Protegendo dispositivos eletrônicos contra sobretensão. Proteção contra sobretensão Sobretensão em redes elétricas Proteção contra sobretensão

A vida moderna leva ao aparecimento de eletrodomésticos, equipamentos e eletrônicos cada vez mais complexos em nossas casas e apartamentos. Ao mesmo tempo, a qualidade do fornecimento de energia quer ser melhor por vários motivos. Por outro lado, a indústria oferece toda uma gama de dispositivos elétricos que permitem resolver estes problemas sozinho, na sua própria casa. Vamos conhecê-los e fazer a nossa escolha.

Monitorando o nível de tensão na rede

Tipos de surtos de tensão na rede de alimentação

É difícil escolher o sistema de proteção contra surtos certo sem conhecer sua natureza e natureza. Além disso, eles são todos naturais ou artificiais:

1. Freqüentemente, a tensão na rede torna-se estável e baixa. O motivo é a sobrecarga de uma linha de transmissão de energia (PTL) desatualizada, por exemplo, em decorrência da ligação massiva de aquecedores elétricos ou condicionadores de ar na estação correspondente.
2. Nessas mesmas condições, a tensão pode ficar muito alta por um longo período sob carga insuficiente.
3. Uma situação é possível quando, com um nível de potência geral estável, pulsos e picos de alta tensão aparecem na linha de alimentação. O motivo pode ser a operação de uma máquina de solda, uma ferramenta elétrica poderosa, equipamento tecnológico ou contato de baixa qualidade nas linhas de energia.
4. Uma surpresa bastante desagradável é a ruptura do fio neutro da rede 380 V da subestação de alimentação. Em decorrência de diferentes cargas nas três fases, ocorre um desequilíbrio de tensão, ou seja, na sua linha ela ficará muito baixa ou muito alta.
5. A queda de um raio em uma linha de energia causa um grande aumento de sobretensão, o que leva à falha de eletrodomésticos e da fiação interna dos edifícios, o que leva a um incêndio.

Como os plugues e as máquinas de venda automática protegem os eletrodomésticos?

Durante muito tempo, em nossas casas e apartamentos, os fusíveis chamados plugues permaneceram um meio universal de defesa contra os problemas listados acima. Eles foram substituídos por disjuntores modernos (disjuntores), e pessoas imprudentes pararam de instalar bugs, restaurando plugues queimados. Hoje, em muitos apartamentos, os disjuntores continuam sendo praticamente o único meio de proteção contra problemas na rede elétrica doméstica.

Os disjuntores estão substituindo fusíveis

Durante a operação, um disjuntor desarma quando a corrente que flui por ele excede o valor indicado em seu corpo. Isto ajuda a proteger a fiação elétrica contra superaquecimento, curto-circuitos e incêndio em caso de sobrecarga. Nesse caso, a sobretensão consegue danificar a parte eletrônica e, com um pequeno surto, a máquina nem funciona.

Assim, um poderoso impulso causado por um raio passa pelo disjuntor e pode perfurar a fiação com as consequências listadas.

Em outras palavras, a máquina não evita o aumento da tensão e seus picos ou quedas.

Por que um filtro de linha está conectado a uma rede doméstica?

Os SPDs (dispositivos de proteção contra surtos) foram desenvolvidos especificamente para organizar um sistema de proteção contra descargas atmosféricas e os pulsos de sobretensão resultantes. Observe que as linhas de energia possuem certos meios de compensar a queda de raios. Também nas fontes de alimentação de dispositivos eletrônicos modernos existem SPDs de classe III.

Protetores contra surtos modulares para instalação em painel elétrico

No entanto, isso não é suficiente se você mora em uma casa particular alimentada por uma linha elétrica aérea. O método de seleção e conexão de um SPD é fornecido no artigo Em qualquer caso, um pára-raios, descrito no artigo “.

Funções de um RCD em um circuito de fonte de alimentação residencial

O circuito de alimentação de uma casa moderna contém necessariamente um RCD - um dispositivo de corrente residual. Seu principal objetivo é proteger as pessoas contra choques elétricos, bem como proteger a fiação elétrica contra quebras e vazamentos, que podem causar incêndio. O método para selecionar e conectar um RCD é fornecido em um artigo especial.

