального ремонта необходимо тщательно спланировать, какое количество электроприборов будет использовано, как они будут расположены и какую мощность станут потреблять. Подобрать согласно имеющимся в свободном доступе таблицам необходимую электротехнику, причем взять с запасом. Например, нам хватило бы провода 3×2,5 мм2, а мы переплатим и возьмем 3×4 мм2, более мощную розетку и подберем нужный автомат — и тогда проблем с проводкой не будет многие десятилетия — добиться перегрузки такой электросети будет крайне сложно. О том, мы рассказывали в отдельной статье. Также рекомендуем изучить информацию о том, что является не менее эффективным методом защиты от перегрузки электросети в квартире и доме.

Неисправность электроприбора

Разберемся, что это такое и чем грозит. По сути — частный случай перегрузки электрической сети, только здесь номинально все по науке, а по факту мощность прибора превышена. Это может произойти по ряду причин, перечислять их не имеет смысла. Защита от ситуации одна — либо (сочетает в себе функции автомата и УЗО). Если при прочих равных у вас — прибор нужно отремонтировать или заменить.

Несвоевременная замена проводки

Тут тоже все ясно. Вот как возникает проблема — старые провода в местах контактов, изгибов и движения постепенно изламываются и стираются. В этих зонах сечение токоведущей части резко уменьшается, а вместе с ней становится меньше пропускная способность. Особенно касается алюминия, которым забиты все старые квартиры. Чтобы обеспечить защиту от возгорания, поражения электрическим током и короткого замыкания и, конечно, банальной перегрузки электросети капитальный ремонт проводки порой необходим. О том, мы подробно рассказывали в отдельной статье.

Вопреки мнению о том, что с проводкой ничего не сделается и через 100 лет, если её не трогать, это далеко не так. Старая электропроводка таит в себе серьезные опасности, о которых обыватель даже не догадывается

С металлической жилой провода, при идеальных условиях эксплуатации, может быть и правда ничего не сделается. Однако, в реальных условиях, проводник подвержен окислению, ухудшению контакта и разогреву в месте плохого контакта… Кроме того, плохие контакты образуются и из-за ослабления затяжки винтовых соединений проводов.

А вот с изоляцией проводов — еще сложнее. Старение изоляции становится причиной выхода провода из строя и может сопровождаться различными неприятностями – от короткого замыкания, до пожара.

Нормы качества для электросетей

Документом, устанавливающим нормы качества электроэнергии в России, является ГОСТ 13109-97 принятый 1 Января 1999г. В частности, в нем установлены следующие «нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения«.

Параметр	Номинал	Предельно
Напряжение, V	220V ±5%	220V ±10%
Частота, Hz	50 ±0,2	50 ±0,4
Искажения, %	8	12
Провалы, сек	3	30
Перенапряжения, V	280	380

Таким образом, даже при нормальном функционировании электросети использование устройств ИБП для компьютерной техники является обязательным, как для защиты целостности данных, так и для обеспечения исправности оборудования. С точки зрения электроснабжения, все потребители делятся на три категории. Для наиболее массовой категории наших читателей, проживающих в домах с числом квартир более восьми или работающих в офисных зданиях с числом сотрудников более 50 актуальна вторая категория. Это означает максимальное время устранения аварии один час и надежность 0,9999. Третья категория характеризуется временем устранения аварии 24 часа и надежностью 0,9973. Первая категория требует надежности 1 и временем устранения аварии 0.

Расчет и измерение токов короткого замыкания

При коротком замыкании вся мощность электрической сети сосредотачивается на маленьком участке. Если бы кабели, провода и коммутационные аппараты не имели бы собственных сопротивлений, ток КЗ достигал бы огромных величин. Но на самом деле он ограничивается суммарным сопротивлением линии от источника питания (трансформатора на подстанции, генераторов энергосистемы) до точки КЗ.

