Что такое устройства электрозащиты и зачем они нужны
Устройства электрозащиты – это приборы, которые помогают снизить риски при аварийных ситуациях в электросети. К таким ситуациям относятся короткое замыкание, перегрузка линии, утечка тока, нестабильное напряжение и отключения электричества. Что помогает справиться со скачками напряжения подробно описывается в отдельной статье.
Устройства электрозащиты – электронные приборы, которые делают безопасной:
- работу бытовой техники, уберегая её от повреждений, вызванных сетевыми авариями;
- эксплуатацию оборудования, защищая пользователей от поражения током.
К устройствам электрозащиты относятся:
- модульные приборы, устанавливаемые в распределительных электрощитах на DIN-рейки (автоматические выключатели, УЗО, РКН, УЗИП);
- приборы, подключающиеся в розетку или через клеммные терминалы (стабилизаторы напряжения, ИБП, УЗО и реле напряжения розеточного типа).
Без эффективной защиты электросеть становится небезопасной для пользователя и подключенной электротехники: повышается риск перегрева электропроводки, выхода из строя приборов и поражения током человека.
Каждой устройство электрозащиты защищает от конкретной проблемы, выполняя свою задачу. При совместной работе они образуют комплексную электрозащиту квартиры и дома. Например, автоматический выключатель защищает линию от КЗ и перегрузки, УЗО – от утечек тока, реле напряжения – от аварийного напряжения, УЗИП – от импульсов напряжения, стабилизатор – от периодических перепадов напряжения, а ИБП – от отключения питания.
Какие устройства электрозащиты устанавливают в квартире и доме
Рассмотрим распространенные устройства, которые есть в каждом жилище или коммерческом помещении и образуют комплексную защиту всей внутренней электросистемы.
Автоматические выключатели
Альтернативные названия: автоматы, автоматы защиты, пакетники.
Зачем нужны: защищают электропроводку от токов КЗ и перегрузки.
Как работают: когда ток превышает установленный предел, активируется механизм, который размыкает линию, защищая всю нагрузку на участке от опасных последствий и предотвращая возможное возгорание, вызванное перегревом проводки.
В отличие от предохранителей, пакетники рассчитаны на многоразовое использование. После срабатывания их работа может возобновиться. Устройства применяются в качестве ручного выключателя/включателя определенных линий, потребителей или всего объекта.
Автоматы устанавливают в электрощитке на вводе, на отдельные линии освещения, розеточные группы, мощную бытовую технику, котельную, кухню, бойлер, кондиционер и другие потребители. Разделяются по номинальному току, на который они рассчитаны. Например, если потребление нагрузки 7 кВт, то подойдет модель на 32 А. Для питания бытовых розеток и освещения применяются достаточно приборов на 16 А.
Отчего не защищает: от утечки тока. Не решают проблему перепадов напряжения. Поэтому его используют вместе с УЗО, РКН, УЗИП.
УЗО
Полное название: устройства защитного отключения
Зачем нужны: для защиты пользователей от удара током при появлении токовых утечек на электроприборах с металлическим корпусом. Причины утечек тока в основном связаны с нарушением изоляции корпуса техники, некачественными изоляционными материалами или повреждением кабеля.
Как работают: отслеживают ток утечки на линии (на всём участке после их размещения), при выявлении опасного потенциала практически мгновенно обесточивает электропроводку на участке. В результате человек не успевает ощутить воздействие тока.
УЗО обязательно для влажных помещений и техники, которая контактирует с водой: ванной комнаты и кухни. Устанавливается перед бойлером, электроводонагревателем, стиральной и посудомоечной машиной, насосом.
От чего не защищают: от перегрузок, КЗ и сетевых перепадов. Поэтому устройство подключают вместе с автоматом, РКН, УЗИП.
Подробнее о том, как выбрать УЗО подходящего номинала, можно прочитать в отдельной статье.
АВДТ
Полное название: автоматические выключатели дифференциального тока (сокращенно – дифавтоматы).
Зачем нужны: для защиты от КЗ, перегрузки и утечки тока, объединяя функционал автоматического выключателя и УЗО.
Как работают: внутри три компонента – тепловой расцепитель срабатывает при длительных перегрузочных процессах, электромагнитный расцепитель активируется при КЗ, дифференциальный трансформатор контролирует ток фазы и нейтрали.
