Какие бывают устройства защиты от скачков напряжения?
Современная бытовая техника чувствительна к качеству электропитания. Электронные платы управления, блоки питания, компрессоры, насосы и автоматика могут работать нестабильно или выйти из строя при скачках, просадках и импульсных перенапряжениях.
Для защиты используют разные устройства: сетевые фильтры, реле контроля напряжения, УЗИП, стабилизаторы, ИБП и инверторы. Они не заменяют друг друга полностью, поэтому важно понимать, какое устройство решает конкретную задачу. Рассмотрим далее эти приборы подробнее.
Сетевой фильтр
Представляет собой удлинитель с блоком розеток и тумблером, который включает или выключает питание. Назначение этого прибора определяется названием: фильтрация приходящих из сети помех. При наличии варистора сетевой фильтр может снизить риск повреждения техники при кратковременных импульсных перенапряжениях. Порог срабатывания у разных моделей отличается. В основном защита включается при напряжении выше 275 В.
Сетевой фильтр не стабилизирует вольтаж. При сетевых отклонениях до 275 В, как хронических, так и резких, прибор будет бесполезен для электротехники.
Плюсы
Защищает от высокочастотных помех и наводок.
Простое подключение (розеточное решение).
Часто имеет 2-5 розеток для одновременного подключения группы техники.
Модели с варистором защищают от импульсных перенапряжений.
Ограничения
Не отключает питание при опасных отклонениях до 275 В.
Не стабилизирует напряжение.
Ограниченный ресурс варистора внутри.
Эффективность сильно зависит от качества модели.
Комбинирование
С УЗИП – для полноценной защиты от импульсов.
С реле напряжения – от отклонений до 275 В.
Когда не подходит
Риск серьёзных скачков (частный дом, плохая сеть).
Защита дорогого оборудования.
Требуется резервное питание.
Нужна защита от постоянного перенапряжения или просадок.
Реле контроля напряжения (РКН)
Базовая функция реле заключается в обесточивании подключенного оборудования при выходе вольтажа из безопасного для техники диапазона. Причем границы максимально и минимально допустимого значения напряжения пользователь задаёт самостоятельно. После нормализации напряжения реле автоматически возобновляет питание нагрузки с заданной задержкой.
РКН компактны, имеют достаточный токовый номинал и простое исполнение, позволяющее размещать их непосредственно в вводном щитке и использовать для защиты сразу всей домашней электросети. Также в магазинах продаются модели розеточного типа, которые подключаются в розетку на 230 В и создают защиту для одного прибора или небольшой группы оборудования мощностью до 3,5 кВт.
Из ограничений – реле не предназначено для защиты от мощных импульсных перенапряжений и повышения качества электропитания.
При периодических скачках в электросети РКН срабатывает постоянно. Частое обесточивание нагрузки делает невозможной работу критической техники и, соответственно, снижает уровень комфорта в жилище.
Плюсы
Защищает от повышенного и пониженного напряжения.
Реагирует на обрыв нуля (важно в 3-фазных сетях).
Автоматически отключает нагрузку при аварии, а затем возобновляет работу.
Легкая установка и настройка.
Ограничения
Не защищает от импульсных перенапряжений (гроза).
Не стабилизирует напряжение (только отключает линию).
Не фильтрует помехи.
Комбинирование
С УЗИП – защита от импульсов.
Со стабилизатором – при «плавающей» сети.
С ИБП – для бесперебойного питания критичных нагрузок.
С автоматами и УЗО – комплексная защита линии.
Когда не подходит
Постоянное питание техники без отключений.
Требуется стабилизация напряжения, а не отключение.
Подключена техника, которая негативно реагирует на отключения.
Частые кратковременные скачки (будет часто отключаться).
Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)
Защищают от импульсных перенапряжений, возникающих при грозовых разрядах, авариях на линии или переходных коммутационных процессах. В отличие от РКН, срабатывают только, когда в сети возникает миллисекундный импульс в диапазоне от 300-400 В до примерно 600-1500 В (зависит от класса), отводя импульсный ток в заземляющий проводник. Поэтому для полноценного функционирования требуется заземление.