RCD monofásico e trifásico

Sem dúvida, se a sua casa ainda não instalou um RCD, isso deve ser feito. Ao mesmo tempo, o dispositivo de desligamento de proteção evita picos de tensão apenas até certo ponto e indiretamente.

Protegendo aparelhos elétricos com estabilizador de tensão

Um estabilizador elétrico é um dispositivo que mantém uma tensão estável na saída quando ela muda na entrada dentro de limites aceitáveis. O dispositivo pode ter diferentes potências e fornecer energia estável para toda a casa ou para consumidores individuais.

Estabilizadores de tensão de várias potências

O estabilizador faz um excelente trabalho corrigindo tensões baixas ou altas que mudam lentamente. Dependendo do princípio de operação, compensa surtos repentinos ou surtos em graus variados.

As unidades modernas têm a função de desligar a alimentação quando seu nível na rede atinge valores limites. Após a tensão de entrada retornar a um valor aceitável, a fonte de alimentação é restaurada.

No entanto, o dispositivo não protege contra sobretensão causada por raios.

Dos dispositivos que testamos, o estabilizador é o mais caro. Leia o artigo

Uma opção alternativa é um relé de monitoramento de tensão de rede

Uma alternativa econômica para um estabilizador é um relé de controle de tensão, que executa a função especificada de desligar a fonte de alimentação quando a tensão na rede ultrapassa os limites aceitáveis. Dependendo do projeto, o dispositivo é acionado quando há sobretensão ou também controla seu nível inferior.

Opções de relé de tensão modular

Existem modificações no relé que restauram a energia automaticamente quando ela retorna aos limites aceitáveis, ou isso deve ser feito manualmente. Os dispositivos mais avançados oferecem a capacidade de definir os níveis de tensão nos quais os consumidores desligam e o tempo de atraso quando a energia retorna. Por exemplo, um frigorífico não deve ser ligado novamente dentro de cinco minutos para evitar danos ao compressor. Este é o valor que pode ser definido no relé.

O relé de tensão ASV-3M deve ser ligado manualmente após a ativação

Neste caso, o relé não fornece tensão estável, não compensa surtos de pulso e não protege contra sobretensão atmosférica. Ou seja, este método de proteção é adequado numa situação em que a tensão na rede é normal, mas são possíveis desvios raros e significativos, inclusive em decorrência de um acidente na rede de alimentação.

Relé de tensão para consumidores de baixa potência

Existem opções para proteção de consumidores individuais na forma de extensão ou monobloco com plugue e tomada. Esses dispositivos são projetados para uma corrente de carga de 6 a 16A. Dispositivos semelhantes em design modular são montados no painel elétrico.

Um relé do tipo modular pode ter um grupo de contatos de comutação de saída, contatos normalmente abertos, bem como dois grupos separados de contatos normalmente abertos ou normalmente fechados. Isso permite implementar diferentes opções para gerenciar o poder do consumidor.

Diagrama de fiação para conectar um relé de tensão em uma rede 220V

A fiação do relé de tensão tipo modular pode ser feita conforme ilustração acima. Em qualquer caso, o dispositivo é conectado após a máquina de entrada. O fio neutro é conectado ao terminal N e os fios de fase são conectados aos contatos normalmente abertos do relé.

Para proteger um dispositivo mais caro, sua corrente nominal de operação é selecionada um degrau acima do valor indicado no corpo do disjuntor de entrada. Por exemplo, se um disjuntor de 40A for instalado na frente do relé, escolha um dispositivo com valor nominal de 50A.

Se um dispositivo com a corrente operacional necessária não estiver disponível ou for muito caro, ele poderá ser substituído por um relé de tensão com parâmetro de carga mínima. Neste caso, é conectado à sua saída um contator com a potência necessária ou uma partida, que fornece tensão aos consumidores.