При проектировании электроустановок величину этого тока обязательно рассчитывают. Для этого используются данные о сопротивлениях (активных и реактивных) всего электрооборудования, установленного на пути КЗ. Ток считается для самой удаленной от источника точки, чтобы проверить, отключит ли его защита.

В эксплуатации или после монтажа ток КЗ измеряют специальными приборами: измерителями петли фаза-нуль. Делается это для того, чтобы удостовериться в правильности расчетов или в местах, для которых этот расчет выполнить невозможно.

Прибор MZC-200 для измерения петли фаза-нуль

Чем дальше точка КЗ от источника, тем ток замыкания меньше. При определенном удалении может получиться ситуация, когда тока будет не хватать для срабатывания отсечек автоматических выключателей. В этом случае:

вместо модульных выключателей с характеристикой «С» (кратность отсечки 5-10) применяют «В» (кратность 3-5);
увеличивают сечение питающих кабелей.

РНПП 311М

Итак, переходим к рассмотрению прибора – реле напряжения и контроля фаз марки РНПП 311М. Это многофункциональное электронное устройство микропроцессорного типа. Почему многофункциональное? Потому с его помощью контролируется и напряжение, и перекос фаз, и слипание фаз (их последовательность). Самое главное, что даже после отключения нагрузки, реле продолжает работать и контролировать питающую сеть. И если что-то в сети не так, он не подаст электричество на оборудование. Как только параметры электрической сети придут в норму, устройство тут же в автоматическом режиме включает питание.

Настройка защитного прибора достаточно проста, она производится с помощью специальных DIP-переключателей, которые расположены на лицевой стороне корпуса. Какие параметры можно устанавливать с помощью переключателей:

установить контроль (полный) над напряжением в сети;
при этом учитывать минимальное и максимальное его значение;
контролировать напряжение в каждой фазе – ее наличие и величину;
контроль перекоса фаз;
контроль определенного их чередования, то есть, определения слипания фаз.

Кстати, это устройство может быть использовано и для защиты импортного оборудования, в котором максимальный предел напряжения равен 400 вольт, по сравнению с отечественным 380 В. Плюс ко всему к прибору может быть подключено так называемое оперативное питание, оно может быть как постоянным, так и переменным. Вообще, отличный экземпляр, который показал себя только с положительной стороны.

Что еще можно добавить относительно конструкции и наполнения реле контроля фаз РНПП 311М? Добавим, что дополнительно конструкция прибора снабжена двумя потенциометрами. С их помощью выставляется время: первый выставляет диапазон отключения, второй включения. Есть возможность увеличить порог срабатывания в пределах 5-50%, это по показателю напряжения. Плюс ко всему, это небольшие габаритные размеры, которые позволяют провести установку в любой электрический шкаф. Монтаж производится на DIN рейку.

Список используемой литературы:

Название книги Автор(ы) Описание Электробезопасность. Правила безопасной эксплуатации электроустановок Зубов С.Ф., Мосенцев В.А. Книга содержит основные правила и требования по обеспечению электробезопасности в работе с электроустановками различного назначения. Она поможет электроэнергетикам ознакомиться с правильным порядком выполнения технических мероприятий и предупредить опасности при работе с электрооборудованием. Основы электробезопасности. Учебное пособие Иванов А.И., Петров В.П. Книга предназначена для студентов и специалистов, изучающих основы электробезопасности. В ней рассматриваются основные понятия, законы и правила, касающиеся безопасности в электрических установках

Книга подробно описывает меры предосторожности, позволяющие избежать электротравм и аварийных ситуаций. Справочник по электробезопасности

Иллюстрированный Гуськов В.С., Сидоров Е.А. Справочник содержит иллюстрированные правила и рекомендации по безопасной работе с электрооборудованием. Он помогает электроэнергетикам и электротехникам ознакомиться с основными видами электроопасности, а также предлагает решения и советы по их предотвращению. Охрана труда в электроснабжении Петров В.И., Смирнов А.А. Эта книга посвящена вопросам охраны труда в электроснабжении. В ней рассматриваются основные правила и требования к безопасной работе электротехнического персонала. Книга охватывает широкий спектр тем, связанных с обеспечением безопасности в электроэнергетике. Техника безопасности на электроустановках Семенов П.В., Новиков Д.А. Книга содержит сведения о мерах безопасности на работе с электроустановками и электрооборудованием. Она описывает правила работы с электрическими цепями различного назначения, а также дает рекомендации по проведению проверок и осмотров электроустановок.