Устанавливаются, когда одновременно требуется защита системы от КЗ, перегрузок и утечек тока при ограниченном месте в электрощите.
От чего не защищают: от сетевых перепадов и импульсных всплесков. Поэтому совместно с ними дополнительно подключают реле напряжения, УЗИП, стабилизаторы и ИБП.
РКН
Полное название: реле контроля напряжения
Зачем нужны: для защиты от опасного повышения или понижения напряжения в электросети. Полезны при обрыве нуля, перекосе фаз, аварийном напряжении.
Как работают: отслеживают уровень напряжения в сети и отключают питание, если оно становится опасным для техники. После возвращения вольтажа в настроенный пользователем диапазон питание возобновляется с заданной задержкой.
Устанавливаются на DIN-рейку в щиток или вставляются в розетку перед отдельными приборами.
От чего не защищают: от короткого замыкания или перегрузки, а также не способны поддерживать напряжение, когда оно постоянно скачет. Если сеть постоянно «плавает», устройство будет часто срабатывать, обесточивая нагрузку. В такой ситуации оптимально подключить стабилизатор.
УЗИП
Полное название: устройства защита от импульсных перенапряжений
Зачем нужны: для защиты от импульсных всплесков, которые часто возникают от наводок молний, авариях на линии или при коммутации мощного электрооборудования.
Как работают: отводят опасный импульс на заземляющий контур, исключая повреждение электроприборов, подключенных к электропроводке.
УЗИП устанавливают в электрощите. Для корректной работы требуется исправное заземление и правильный монтаж.
От чего не защищают: от короткого замыкания, перегрузки или устойчивого повышения напряжения. Также они не будут аналогом реле напряжения или стабилизатор.
Сетевые фильтры
Полное название: сетевой фильтр подавления помех.
Зачем нужны: подавляют сетевые помехи, которые часто вызывают нестабильную работу электроники и перегрев блоков питания. Модели со встроенным варистором и автоматическим предохранителем способны защищать от импульсных помех (перенапряжений), перегрузки, короткого замыкания.
Как работают: непрерывно подавляют помехи с помощью встроенных электроэлементов – конденсаторов, дросселей и варисторов. Сглаживают высокочастотные колебания, ограничивают импульсные всплески из сети и уменьшают влияние помех на подключенную технику.
Сетевые фильтры выпускаются в виде удлинителей или накладных блоков розеток. Подключают к компьютеру, видеотехнике, роутеру, аудиотехнике и другой маломощной электронике в качестве удлинителя или разветвителя. Обычно рассчитаны на нагрузку до 3,5 кВт. Есть модели для подключения не мощных трехфазных электроприборов.
От чего не защищают: не стабилизирует напряжение и не заменяет РКН, УЗИП или стабилизатор. Фильтр не защитит при постоянных падениях или повышенном вольтаже, а также резких скачках фильтр.
Стабилизаторы напряжения
Зачем нужны: выполняют сразу две базовых функции – защищают нагрузку от сетевых скачков / перепадов и непрерывно снабжает её качественным электропитанием без постоянных отключений. Дополнительно такие приборы имеют защиту от короткого замыкания, перегрузки по выходу, перегрева, сетевых помех, импульсных всплесков и сетевых аварий.
Как работает защита: корректируют напряжение при его колебании в определенном диапазоне (среднее значение 160-280 В), подавая на нагрузку исправленный вольтаж. Отличаются от РКН тем, что сохраняют питание приборов.
Стабилизаторы устанавливаются на вводе в дом, на отдельную группу нагрузки или рядом с конкретным прибором: котлом, холодильником, насосной станцией, видеотехникой, ПК.
От чего не защищают: не заменяют автоматы, УЗО или АВДТ. Не отвечают за защиту человека от поражения током и не являются основной защитой проводки от КЗ или импульсных перенапряжений. Его используют как часть системы электрозащиты совместно с основными модульными устройствами.
Инверторные стабилизаторы имеют самую высокую производительность по сравнению с моделями других типов. За счет примененной в них бестрансформаторной технологии двойного преобразования эти устройства электрозащиты выполняют:
- мгновенную и непрерывную коррекцию напряжения при колебаниях в диапазоне 90-310 В;
- постоянное электроснабжение электротехники стабильным сигналом высокой точности (±2%) с чистым синусом, независимо от гармонических искажений на входе;
- бесперебойное снабжение приборов при кратковременных обрывах (миганиях) сети (до 200 мс).