Diagrama de conexão de um relé de tensão usando um contator

A fiação do relé de tensão emparelhado com o contator é mostrada no diagrama. Neste exemplo, o próprio relé de tensão também é conectado após o disjuntor de entrada, medidor e RCD. O fio de fase do contato de saída do relé é conectado ao terminal do enrolamento de controle do contator, e o fio neutro (a parte saliente da caixa) é conectado ao seu segundo terminal. A fase de alimentação e zero são fornecidos aos terminais de saída do contator (a parte mais distante da caixa) por cima, e os fios de fase e zero dos consumidores são conectados por baixo.

Se houver um nível de tensão normal na rede, o relé de controle fecha os contatos de saída e fornece energia ao enrolamento do contator. Ele, por sua vez, fecha os contatos de saída e fornece energia aos consumidores. Se não houver tensão na rede ou ultrapassar os limites permitidos, os circuitos são interrompidos sequencialmente e a alimentação da carga é desligada.

Diagrama de conexão para vários relés de tensão em uma rede monofásica

Em alguns casos, é conveniente utilizar vários relés de tensão para diferentes tipos de consumidores. Ao mesmo tempo, para os consumidores eletrônicos mais caros, como computadores, você pode definir a faixa de potência de entrada permitida na faixa de 200-230 V usando o relé apropriado.

Aparelhos elétricos domésticos com motores elétricos, como geladeira ou máquina de lavar, podem ser ajustados para uma faixa de tensão de 185-235V. Consumidores como ferro, aquecedor ou aquecedor de água podem ser alimentados por uma tensão de 175-245V. Os temporizadores internos do relé podem ser configurados para atrasar a restauração da energia em momentos diferentes.

Como funciona um relé de controle de fase em uma rede 380V?

Um relé de tensão trifásico pode ser instalado em uma rede de 380V. Isso faz sentido se a casa possuir equipamentos com alimentação trifásica.

Conectando um relé de tensão a uma rede 380V

Neste caso, o relé é acionado quando há desvio de tensão em qualquer fase e desliga a carga nas três linhas. Na ausência de consumidores com alimentação de 380V, é mais conveniente e barato conectar três relés de tensão separados. Neste caso, obtemos três grupos de consumidores de 220V, para os quais podem ser definidos diferentes limites de tensão e tempos de atraso.

Diagrama de conexão de um relé de tensão em cada fase de uma rede 380V

Contra o que o IPB protege?

A principal tarefa de uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS) é fornecer eletricidade aos consumidores quando não há tensão na rede. Na maioria das vezes, este dispositivo é usado para alimentar computadores. Embora o no-break forneça 220 volts por um curto período, é possível salvar as informações e desligar o computador. É importante utilizar uma fonte de alimentação ininterrupta quando se utiliza uma usina de pequeno porte para fornecimento contínuo de energia no momento de sua partida.

Fonte de alimentação ininterrupta comum

Obviamente, o uso de UPS é funcional se um relé de tensão estiver instalado na rede de alimentação doméstica. Ao usar uma bateria com capacidade suficiente, uma caldeira a gás pode ser conectada a uma fonte de alimentação ininterrupta. Uma bateria de 60Ah é suficiente para alimentar uma caldeira de 160W com tensão por cerca de um dia.

Um UPS de dupla conversão opera em uma ampla faixa de variações de tensão de entrada, mas é muito caro.

Provavelmente, na maioria dos casos, para fins domésticos, é mais prático usar uma fonte de alimentação ininterrupta barata e um estabilizador ou relé de tensão.

Como um protetor contra surtos pode ajudar

Na maioria das vezes, os protetores contra surtos domésticos são feitos na forma de um cabo de extensão. Assim, várias unidades de eletrodomésticos podem ser conectadas a ele ao mesmo tempo. Os filtros diferem no número de soquetes e no comprimento do cabo. Normalmente, o dispositivo é equipado com seu próprio interruptor que indica a fonte de alimentação. O filtro pode ter interruptores individuais para cada tomada.

