Майже всі наші побутові пристрої розраховані на живлення напругою 230В. Виключенням можуть служити тільки потужні пристрої на кшталт індукційних плит, проточних водонагрівачів. Для їхнього живлення потрібна наявність 3-х фаз і відповідно напруги живлення 400В. Але враховуючи, що це досить рідкісне обладнання і те що, наприклад, індукційна плита живиться від всіх трьох фаз лише у випадку увімкнення всіх конфорок, можна стверджувати що 99% всього побутового обладнання - це однофазне навантаження, яке працює від 230В. Звідки ж береться ці 230В та як взагалі розподіляється навантаження по фазам та нульовому провіднику? Для цього давайте розглянемо живлення багатоквартирного будинку.
Живлення приватного будинку з трифазним вводом ідентичне, тільки замість квартир будуть кімнати. Отож, в кожну квартиру входить два провідника – одна із фаз (А, В, С) та нульовий провідник N. Між фазним та нульовим провідником напруга 230В. Як бачите всі квартири приєднані до нейтралі. Чи означає це що вона більше всіх навантажена? Так але ні))). Справа в тому, що якщо всі квартири одночасно увімкнуть однакове навантаження, то в нульовому провіднику, навантаження буде рівне 0. Ви спитаєте як так? Струм з кожної квартири «стікає» в нульовий провідник, де вони додаються. Просто повірте на слово, а якщо хтось не вірить, то може знайти матеріал про трифазну мережу, у якої джерело живлення має обмотки з’єднані в «зірку». Але це коли навантаження по фазам однакове по часу та величині, тобто симетричне, що буває край рідко. В основному хтось увімкнув тільки чайник, хтось лише освітлення, хтось взагалі поїхав у відпустку і все вимкнув. Відповідно у нас навантаження не симетричне і в нейтралі з’являється струм. По величині, він не може перевищувати струм навантаження кожної із фаз, але він протікає там, як тільки хтось щось увімкнув вдома. Тобто нуль майже ніколи не «відпочиває».
Ще одна проблема, яка додатково навантажує нульовий провідник, це наявність гармонік. Знов таки, хто хоче розібратись що це і звідки береться, може більш детально вивчити їх в мережі інтернет. А якщо коротко, то це додатковий паразитний струм, який генерують блоки живлення. А оскільки у нас вдома цих блоків з кожним часом стає більше – зарядки до телефонів, планшетів, ноутбуків, блоки живлення комп’ютерів, телевізорів, роутерів і інвертори для аварійного живлення, то і струму гармонік стає більше. Крім того всі ці гармонійні струми збираються в нульовому провіднику, що додатково його навантажує.
Всі вище сказані проблеми, наявність вібрацій на силовому трансформаторі, погане приєднання нульового провідника до трансформатору, можуть призвести до обриву нульового провідника і як результат 400В у нас в розетці. Для зручності давайте розглянемо цей процес на прикладі двох квартир.
Перша квартира живиться від двох провідників С-N, друга – В-N. В даному випадку маємо напругу 230В між цими парами провідників. У випадку обриву або відгорання нульового провідника, ми отримаємо схему живлення, де дві квартири будуть одна через одну (послідовно) живитись від двох фаз, а це вже не 230В, а 400В.
Що буде з обладнанням, яке розраховане на 230В, після подачі на нього 400В? З’явиться привід обновити свій парк побутової техніки або як мінімум тісно співпрацювати з сервісними центрами побутової техніки. Оскільки відгорання нульового провідника відбувається на самій трансформаторній підстанції, ми не можемо ніяк вплинути на це, оскільки це зона відповідальності енергопостачальної компанії. Як себе убезпечити від цієї ситуації? Найрозповсюдженіший спосіб – реле напруги. Реле напруги відноситься до модульного обладнання, тому легко встановлюється в любий модульний щит разом з іншим модульним обладнанням. Перед вибором реле напруги потрібно звернути увагу на наступні ряд параметрів.
- Перший – номінальний струм реле. Він повинен бути не меншим за номінальний струм ввідного вимикача помешкання, а ще краще з більшим номінальним струмом.
- Фазність. Існують одно- та трифазні реле напруги. Трифазні реле напруги потрібні тільки в тому випадку, коли у нас трифазне навантаження.
Як ми вже говорили на початку статті, це дуже рідкі випадки в приватному секторі. Тому ставимо однофазне реле. У випадку трифазного вводу – 3 однофазних реле, по одному на фазу. Із другорядних параметрів, які можуть бути корисними, це захист від перевантаження та перегріву контактних груп. В залежності від наявності додаткових функцій, номінального струму та виробника, ціна на однофазне реле напруги починаються від 1000 грн.
Рідше використовують стабілізатори напруги. Звичайно, основне їх призначення це стабілізація напруги під час зміни напруги в мережі, але вони також мають функцію захисту і у випадку різкого зростання напруги до 400В, відключать обладнання від мережі. Вони мають значно більші габарити, тому для їх встановлення потрібно передбачити окреме місце. Більш докладно про те, які бувають стабілізатори та як їх вибирати, ви можете прочитати в статті «Як захистити побутові прилади під час віялових відключень: корисні поради»