Обзор популярных инверторных стабилизаторов напряжения
ИБП
Полное название: источники бесперебойного питания переменного тока
Зачем нужны: служат резервным источником питания при пропадании электричества, не позволяют оборудованию внезапно отключиться при провале сети. Дополнительно некоторые модели способны стабилизировать напряжение, а также защищать от сетевых аварий, перегрузки и КЗ.
Как работают: корректируют напряжение при его колебаниях, а при серьезных отклонения переводят питание техники на аккумуляторы. Питают нагрузку определенное время, которое зависит от емкости АБ и степени загрузки самого устройства. ИБП дают технике время продолжить работу, корректно завершить процессы или дождаться восстановления электроснабжения.
От чего не защищают: не заменяют автоматы, УЗО, АВДТ или УЗИП. Решают задачу непрерывного питания, поэтому устанавливаются рядом с техникой, которой важно продолжать работу при отключении сети.
Обзор популярных онлайн ИБП
Чем отличаются устройства электрозащиты
Разберем основные отличия устройств защиты в отдельной таблице.
|
Устройство
|
Виды защиты
|
Установка
|
Не защищает
|
|
Автомат
|
Перегрузка, короткое замыкание
|
электрощит
|
утечки тока, скачки напряжения
|
|
УЗО
|
Утечка тока, поражение человека
|
перегрузки, КЗ, перенапряжения
|
|
АВДТ
|
Утечка тока, перегрузка, короткое замыкание
|
сетевые перепады
|
|
РКН
|
Повышенное или пониженное напряжение, обрыв нуля, нарушение чередования фаз (трехфазная модель)
|
электрощит / розетка
|
сетевые перепады, КЗ, перегрузки
|
|
УЗИП
|
Импульсные перенапряжения
|
электрощит
|
перепады напряжения, КЗ, перегрузки, утечки тока
|
|
Cетевой фильтр
|
Помехи, импульсные перенапряжения (при наличии варистора), КЗ и перегрузка (при наличии предохранителя)
|
розетка
|
сетевые перепады, перенапряжения, КЗ, перегрузки, утечки тока
|
|
Стабилизатор
|
Перепады электросети, скачки и просадки
|
клеммы, розетка
|
утечки тока, импульсные перенапряжения, обрывы питания
|
|
ИБП
|
Отключения питания, перепады электросети, скачки и просадки (в зависимости от модели)
|
утечки тока, импульсные перенапряжения
|
Если требуется детально изучить функционал различных приборов, то рекомендуем прочитать подробный справочник устройств защиты от скачков.
Что поставить в электрощит
Электрощит – основное место установки модульных устройств защиты, в котором она становится эффективной. Набор размещаемых в нём устройств зависит от типа объекта, выделенной мощности, состояния электропроводки, наличия заземления, помещений с повышенной влажностью и чувствительной техники.
Для квартиры
В квартирном щитке устанавливаются автоматические выключатели и УЗО или АВДТ. Если в сети периодически возникают резкие скачки, то также ставится РКН модельного типа.
Получается следующая комплексная защита:
Ввод → Автомат → РКН → УЗО → техника
или
Ввод → РКН → АВДТ → техника
Почему именно так:
- Автомат – защищает линию от короткого замыкания и перегрузки;
- РКН – контролирует повышенный и пониженный вольтаж;
- УЗО – защищает человека от утечки тока и поражения электричеством.
Для чувствительной техники дополнительно используются сетевые фильтры. Если в сети происходят периодические перепады вольтажа или обрывы питания, то устанавливаются локальные стабилизаторы или ИБП.
Для частного дома
В частном доме система электрозащиты сложнее. Это связано с подключением мощных потребителей, распределением их на группы, а также наличием критической техники.
В щитке частного дома используют такой же набор устройств электрозащиты, как и в квартире, только часто добавляется УЗИП и мощный стабилизатор. Для котельной системы, видеокамер, ПК или оборудования связи добавляется ИБП.
Получается следующая комплексная защита:
Ввод → Автомат → РКН → Стабилизатор → УЗО → техника
или
Ввод → Автомат → РКН → Стабилизатор → АВДТ → техника
Почему именно так:
- Автомат защищает ввод и линию от короткого замыкания и перегрузки;
- РКН отключает питание при опасном повышении или понижении напряжения;
- Стабилизатор выравнивает вольтаж для всего дома;
- УЗО / АВДТ защищает пользователя от утечки тока.