Filtros de rede populares

Vários modelos possuem proteção contra curto-circuito e sobrecarga. A corrente total de carga de dispositivos deste tipo não excede 6-16A. O filtro real de tais dispositivos consiste em vários capacitores e indutores. Isso protege os componentes eletrônicos contra pulsos de interferência de baixa potência e curta duração. Este último pode ser criado, entre outras coisas, por eletrodomésticos conectados à rede doméstica.

Avaliação 0,00 (0 votos)

Normalmente em qualquer rede elétrica a tensão está dentro dos limites determinados pelas normas técnicas, mas às vezes se desvia dos valores permitidos. A tensão máxima permitida está dentro de ±10% da tensão nominal, ou seja, para uma rede monofásica na faixa de 198-242 V, e para uma rede trifásica - 342-418 V. Desvios dos valores especificados são chamadas de sobretensões. As sobretensões têm natureza diferente e, dependendo disso, diferem em duração e magnitude. Sobretensões de longa duração (acima de 0,01 s) geralmente ocorrem devido a um mau funcionamento do transformador abaixador da subestação ou a uma ruptura no fio neutro da rede de alimentação.

Tais sobretensões têm valores relativamente pequenos (de 230 V à tensão fase-fase - 380 V), mas duram muito tempo e representam uma ameaça muito real para pessoas e equipamentos. Um aumento de tensão a longo prazo também pode ocorrer no caso de distribuição desigual de cargas entre fases na rede externa. Ocorre então um desequilíbrio de fase, no qual a tensão torna-se menor na fase mais carregada e maior que a nominal na fase descarregada. Picos de tensão de curto prazo também podem ocorrer como resultado de comutação na rede elétrica ou durante a ligação de cargas reativas poderosas.

Para proteger de forma confiável a fiação elétrica doméstica contra sobretensões, é recomendado criar um sistema de proteção multinível (pelo menos três estágios) que consiste em SPDs de diferentes classes. SPD classe B (tipo 1) é projetado para uma corrente de descarga nominal de 30-60 kA, SPD classe C (tipo 2) - para uma corrente de 20-40 kA. SPD classe D (tipo 3) para corrente 5-10 kA. Ao criar um sistema de proteção contra surtos multiestágio, é necessário garantir que a potência de cada estágio corresponda, ou seja, a corrente máxima que flui através deles não deve exceder suas características nominais. Mas antes de tudo é necessário criar um sistema de aterramento eficaz.

Sobretensões de pulso poderosas (com correntes de até 100 kA) podem ocorrer quando expostas a descargas atmosféricas. Neste caso, a tensão pode chegar a dezenas de quilovolts. Tais pulsos duram no máximo centenas de microssegundos, e os disjuntores de proteção não têm tempo de reagir a eles, pois os tipos mais modernos de disjuntores têm tempo de resposta de alguns milissegundos, o que pode causar quebra e danos ao isolamento entre fase e neutro ou entre fase e terra. Via de regra, isso não causa curto-circuito e não atrapalha o funcionamento da rede, mas ocorre uma pequena corrente de fuga no local do dano ao isolamento. E se passar entre fase e neutro, não é detectado pelos RCDs e disjuntores, mas leva ao aumento do aquecimento do isolamento e à aceleração do seu processo de envelhecimento. Com o tempo, a resistência de isolamento nesta área diminui e a corrente de fuga aumenta.

As consequências do impacto destes factores negativos nos equipamentos electrónicos e na cablagem eléctrica podem ser fatais, pelo que a rede doméstica requer uma protecção abrangente contra sobretensões utilizando vários tipos de dispositivos (dispositivos de protecção contra sobretensões, protectores contra sobretensões, PH, etc.).

A possibilidade de utilização de vários SPDs para executar funções de proteção específicas é determinada pelas características técnicas refletidas na rotulagem do dispositivo.

O nível de tensão de proteção U é o parâmetro mais importante que caracteriza o SPD. Determina o valor da tensão residual que aparece nos terminais do SPD devido à passagem da corrente de descarga. Para SPDs de classe 1, U p não deve exceder 4 kV, para dispositivos de classe 2 - 2,5 kV, para SPDs de classe 3, Up é definido para não mais que 1,5 kV - o nível de sobretensões de microssegundos que deve suportar eletrodomésticos.