Устройства никак не реагируют на скачки или перенапряжения до 275 В. То есть они бесполезны при сетевых скачках, не достигающих экстремальных значений. Именно такие явления периодически случаются в загородных электросетях.
УЗИП рационально использовать в связке с другим устройством защиты, например, с РКН. Это повысит защиту системы электропитания, создав ей высокий уровень устойчивости перед импульсными всплесками.
Плюсы
Защищает от грозовых и коммутационных импульсов.
Срабатывает за наносекунды.
Снижает риск повреждения электроники и электропроводки.
Работает автоматически, без вмешательства.
Ограничения
Не защищает от постоянно повышенного напряжения.
Не отключает питание.
Требует заземляющего контура.
Имеет ограниченный ресурс (при сильном импульсе требует замены).
Комбинирование
С реле напряжения – от всех видов сетевых скачков.
С автоматами – для защиты линии.
С сетевыми фильтрами – дополнительная защита на уровне розеток.
Со стабилизатором и ИБП – для защиты самого бесперебойника и чувствительной техники.
Когда не подходит
Нужно отключение при аварии – УЗИП этого не делает.
Есть проблемы с постоянным перенапряжением.
Отсутствует или плохое заземление.
Требуется стабилизация напряжения.
Стабилизаторы напряжения
Регулируют значение выходного напряжения, поддерживая его на безопасном уровне для техники. Хороший по уровню защиты прибор способен быстро нейтрализовать сетевое колебание или подтянуть хронически пониженный или повышенный вольтаж до установленной величины.
Стабилизаторы напряжения повысят качество электроэнергии в домашней сети до уровня, которое требуется даже электрочувствительному оборудованию. Однако не каждый из них одинаково эффективен. В магазинах встречаются модели, которые не создают защиту должного уровня, а также сами уязвимы для скачков напряжения.
Например, инверторные стабилизаторы бренда «Штиль» имеют технические характеристики для работы в крайне проблемных электросетях. Рабочий диапазон этих приборов составляет 90-310 вольт, что делает их подходящими для работы в проблемных электросетях.
Плюсы
Корректировка напряжения на выходе до безопасного уровня.
Защита техники от постоянных просадок и повышенного напряжения.
Стабильное питание оборудования при «плавающей» сети.
Есть модели с высокоточной регулировкой.
Ограничения
Не всегда защищает от высоковольтных импульсов (требуется дополнительная защита).
Без резервного питания.
Диапазон входного напряжения зависит от модели.
С задержкой срабатывания на скачки (кроме инверторных моделей).
Шум (у некоторых типов) и габариты.
Комбинирование
С УЗИП – защита от импульсных скачков.
С реле напряжения – как дополнительный уровень отключения и задержка времени включения.
С автоматами и УЗО – базовая электробезопасность.
Когда не подходит
Частые отключения – нужен ИБП или инвертор.
Нужна защита от грозы без УЗИП.
Напряжение выходит за пределы рабочего диапазона стабилизатора.
Обзор инверторных стабилизаторов напряжения IS5000 (5 кВА / 4,5 кВт) и IS7000 (7 кВА / 5,5 кВт) «Штиль»
Источники бесперебойного питания (ИБП)
ИБП топологии online – одно из самых функциональных решений для защиты чувствительной техники от перебоев, просадок и отключений питания. Главным его отличием от других приборов является способность бесперебойно питать нагрузку при отключении электричества в сети.
Работа в автономном режиме поддерживается аккумуляторными батареями, которые встраиваются в корпус изделия или подключаются через кабель с установкой в батмодулях или стеллажах. От емкости АБ зависит продолжительность резервного электроснабжения в период блэкаутов или серьезного отклонения напряжения от номинального значения.
Источники бесперебойного питания базируются на разных схемах и принципах работы. Если важно получать качественное питание и от сети, и от аккумуляторов, лучше выбирать ИБП с двойным преобразованием, то есть online UPS, например, бесперебойники «Штиль» топологии онлайн. Такие приборы защитят от скачков напряжения, постоянных перенапряжений и создадут бесперебойность при отключениях электричества.