Для дачи
На даче особенно важна защита от просадок, грозовых импульсов и аварий на линии. В щитке стоит предусмотреть автоматические выключатели, УЗО или АВДТ, РКН и УЗИП.
Для холодильного электрооборудования, видеотехники, насосной станции, котла, автоматики ворот или видеонаблюдения часто требуется стабилизатор или ИБП – в зависимости от того, есть ли только скачки напряжения или ещё и отключения электропитания.
Для влажных помещений
Для ванной комнаты, кухни, бойлерной, стиральной машины и других влажных зон требуется УЗО или АВДТ. Устройства электрозащиты исключают риск поражения током при нарушении изоляционного слоя кабеля, токовой утечки или попадании влаги.
Автоматический выключатель в такой линии защищает кабельную линию, а УЗО или АВДТ – человека. Такие устройства не заменяют друг друга, если используются отдельно.
Для котельной
В котельной важно защитить и электробезопасность, и качество питания. Для этого в щитке используют группу устройств электрозащиты: автоматы, УЗО или АВДТ. Чтобы уберечь котел и насосы от сетевых перепадов, потребуется установить стабилизатор. Если бывают отключения сети, то дополнительно нужен ИБП.
Что защищает человека, электропроводку и технику?
Устройства электрозащиты не выбирают по принципу «одно устройство на все случаи». У каждого элемента своя задача: одни защищают человека, другие – электролинию, третьи – технику от проблем с качеством электропитания.
Защита человека от поражения током
Для защиты пользователей от удара электрическим током используют УЗО или АВДТ. Устройства отключают линию при утечке тока, например, при повреждении изоляции, неисправности прибора или попадании влаги.
Защита от перегрузки и КЗ
Электропроводку защищают автоматы или АВДТ. Они отключают линию, если ток превышает допустимое значение. Номинал автомата подбирают по выделенной мощности и мощности нагрузки на линии. При этом сечение кабеля соответствует номиналу автомата, иначе возможен перегрев электропроводки
Защита техники от скачков и перепадов
Для защиты электроприборов от проблем с напряжением используют РКН, УЗИП, стабилизаторы и ИБП. Реле обрывает цепь при опасном вольтаже, УЗИП оберегает от импульсных всплесков, стабилизатор корректирует вольтаж, непрерывно питания технику, а ИБП поддерживает ответственную технику при блэкауте.
Такие устройства не поменяют базовую защиту щитка, поэтому их используют вместе с автоматами, УЗО или АВДТ.
Какие устройства не заменяют друг друга
Есть ошибочное мнение о том, что некоторые устройства защиты имеют схожий функционал, но на самом деле их нельзя заменить друг другом. Расскажем, почему так получается.
|
Недопустимая замена
|
Пояснение
|
Допустимая схема
|
|
Автомат на УЗО
|
УЗО не сработает при перегрузке или КЗ
|
Автомат + УЗО
|
|
РКН на УЗИП
|
УЗИП не сработает на повышение или понижение напряжения (например, 260-300 В)
|
УЗИП + РКН
|
|
УЗИП на стабилизатор
|
У некоторых стабилизаторов присутствует варистор, но его ресурс сильно ограничен (после срабатывания часто требуется замена этого блока)
|
УЗИП + стабилизатор
|
|
Стабилизатор на РКН
|
При постоянных перепадах напряжения РКН будет всё время отключать линию
|
РКН + стабилизатор
|
|
ИБП на стабилизатор
|
Стабилизатор не создаст резерв питания
|
Стабилизатор (на весь дом) + ИБП (на критические приборы)
|
Читайте в отдельной статье о том, как защитить конкретную бытовую технику от сетевых перепадов.
Частые ошибки при выборе электрозащиты
Ошибки при выборе устройств электрозащиты к обманчивому чувству безопасности: устройство установлено, но не решает нужную задачу.
Частые ошибки:
- Использовать УЗО без автоматического выключателя.
- Не устанавливать УЗО или АВДТ на линии в помещениях с высоким уровнем влажности.
- Использовать сетевой фильтр вместо реле.
- Не учитывать наличие заземления при установке УЗИП.
- Выбирать автомат, не усчитывая сечение кабеля на питающей линии.