Corrente máxima de descarga I max - a magnitude do pulso de corrente que o SPD deve suportar uma vez, mantendo a operabilidade.

Corrente de descarga nominal 1 n - a magnitude do pulso de corrente que o SPD deve suportar muitas vezes, desde que esfrie até a temperatura ambiente no intervalo entre os pulsos.

A tensão operacional máxima de longo prazo U c é o valor efetivo da tensão CA ou CC que é continuamente fornecida aos terminais do SPD. É igual à tensão nominal, levando em consideração a possível superestimação da tensão sob diversas condições anormais de operação da rede. Corrente de carga nominal I i (- a máxima corrente contínua alternada (valor rms) ou contínua que pode ser fornecida à carga protegida pelo SPD. Este parâmetro é importante para SPDs conectados à rede em série com o equipamento protegido. Já que a maioria dos SPDs estão conectados em paralelo ao circuito, então eles não especificam este parâmetro.

Se for necessária proteção adicional de dispositivos específicos, são utilizados dispositivos feitos na forma de inserções e extensões - filtros de rede. Seu projeto inclui varistores que suprimem picos de tensão de pulso.

São resistores semicondutores que utilizam o efeito de diminuir a resistência do material semicondutor à medida que a tensão aplicada aumenta, tornando-os o meio mais eficaz (e mais barato) de proteção contra tensões de impulso de qualquer tipo. O varistor é conectado em paralelo ao equipamento protegido e durante a operação normal fica exposto à tensão operacional do dispositivo protegido. No modo de operação, a corrente que passa pelo varistor é desprezível e, nessas condições, representa um isolante. Quando ocorre um pulso de tensão, a resistência do varistor diminui drasticamente para uma fração de ohm. Neste caso, uma corrente que atinge vários milhares de amperes pode fluir através dele por um curto período de tempo. Após a extinção do pulso de tensão, ele adquire novamente uma resistência muito alta.

A seleção do SPD é feita de acordo com o sistema de proteção adotado. Neste caso, devem ser levadas em consideração as características técnicas dos dispositivos, que devem estar listadas no catálogo e impressas na parte frontal do corpo do dispositivo.

Ao instalar um SPD, é necessário que a distância entre os estágios de proteção adjacentes seja de pelo menos 10 m ao longo do cabo de alimentação. O cumprimento deste requisito é muito importante para a correta sequência de operação dos dispositivos de proteção. O primeiro estágio da proteção classe B é montado fora da casa, na botoneira.

UZ-6/220, UZ-18/380 são projetados para proteger a rede contra sobretensões de curto prazo (até 12 kV) e longo prazo causadas por processos de comutação, indutivos e relâmpagos. Os dispositivos pertencem a SPDs de 2ª e 3ª classes e são fabricados com varistores. Para proteção confiável contra sobretensões de longo prazo causadas por falhas de rede, o dispositivo deve ser conectado após o RCD e aterrado. Somente com essa conexão é criada uma corrente de fuga e o RCD é acionado.

Dispositivo de proteção contra surtos (SPD) projetado para evitar possíveis danos aos eletrodomésticos devido a fortes sobretensões de pulso causadas por acidentes na rede de alimentação ou descargas atmosféricas. Dispositivos deste tipo podem ser chamados de supressores de surto (SVP). Eles são, via de regra, feitos com base em pára-raios ou varistores e muitas vezes possuem dispositivos indicadores que sinalizam sua falha. Normalmente, os protetores contra surtos baseados em varistores são fabricados com montagem em trilho DIN. Um varistor queimado pode ser substituído simplesmente removendo o módulo do invólucro do SPD e instalando um novo.

Dependendo da área protegida, os supressores de surto são divididos em classes ou tipos. Dispositivos classe B (tipo 1) protegem objetos contra sobretensões atmosféricas e de comutação que passam por pára-raios classe A de redes externas. Eles são instalados no dispositivo de entrada da residência e limitam a magnitude das sobretensões a 4,0 kV, protegendo os medidores de entrada e os equipamentos elétricos do quadro de distribuição.