Плюсы
Питает технику без разрыва при отключении сети.
Защищает от кратковременных просадок и скачков.
Даёт время корректно завершить работу техники.
Есть модели со стабилизацией (AVR или online).
Подходит для чувствительной электроники.
Ограничения
Ограниченное время автономии: оно зависит от мощности нагрузки, ёмкости аккумуляторов и модели ИБП.
Требует замены аккумуляторов (износ).
Не рассчитан на длительное питание дома.
Стоимость выше, чем у базовых защитных устройств.
Комбинирование
С УЗИП – защита от импульсных перенапряжений.
С реле напряжения – защита от аварий в сети.
С заземлением – для корректной работы защиты.
Когда не подходит
Требуется питание всего дома или мощного электрооборудования.
Есть только задача стабилизации напряжения.
Обзор настенных ИБП «Штиль» мощностью 300, 500 и 1000 ВА
Инверторы
Базовая функция этих приборов – преобразование постоянного тока, который поступает от аккумуляторных батарей или солнечных панелей, в переменный ток 230 В подходящего качества для питания бытовых электроприборов. Модели с подключением к электросети и аккумуляторам применяют в качестве аналога классического ИБП. Такие инверторы также способны корректировать напряжение на выходе (в среднем их диапазон составляет 150-270 В), а при ухудшении его показателей переводить питание на аккумуляторы, солнечные батареи или другой альтернативный источник электроэнергии.
В отличие от ИБП, инверторы с аккумуляторными батареями устанавливают, чтобы создать гибкую систему бесперебойного электропитания. Она включает дополнительные маломощные источники энергии (например, солнечные панели или ветровые генераторы). Такие устройства подходят для техники, которая допускает кратковременный перерыв питания при переключении на аккумуляторы.
Плюсы
Масштабируется по времени работы (добавлением АКБ).
Поддерживает работу с бензиновым генератором, ветрогенератором, солнечными панелями.
Модели с функцией ИБП.
Ограничения
Задержка переключения (не всегда без разрыва).
Сложная установка и настройка.
Не все модели корректируют вольтаж как полноценный стабилизатор.
Комбинирование
С УЗИП – защита от импульсных перенапряжений.
С реле напряжения – защита от аварий сети.
С солнечными панелями – автономные, гибридные системы.
Со стабилизатором – для питания критической техники.
Когда не подходит
Нужна мгновенная защита без переключения (лучше ИБП online).
Не требуется резервное электропитание.
Чем отличаются устройства защиты от скачков напряжения?
Сравним функционал этих устройств защиты от скачков напряжения.
| Устройство | Что делает? | От чего защищает? | Чего не делает? | Где применять? |
| Сетевой фильтр с варистором | Подавляет помехи; в моделях с варистором может сработать при импульсном перенапряжении | Импульсные всплески, сетевые помехи |
Не стабилизирует напряжение Не защищает от перепадов до 275 В |
Электросеть без скачков и просадок напряжения |
| Реле напряжения (РКН) | Отключает питание при опасном низком или высоком напряжении | Резкие скачки, обрыв нуля, провалы сети |
Не стабилизирует напряжение Не создает непрерывность питания |
Электросеть с редкими скачками напряжения выше нормы |
| УЗИП | Отводит мощные импульсы на заземление | Грозовые и коммутационные импульсные перенапряжения, которые длятся миллисекунды | Не защищает от скачков напряжения менее 300 В или постоянных перенапряжений | В любой электросети в качестве дополнительной защиты |
| Стабилизатор | Корректирует напряжение в непрерывном режиме (в среднем 140-280 В) | Колебания вольтажа в определенном диапазоне |
Не все модели защищают от импульсных всплесков Не создает бесперебойность питания при сильных провалах или отключении электричества |
Сеть, в которой случаются регулярные колебания вольтажа в определенном диапазоне, и присутствует техника с непрерывной работой |
| ИБП |
Online-ИБП корректирует напряжение в непрерывном режиме; другие типы ИБП могут работать иначе. Создает резервное питание при отключении основного источника энергии |
От отключений электричества; в отдельных моделях – от просадок и перепадов в рабочем диапазоне |
Ограничен временем работы АКБ при отсутствии сети Не все модели защищают от импульсных всплесков |
В системах резервного или автономного питания дома, дачи, котла, насосов, связи |
| Инвертор |
Преобразует энергию аккумуляторов или других источников постоянного тока в 230 В; некоторые модели работают как ИБП |
Не всегда обеспечивает мгновенное переключение; не заменяет УЗИП; не все модели стабилизируют напряжение |
Какие устройства защиты применяются вместе?