Аварийные режимы работы электросети

Каждый из нас сталкивался со случаем, когда, например, лампочка начинает «моргать» или становится слишком тусклой (слишком яркой). Многие ничего не предпринимают и надеются на то, что «болячка» сама вылечится. Для обзора отклонения работы электрической сети от нормального состояния будет использовано понятие номинального значения тока (напряжения). Номинальное значение тока (напряжения) – это его значение при нормальном (безаварийном) режиме работе электрической сети. Рассмотрим возможные варианты аварийной работы сети.

Короткое замыкание

Это явление наблюдается, когда ток достигает значений, превышающих номинальное, в 10 и более раз за короткий промежуток времени (секунды, доли секунды). При этом тепло, выделяемое при прохождении тока через проводник, достигает значений, превышающих нормальное, в 100 и более раз. Короткое замыкание является следствием замыкания фазного и нулевого проводников в однофазной цепи (фазного и фазного/нулевого проводников – в трёхфазной цепи). Последствия этого замыкания в лучшем случае – это разрыв цепи вследствие разрушения электропроводки, выход из строя электроприборов, а в худшем – пожар. Внешним признаком короткого замыкания может быть очень яркая вспышка света лампы накаливания. В этом случае необходимо обесточить возможный участок замыкания (в квартире или коттедже – основной автомат в электрощите).

Перегрузка сети

Причиной перегрузки является неспособность электроцепи или её участка (проводка, включатели, розетки и пр.) нормально (без перегрева, разрушения и т.д.) работать вследствие прохождения через них тока, превышающего допустимые значения для данной электроцепи (её участка). Следствием перегрузки являются: нагревание проводников (розеток, выключателей и пр.) до горячего состояния (небольшой нагрев обычно допускается), запах горелой проводки, оплавление, разрыв цепи, огонь. При перегрузке цепи необходимо отключить лишние электроприборы, либо обесточить всю сеть. Для того, чтобы сеть не перегружалась, необходимо подключать к сети те приборы, на которые она рассчитана.

Скачок тока

Наблюдается, когда значение тока на короткий промежуток времени (доли секунды) превышает своё номинальное значение в 3-5 раз. Может быть следствием коммутации электроприборов (носит кратковременный характер). Многие из нас, наверное, были в ситуации, когда при включении света (светильника с лампой накаливания) лампа перегорала. Это происходит в результате того, что через нить накаливания прошёл ток, превышающий значение номинального. Явление естественное. Если постоянно происходит, например, перегорание лампы, то стоит подумать о замене её на другой тип ламп, либо установить специальные приборы защиты.

Слабый ток

Частой причиной этому может быть частичный разрыв цепи, замыкание на корпус. При этом в цепи появляется дополнительное сопротивление, ограничивающее ток. Показателем этому может быть слабое свечение лампы накаливания. В таком случае необходимо провести диагностику электросети и выполнить ремонт.

Скачок напряжения

Может быть следствием, например, удара молнии. При этом значения напряжения будут превышать номинальное в десятки, сотни и даже тысячи раз. Следствием такого скачка может быть выход из строя электроприборов, подключенных к сети. Защитить электросеть от скачков напряжения можно установкой специальных устройств.

Низкое напряжение

Может быть следствием частичного разрыва электроцепи. Также может быть следствием коммутации электроприборов (носит кратковременный характер). Длительная эксплуатация электроприборов с таким напряжением может быть причиной выхода их из строя. В случае, если диагностика сети выявила, что причина во внешнем источнике (то есть к электрощиту уже подходит низкое напряжение), то можно решить проблему установкой специальных устройств.