Os supressores de classe C (tipo 2) protegem os equipamentos elétricos contra sobretensões que passam pelos supressores de classe B e limitam a magnitude da sobretensão a 2,5 kV. São instalados em painéis de distribuição dentro de uma casa ou apartamento e protegem interruptores automáticos e diferenciais, fiação interna, contatores, interruptores, tomadas, etc. Os limitadores classe D (tipo 3) protegem contra sobretensões que passam por dispositivos classe C e limitam sua magnitude até 13 kV. Tais limitadores são instalados em caixas de distribuição, tomadas e podem ser embutidos no próprio equipamento. Limitadores desta classe protegem equipamentos elétricos com dispositivos eletrônicos, bem como dispositivos elétricos portáteis.

O supressor de surto da série 0P-101 baseado em um varistor é projetado para proteger equipamentos elétricos contra sobretensões de pulso causadas por quedas de raios ou sobretensões de comutação. Quando ocorre um surto de sobretensão, os varistores do dispositivo passam para um estado condutor, a corrente aumenta em várias ordens de grandeza, atingindo centenas e milhares de amperes, ao mesmo tempo que limita o aumento adicional de tensão nos terminais. Depois que a onda de sobretensão passa, o limitador retorna ao estado não condutor. O tempo de resposta do dispositivo é de cerca de 25 ns.

Os supressores de surto da série 0P-101 são monofásicos ou trifásicos. Dispositivos trifásicos classe B são instalados em uma entrada trifásica. Monofásicos (classe D) são utilizados para proteger consumidores individuais ou grupos.

Os protetores contra surtos varistores classe C ou D (tipo 2 e 3) são instalados no quadro de distribuição interno da residência. A desvantagem dos protetores contra surtos baseados em varistores é que, após o disparo, eles precisam ser resfriados para voltarem a funcionar. Isso degrada a proteção em múltiplas descargas. É claro que o uso de um SPD reduz a probabilidade de falha do equipamento ou ferimentos em pessoas, mas é melhor desligar os dispositivos mais importantes durante uma tempestade.

Projetado para proteger equipamentos (em uma casa, apartamento ou escritório, etc.) dos efeitos destrutivos de poderosos surtos de tensão pulsada, bem como desligar equipamentos quando a tensão da rede ultrapassar os limites permitidos (170-270 V) em único redes de fase. A tensão é ligada automaticamente quando é restaurada ao normal após o retardo de reinicialização ter expirado. O dispositivo é um relé de controle de tensão com um potente relé eletromagnético na saída, complementado por proteção de varistor.

Trata-se de um dispositivo que combina um dispositivo eletrônico de controle de tensão e um disparador eletromagnético, montados em um único invólucro. O relé de tensão da série PH é um dispositivo muito eficaz para proteger equipamentos quando ocorrem sobretensões de longo prazo. Foi projetado para desconectar cargas monofásicas domésticas e industriais de 220 V, 50 Hz em caso de oscilações de tensão inaceitáveis ​​​​na rede, seguido de acendimento automático após a restauração de seus parâmetros. O relé pode ser feito com base em um microprocessador ou em um simples comparador e está equipado com um dispositivo para ajustar os limites de operação superior e inferior.

Os relés de tensão podem ser monofásicos ou trifásicos. Relés de tensão trifásicos são usados ​​em entradas trifásicas para proteger equipamentos trifásicos. Geralmente desligam a rede não diretamente, mas por meio de um contator eletromagnético. Na ausência de consumidores trifásicos, seria melhor instalar um relé de tensão monofásico em cada fase.

Dependendo do método de conexão, os relés de tensão podem ser fabricados na forma de dispositivo portátil do tipo “plug-soquete” ou para instalação em quadro de distribuição em trilho DIN. Normalmente, esses relés possuem uma ampla gama de ajustes e podem operar em vários modos independentes: como relé de tensão, como relé de tensão mínima, como relé de tensão máxima ou como relé de tempo com atraso na ativação.

