Практически все наши бытовые устройства рассчитаны на питание напряжением 230В. Исключением могут служить только мощные устройства типа индукционных плит, проточных водонагревателей. Для их питания требуется наличие 3-х фаз и соответственно питающего напряжения 400В. Но учитывая, что это достаточно редкое оборудование и то, что, например, индукционная плита питается от всех трех фаз только в случае включения всех конфорок, можно утверждать, что 99% всего бытового оборудования – это однофазная нагрузка, работающая от 230В. Откуда же берется эти 230В и как вообще распределяется нагрузка по фазам и нулевому проводнику? Для этого давайте рассмотрим питание многоквартирного дома.
Питание частного дома с трехфазным вводом идентично, только вместо квартир будут комнаты. В каждую квартиру входит два проводника – одна из фаз (А, В, С) и нулевой проводник N. Между фазным и нулевым проводником напряжение 230В. Как видите, все квартиры присоединены к нейтрали. Значит ли это, что она больше всех нагружена? Да но нет))). Дело в том, что если все квартиры одновременно включат одинаковую нагрузку, то в нулевом проводнике, нагрузка будет равна 0. Вы спросите как так? Ток из каждой квартиры «стекает» в нулевой проводник, где они прилагаются. Просто поверьте на слово, а если кто-то не верит, то может найти материал о трехфазной сети, у которой источник питания имеет обмотки, соединенные в «звезду». Но это когда нагрузка по фазам одинакова по времени и величине, то есть симметрична, что бывает очень редко. В основном кто-то включил только чайник, кто только освещение, кто вообще уехал в отпуск и все выключил. Соответственно у нас нагрузка не симметрична и в нейтрале появляется ток. По величине, он не может превышать ток нагрузки каждой из фаз, но протекает там, как только кто-то включил что-то дома. То есть ноль почти никогда не «отдыхает».
Еще одна проблема, дополнительно нагружающая нулевой проводник, это наличие гармоник. Опять же, кто хочет разобраться, что это и откуда берется, может более подробно изучить их в сети интернет. А если коротко, то это дополнительный паразитный ток, генерирующий блоки питания. А поскольку у нас дома этих блоков с каждым временем становится больше – зарядки к телефонам, планшетам, ноутбукам, блокам питания компьютеров, телевизорам, роутерам и инверторам для аварийного питания, то и тока гармоник становится больше. Кроме того все эти гармонические токи собираются в дополнительном нагружающем нулевом проводнике.
Все вышесказанные проблемы, наличие вибраций на силовом трансформаторе, плохое присоединение нулевого проводника к трансформатору могут привести к обрыву нулевого проводника и как результат 400В у нас в розетке. Для удобства рассмотрим этот процесс на примере двух квартир.
Первая квартира питается от двух проводников С-N, вторая – В-N. В данном случае имеем напряжение 230В между этими парами проводников. В случае обрыва или отгорания нулевого проводника мы получим схему питания, где две квартиры будут одна через другую (последовательно) питаться от двух фаз, а это уже не 230В, а 400В.
Что будет с оборудованием, рассчитанным на 230В, после подачи на него 400В? Появится повод обновить парк бытовой техники или как минимум тесно сотрудничать с сервисными центрами бытовой техники. Поскольку отгорание нулевого проводника происходит на самой трансформаторной подстанции, мы не можем никак повлиять на это, поскольку это зона ответственности энергоснабжающей компании. Как себя обезопасить от этой ситуации? Самый распространенный способ – реле напряжения. Реле напряжения относится к модульному оборудованию, поэтому легко устанавливается в любой модульный щит вместе с другим модульным оборудованием. Перед выбором реле напряжения следует обратить внимание на следующие ряд параметров.
- Первый – номинальный ток реле. Он должен быть не меньше номинального тока вводного выключателя помещения, а еще лучше с большим номинальным током.
- Фазность. Есть одно- и трехфазные реле напряжения. Трехфазные реле напряжения нужны только в том случае, когда у нас трехфазная нагрузка.
Как мы уже говорили в начале статьи, это очень редкие случаи в частном секторе. Поэтому ставим однофазное реле. В случае трехфазного ввода – 3 однофазных реле, по одному на фазу. Из второстепенных параметров, которые могут быть полезны, это защита от перегрузки и перегрева контактных групп. В зависимости от наличия дополнительных функций, номинального тока и производителя цена на однофазное реле напряжения начинаются от 1000 грн.
Реже используют стабилизаторы напряжения. Конечно, основное их назначение это стабилизация напряжения при изменении напряжения в сети, но они также имеют функцию защиты и в случае резкого роста напряжения до 400В отключат оборудование от сети. У них значительно большие габариты, поэтому для их установки нужно предусмотреть отдельное место. Более подробно о том, какие бывают стабилизаторы и как их выбирать, вы можете прочесть в статье «Как защитить бытовые приборы во время веерных отключений: полезные советы»