Устройства защиты от скачков напряжения часто используют не по отдельности, а в составе комплексной системы. Рассмотрим популярные комбинации группового применения устройств защиты.
| Комбинация | Защита | Схема подключения | Когда требуется? |
| УЗИП + РКН |
1. От импульсных всплесков от 300 В. 2. От понижения, скачков и повышенного напряжения до 300 В, обрыва нуля. |
Вводной автомат → УЗИП → реле напряжения → нагрузка | Сеть с редкими скачками или просадками сети |
| УЗИП + стабилизатор напряжения |
1. От импульсных всплесков от 300 В 2. От перепадов напряжения до 300 В (у инверторных моделей диапазон стабилизации 90-310 В) |
Вводной автомат → УЗИП → стабилизатор напряжения → нагрузка | Сеть с постоянными колебаниями напряжения и техникой, которой требуется стабильное питание без частых отключений |
| УЗИП + ИБП |
1. От импульсных всплесков от 300 В 2. От перепадов напряжения до 300 В (у онлайн моделей диапазон стабилизации 90-310 В) |
Вводной автомат → УЗИП → ИБП → нагрузка | Плавающая сеть с периодическими отключениями электричества и нагрузкой, которой требуется бесперебойное питание |
Например, УЗИП устанавливают в электрощите для защиты от импульсных перенапряжений всей электросети, включая другие устройства защиты: реле напряжения – для аварийного отключения нагрузки, стабилизатор – для непрерывного и качественного питания техники, а ИБП – для резервного питания критической техники.
Такие схемы оптимальны для частных домов, дач, котельных, систем видеонаблюдения и оборудования, чувствительного к качеству электропитания.
Что не заменяет полноценную защиту от скачков напряжения?
Спасут ли пробки или автоматы?
Автоматические выключатели и их ранние аналоги, предохранительные пробки, являются устройствами защиты от коротких замыканий и длительных перегрузок. Их защитное срабатывание происходит только при недопустимо длительном по времени превышении током в цепи определённого значения. Но во время сетевого перепада оно часто не достигается.
В этой ситуации пробки и автоматы либо не сработают, либо сработают через длительный промежуток времени. Такие приборы не рассматриваются в качестве серьёзной защиты от сетевых скачков и колебаний.
Поможет ли классический удлинитель?
Удлинитель представляет собой провод определенной длины, на одном конце которого располагается вилка, а на другом розетка или группа разъемов для одновременного подключения нескольких приборов. В розеточном блоке обычно не предусмотрено никаких защитных элементов, которые могут уберечь технику от скачков напряжения.
Наоборот, если устройство неисправно, например, в нем разболтаны контакты для подключения электроприборов или поврежден кабель, то это вызовет перегрев и последующее воспламенение оборудования. Для защиты от скачков напряжения удлинитель не подходит. Его базовая функция – подключение электротехники в местах, отдалённых от розеток переменного тока.
Достаточно ли одного сетевого фильтра?
Сетевой фильтр с варисторным блоком способен только защитить подключенную к нему технику от редкого импульсного скачка свыше 275 В. Если импульс слишком большой, то варистор выгорит. Чтобы возобновить полноценную работу сетевого фильтра с защитными функциями, потребуется заменить этот блок.
От других скачков напряжения сетевой фильтр не спасет, поэтому потребуется установка дополнительных устройств защиты.
Почему возникают перепады напряжения и чем они опасны?
Перепады напряжения возникают из-за перегрузки сети, износа линий и подстанций, перекоса фаз, аварий, грозовых импульсов, ошибок монтажа и включения мощных нагрузок. В частных домах и на дачах проблема часто связана со слабыми линиями электропередачи и удалённостью от подстанции.