Os relés de tensão operam na faixa de 100-400 V e são divididos em dispositivos que possuem grupo de contatos próprio e controlam a carga de forma independente, além de relés que controlam a carga por meio de contatores mais potentes.

Alguns tipos de relés de tensão podem ser usados ​​​​para desligar a rede elétrica de forma independente quando ocorre uma tensão de emergência. Possuem maior capacidade de comutação e gerenciam uma rede com carga de até 13 kW, o que é suficiente para um apartamento ou casa particular. Os dispositivos são instalados na entrada após o medidor elétrico e RCD em trilho DIN.

O relé de tensão não possui proteção embutida contra altas correntes, portanto deve ser instalado após o disjuntor. Neste caso, a corrente nominal do relé deve ser 20-30% superior à corrente nominal da máquina. Os relés de tensão também não protegem contra correntes residuais de raios de alta tensão.

Sensor de sobretensão DPN 260 projetado para limitar a tensão máxima permitida na carga. Funciona em conjunto com um RCD ou disjuntor diferencial com corrente de fuga de 30-300 mA. A tensão de resposta do DPN 260 é ajustada entre 255-260 V, o tempo de resposta é de 0,01 s. É fabricado em módulo padrão baseado em varistor convencional e projetado para instalação em trilho DlN de 35 mm. Ressalta-se que o sensor cria uma corrente de fuga e aciona um RCD, que não liga sozinho, o que é sua principal desvantagem.

Este é um dispositivo de comutação remota que comuta cargas CA ou CC, projetado para ligar e desligar frequentemente. Eles podem controlar iluminação, aquecimento e outros dispositivos em circuitos de energia CC e CA com tensões de até 380 V e frequência de 50 Hz.

Os contatores não possuem funções de proteção, mas funcionam efetivamente em conjunto com um relé de tensão, garantindo o desligamento oportuno da rede. A vantagem desses dispositivos é um grupo de contatos confiável que pode suportar um grande número de ligações e desligamentos com uma potência significativa da carga controlada.

Os contatores podem ser usados, por exemplo, para controlar o modo de operação de um sistema de aquecimento de piso quando a potência dos cabos de aquecimento excede a potência permitida do termostato.

Um contator, controlado por uma chave, relé de pulso, temporizador ou outro sensor, permite ligar (desligar) a carga necessária, que os relés eletrônicos, projetados para correntes relativamente pequenas, não conseguem suportar sozinhos. Os contatores são um elemento indispensável de um sistema multifuncional do tipo “Smart Lady”.

Os contatores podem ser monofásicos ou trifásicos. Os principais parâmetros pelos quais os contatores são selecionados são os seguintes:

• Tensão operacional nominal
• Corrente operacional nominal
• Tensão da bobina de controle
• Número/tipo de contatos adicionais

Picos de tensão são comuns em sistemas elétricos domésticos. Falhas regulares nos parâmetros da rede levam à falha rápida dos eletrodomésticos. E isso já é uma ameaça direta ao corpo humano.

A sobretensão é uma condição da rede elétrica em que a tensão excede os limites operacionais. Faixa permitida para redes elétricas 0,38 kV: 0,198..0,242 para monofásicas, 0,342..0,418 para trifásicas. Aqueles. o desvio varia de 5 a 10% nos insumos para os consumidores.

Causas

Causas de sobretensão na rede:

1. Relâmpagos. Ao mesmo tempo, a corrente flui através dos fios, com tensões de pulso de várias dezenas de milhares de volts.
2. Erros do operador ao fazer manutenção em equipamentos em subestações de abastecimento. Isso acontece devido à inconsistência na regulação de tensão na subestação.
3. Conexão incorreta de fios no quadro de distribuição. Ocorre quando a fase está conectada a zero.
4. Violação em ponto morto. Ocorre quando um condutor quebra ou queima. É a causa mais comum de sobretensão em redes domésticas. Quando ocorre uma interrupção, não ocorre desequilíbrio de fase, o que causa picos de tensão.