Важно! Стоит помнить, что многие электроприборы если и допускают работу с неноминальными значениями напряжения (см. характеристики приборов), то кратковременную

Поэтому в случае возникновения аварийного режима необходимо обесточить сеть для того, чтобы избежать дорогостоящего ремонта или замены не только проводки, розеток и пр., но и бытовых электроприборов. В некоторых случаях можно избежать более тяжёлых последствий всего лишь вовремя отключив электроприбор (нагрузку) от сети, так как именно наличие включенного прибора в электроцепи вызывает увеличение тока и, как следствие, более быстрое разрушение (выгорание) электропроводки и пр.

Защита оборудования от перенапряжения

Перенапряжение – это неожиданный рост напряжения в электрической сети, который может возникнуть из-за различных причин. К таким причинам относятся молния, скачки напряжения в сети, включение и выключение больших нагрузок и другие факторы.

Перенапряжение может иметь серьезные последствия для оборудования, таких как повреждение электрических компонентов, снижение срока службы и даже полный отказ оборудования

Поэтому защита оборудования от перенапряжения является крайне важной задачей

Существуют различные способы защиты оборудования от перенапряжения.

Стабилизаторы напряжения – это один из наиболее популярных способов защиты от перенапряжения. Они предназначены для поддержания стабильного напряжения в электрической сети, предотвращая скачки и колебания. Стабилизаторы напряжения могут быть использованы для защиты различных видов оборудования, таких как компьютеры, холодильники, телевизоры и другие электронные устройства.

Устройства защиты от перенапряжения – это специальные устройства, которые предназначены для защиты от перенапряжения в электрической сети. Они могут быть установлены на различных уровнях системы электроснабжения, начиная от вводной панели и заканчивая конкретными электронными устройствами. Устройства защиты от перенапряжения мониторят напряжение в сети и в случае перенапряжения автоматически отключают оборудование, предотвращая его повреждение.

Грозозащита – это специализированные системы, предназначенные для защиты от перенапряжения, вызванного молнией. Они включают в себя молниеотводы, разрядники и другие устройства, которые направляют молнию в заземление, минимизируя риск повреждения оборудования. Грозозащита имеет особое значение для объектов, находящихся на открытом воздухе или на высоте.

Заземление – это один из основных способов защиты оборудования от перенапряжения. Правильное заземление обеспечивает путь для отвода избыточного электрического заряда в землю. Заземление должно быть выполнено согласно требованиям электрической безопасности и проверено регулярно.

Все эти методы защиты от перенапряжения могут быть использованы вместе для повышения надежности защиты оборудования и обеспечения безопасности работы электрической сети.

Как устранить перегрузку электросети

Как бы то ни было, если у Вас периодически «вырубаются» автоматы защиты, причем происходит это через некоторое время после включения приборов, то очень велика проблема перегрузки в сети.

Решений несколько:

Если сечение кабеля позволяет, увеличьте номинал автомата защиты;
Если сечение кабеля или проводов минимальны, например старый алюминий, то разделите розетки этой группы и проведите дополнительную группу розеток от квартирного щитка или от этажного щита.
Если у вас стоит старый автомат защиты, то вполне возможно ложное отключение из-за старости автомата. Снимите старый автоматический выключатель и установите новый автоматический выключатель, это может помочь.
И последнее, не пользуйтесь тройниками и минимально используйте удлинители. Большое количество розеток, провоцирует включение дополнительных бытовых приборов и может приводить к перегрузке.

Важно. Частое отключение автоматов защиты, реальное следствие перегрузки. Относиться к перегрузке нужно серьезно

Перегрузка это нагрев проводки, а где нагрев, там и до пожара недалеко

Относиться к перегрузке нужно серьезно. Перегрузка это нагрев проводки, а где нагрев, там и до пожара недалеко.

Способы противодействия негативным воздействиям

В нижеприведенную таблицу сведены все виды негативных воздействий в электросети и технические методы борьбы с ними.