Даже кратковременные скачки могут вызвать сбои в работе техники, перегрев электронных компонентов, повреждение блоков питания, компрессоров, насосов и плат управления. Особенно чувствительны к качеству электропитания газовые котлы, холодильники, насосы, компьютеры и системы видеонаблюдения.
Подробнее о причинах скачков и действиях при нестабильном напряжении читайте в статье «Скачки напряжения в электросети: что помогает и как защитить технику».
Допустимые отклонения сетевого напряжения по ГОСТ
Стандартный уровень напряжения однофазной электросети в нашей стране составляет 230 В – на это номинальное значение рассчитана вся бытовая техника. По ГОСТу 29322-2014 «Напряжения стандартные», в котором указаны нормы качества электроэнергии, расхождение с этой величиной не должно превышать ±10%. Таким образом, применительно к однофазной домашней сети диапазон предельно допустимого вольтажа составляет 207-253 В.
Предельные значения из этого диапазона и большие отклонения губительно влияют на популярные электроприборы. Особенно на те, что не имеют импульсного блока питания. При этом неисправность бытовой техники, вызванная некачественным электропитанием, не будет считаться гарантийным случаем. Производитель оговаривает такие ситуации следующим образом:
«Гарантия не распространяется на изделие, вышедшее из строя по причине повышенного или пониженного входного сигнала».
Как выбрать устройство защиты от скачков напряжения?
Чтобы безошибочно подобрать устройство защиты, нужно последовательно выполнить 7 действий:
- Выявите проблемы в электросети: бывают ли просадки, повышенное напряжение, резкие скачки, импульсы или отключения.
- Определите потребляемую мощность подключаемой нагрузки. Если это модульные устройства в электрощит, то они подбираются по номиналу. Для ИБП, стабилизатора или инвертора закладывайте запас по мощности: нагрузка должна быть примерно на 20-30% ниже выходной мощности устройства.
- Одновременно с этим узнайте у техники с электродвигателями её пусковые токи. Стартовый всплеск потребления не должен превысить номинал или выходную мощность устройств защиты.
- Определите фазность сети: однофазная или трёхфазная. В основном применяются однофазные модели.
- Выясните, требуется ли резервное питание и на какое время. Если в сети отключают электричество, подойдёт ИБП или инвертор.
- Подготовьте место для установки устройства: в щитке, рядом с техникой или на вводе в дом.
- Узнайте, нужна ли защита одного прибора, группы нагрузки или всего дома.
Мнение эксперта
Подытожив защитный потенциал каждого средства, становится понятно, что сетевой фильтр и РКН (модульного и розеточного типов) подходят только для частичной защиты и не справляются с полным спектром проблем, которые возникают в электросети.
Стабилизатор напряжения и ИБП универсальнее: они защищают подключённое оборудование от большего числа проблем с электропитанием. А если перед ними дополнительно установить УЗИП, то уровень защиты возрастет ещё больше.
Таким образом, если нужна защита от небольших помех, подойдёт сетевой фильтр. Если важно отключить питание при аварийном напряжении, используют реле контроля напряжения. Для защиты от грозовых и коммутационных импульсов устанавливают УЗИП. Если напряжение часто проседает или повышается, оптимальным решением будет стабилизатор напряжения. Если для техники важна бесперебойность, то выбирают ИБП.
Андрей Новиков,
Ведущий инженер ГК «Штиль»
Как подобрать стабилизатор напряжения или ИБП?
В каталоге интернет-магазина российского производителя «Штиль» доступны инверторные стабилизаторы, а также однофазные и трёхфазные ИБП настенного, напольного и стоечного монтажа.
Специалисты «Штиль» помогут подобрать стабилизатор или ИБП под конкретную задачу: для дома, дачи, котла, холодильника, насоса, сервера или другого оборудования. При подборе учитываются мощность нагрузки, диапазон входного напряжения, условия эксплуатации и требования к резервному питанию. Отправляйте запросы на подбор в онлайн-чате или через электронный опросник.