- Не учитывать стартовые токи приборов с электромоторами – насосов, компрессоров и холодильников при подключении стабилизатора или ИБП.
Как подобрать стабилизатор или ИБП для комплексной электрозащиты?
Эти устройства защиты подбирают после того, как определен характер проблем, тип нагрузки, её мощность и место установки. Для защиты от нестабильного вольтажа важны рабочий диапазон, точность стабилизации, мощность и запас по нагрузке. Для автономного питания дополнительно учитывают время резервирования, тип ИБП и ёмкость аккумуляторов.
Менеджеры «Штиль» помогут подобрать устройства электрозащиты для домового или квартирного электрощита, отдельной котельной, офиса или мощных электропотребителей.
Комментарий эксперта
Без автоматических выключателей в электропроводке частного дома или квартиры не обойтись. Кроме защитной функции, в электрощите нужен простой аппарат управления, который обесточит линию, когда это требуется. Например, для замены светильника или при консервации дачи на зимний период.
Стандартные номиналы автоматических выключателей – 10, 16, 25, 32, 40, 63 ампер. Их достаточно для размещения в домовом или квартирном электрощите. На вводе устанавливаются модели на 32-63 А, для розеток – 16 А, освещения – 10 А, а мощных нагрузок – 25 А. Подбор автоматического выключателя зависит от выделенной на квартиру мощности или потребляемой мощности подключаемой нагрузки.
Если выбирать по потреблению электротехники, то поможет формула – «сила тока = суммарное единовременное потребление приборов / напряжение». Например, сеть 230 В, мощность приборов (стиральной машины – 1500 Вт, проточного нагревателя – 3000 Вт). В итоге получится: (1500 + 3000) / 230 = 19,5 А. Значит требуется модель с номиналом не менее этой величины. Подойдет ближайший по номиналу пакетник на 25 А.
Такие устройства электрозащиты, как УЗО или АВДТ, также обязательны к установке, особенно при отсутствии защитного заземления. Для надежной электрозащиты от поражения током выбирают модели с номиналом 10 или 30 мА. Они устанавливаются на электроприборы, которые контактируют с водой. Устройства с более высоким номиналом отключения ставятся на вводе в квартиру или в дом в целях противопожарной защиты.
Стабилизатор используется, если в жилище есть электроприборы, которым требуется напряжение с устойчивым вольтажом, минимальной погрешностью и чистой синусоидой, а также при регулярных просадках и скачках вольтажа. В квартирах встречается реже, чем в частных домах. Это вызвано тем, что проблемы с качеством сети часто встречаются за городом. На нашем сайте опубликована пошаговая инструкция выбора защиты от скачков.
Сетевые фильтры более популярны, чем стабилизаторы, из-за низкой цены. Однако они не помогают при сетевых перепадах. Используются в основном в качестве удлинителя, включателя нагрузки и устройства защиты от импульсных всплесков.
Игорь Кривенцов,
Технический эксперт ГК «Штиль»
Какие устройства электрозащиты нужны в квартире?
В квартире обычно используют автоматические выключатели, УЗО или АВДТ, реле контроля напряжения и при необходимости УЗИП. Для чувствительной техники дополнительно можно использовать стабилизатор, ИБП или сетевой фильтр.
Чем УЗО отличается от автоматического выключателя?
Автоматический выключатель защищает проводку от перегрузки и короткого замыкания. УЗО реагирует на утечку тока и помогает защитить человека от поражения электричеством. Эти устройства решают разные задачи и часто используются вместе.
Чем АВДТ отличается от УЗО?
АВДТ совмещает функции УЗО и автоматического выключателя: защищает от утечки тока, перегрузки и короткого замыкания. УЗО защищает только от утечки тока, поэтому обычно используется вместе с автоматом.
Что поставить в щиток для защиты от скачков напряжения?
Для защиты от скачков напряжения в щиток устанавливают реле контроля напряжения и УЗИП. Реле отключает питание при опасном напряжении, а УЗИП защищает от мощных импульсных перенапряжений. Если напряжение постоянно нестабильно, дополнительно используют стабилизатор.
Может ли стабилизатор заменить УЗО или автомат?
Нет, стабилизатор не заменяет УЗО, АВДТ или автоматический выключатель. Он выравнивает напряжение для техники, но не защищает человека от поражения током и не выполняет базовую защиту проводки от короткого замыкания.