Вид негативного воздействия	Следствие негативного воздействия	Рекомендуемые меры защиты
Импульсный провал напряжения	Нарушение в работе оборудования содержащего микропроцессоры. Потеря данных в компьютерных системах.	Качественные блоки питания. Онлайн ИБП
Постоянный провал (занижение) напряжения	Перегрузка оборудования содержащего электромоторы. Неэффективность электрического отопления и освещения.	Автотрансформаторные регуляторы напряжения. Импульсные блоки питания.
Пропадание напряжения	Выключение оборудования. Потеря данных в компьютерных системах.	Батарейные ИБП любого типа, для предотвращения потерь данных. Автономные генераторы, при необходимости обеспечения бесперебойности работы оборудования.
Завышенное напряжение	Перегрузка оборудования. Увеличение вероятности выхода из строя.	Автотрансформаторные регуляторы напряжения. Сетевые фильтры с автоматом защиты от перенапряжения.
Импульсные перенапряжения	Нарушение в работе оборудования содержащего микропроцессоры. Потеря данных в компьютерных системах. Выход оборудования из строя.	Сетевые фильтры с автоматом защиты от перенапряжения.
Высокочастотные перенапряжения.	Нарушения в работе высокочувствительной измерительной и звукозаписывающей аппаратуры.	Сетевые фильтры с ФНЧ. Развязывающие трансформаторы.
Перекос фаз (разница фазного напряжения)	Перегрузка трехфазного оборудования.	Выравнивания нагрузки по фазам. Содержание в исправности силовой кабельной сети.
Отклонение частоты сети	Нарушение работы оборудования с синхронными двигателями и изделий зависящих от частоты сети.	Онлайн ИБП. Замена устаревшего оборудования.

Следует отметить, что современные качественные ИБП имеют в своем составе сетевой фильтр и ограничитель напряжения. Время реакции и переключения на батарею достаточно мало для обеспечения надежной бесперебойной работы любых электронных устройств. Использование отдельных стабилизаторов может быть оправданно при большом количестве оборудования, так как цена стабилизатора на 10 КВт примерно равна цене ИБП на 1КВт. Использование отдельного сетевого фильтра гораздо менее оправданно. ИБП не предназначены для систем, требующих непрерывного функционирования. Если мощность такого оборудования превышает 1 КВт, оптимальным решением будет использование автономного дизельного генератора.

Аварийный режим работы люминесцентных светильников

Светильник люминесцентный

Пожарная безопасность люминесцентных светильников означает практическую невозможность загорания, как самого светильника, так и окружающей его среды, что должно обеспечиваться конструкцией светильника, выбором комплектующих изделий и материалов с температурными характеристиками соответствующими тепловому режиму работы светильника. При этом характеристиками пожаробезопасности является соответствие температуры на основных элементах светового прибора допустимым значениям, как в рабочем, так и в аварийном режиме его работы.

Рассмотрим возможные причины появления больших температур на люминесцентных лампах со стандартными электромагнитными пуско-регулирующими аппаратами (ПРА). С точки зрения физического процесса получения света люминесцентные лампы более значительную часть электроэнергии превращают в видимое световое излучение, нежели лампы накаливания. Однако при определенных условиях, связанных с неисправностями ПРА люминесцентных ламп, возможен их сильный нагрев (в отдельных случаях до 190-200 °С), в результате чего происходит размягчение и вытекание заливочной массы, приводящее к возгоранию полимерных рассеивателей люминесцентного светильника.

Определенную пожарную опасность представляют стартеры, т.к. внутри некоторых из них находятся легкосгораемые материалы (бумажный конденсатор, картонные прокладки и др.).

Примером пожара от аварийной работы ПРА люминесцентного светильника является пожар, произошедший 26.03.2012 году в детском саду № 262 ОАО г. Омска. В результате аварийной работы ПРА, произошло загорание рассеивателя светового прибора, обрушение его на пол и последующее загорание напольного покрытия.