Perigo para aparelhos elétricos

Os eletrodomésticos são projetados para a presença de picos de energia que excedem três vezes os valores operacionais (até 1000 V). Em caso de emergência, o valor dos surtos pode ultrapassar as normas máximas permitidas. Neste caso ocorre superaquecimento dos cabos, quebra da bainha isolante e, consequentemente, faíscas e incêndios. Curtos-circuitos podem ocorrer mesmo em trechos da rede elétrica sem carga.

Proteção contra surtos

As medidas de segurança incluem SPDs (dispositivos de proteção contra surtos).

Existem dois tipos:

1. Completo. Dispõe sobre a instalação de aparelhos na entrada dos apartamentos, bem como na frente de cada eletrodoméstico.
2. Parcial. Neste caso, os dispositivos são instalados apenas na sala do quadro elétrico.

Medidas modernas de segurança SPD

Tipos de proteção contra surtos:

• Relé. Realiza desligamento emergencial de eletrodomésticos quando a rede elétrica atinge parâmetros críticos e ligação automática após normalização da tensão.

Eles são usados ​​para proteger toda a rede, bem como para cada dispositivo elétrico separadamente.

• Estabilizadores de tensão – .
• Os modelos modernos são baseados em microprocessador, possuem display e interface multifuncional. Uso combinado de RCD e DPN (sensor de sobretensão). O último dispositivo monitora os parâmetros da rede e o RCD realiza um desligamento de emergência.

Dispositivos destinados a:

• monitoramento da simetria de tensão em redes elétricas domésticas;
• evitando assimetria de carga;
• sequência correta de fases em redes trifásicas.

Utilizado em sistemas com controle automático.

Os equipamentos importados são muito exigentes quanto à qualidade das redes elétricas. A falta de medidas adequadas de controle de eletricidade leva ao desgaste rápido e à falha completa dos dispositivos elétricos. O relé de controle de fase também foi projetado para estabilizar os parâmetros da rede de alimentação.

Vantagens:

1. trabalhar com base em microprocessador;
2. alta precisão de leituras e confiabilidade;
3. simplicidade de design.

O princípio de funcionamento é baseado no fenômeno do autorretorno dos parâmetros. Quando a tensão é aplicada, o dispositivo executa o controle. Um desligamento de emergência ocorre quando ocorrem falhas.

Locais de instalação:

• para proteger equipamentos separados ou um grupo de instalações elétricas diretamente em frente à tomada;
• para proteção geral da casa no trilho DIN do dispositivo de distribuição de entrada.

Se várias fases falharem ao mesmo tempo, o dispositivo funciona sem retardo.

Dispositivo de entrada de energia de backup automático

Razões para operação do relé:

1. desequilíbrio de fase;
2. inconsistência na conexão dos fios de fase;
3. ruptura do cabo de fase.

Tipos de estabilizadores

Existem dispositivos elétricos ferrorressonantes, triac, estabilizadores de relé e estabilizadores de servo acionamento.

Ferrorressonante

Em um sistema transformador-capacitor, o efeito de ferroressonância é utilizado. Realize a estabilização dos parâmetros na faixa de carga selecionada. Tipo menos comum devido às dificuldades de implantação em sistemas de alimentação doméstica e alto custo.

Vantagens:

• precisão de operação;
• longa vida útil;
• desempenho;
• confiabilidade de operação.

Imperfeições:

• volume;
• distorção sinusoidal;
• pequena faixa de carga;
• impossibilidade de trabalhar em modo inativo e sobrecarga.

Triac

O princípio de operação é que o sinal é acionado por um tipo de relé. O circuito é desconectado por triacs.

Vantagens:

• ao receber um sinal, os estabilizadores são capazes de comutação rápida;
• nenhum ruído;
• ajuste suave.

Imperfeições:

• caro;
• ajuste de passo.

Relé

Usado para proteger dispositivos elétricos de baixa potência. O dispositivo inclui um relé de potência e um autotransformador. Quando os parâmetros da rede externa mudam, o elemento relé é acionado e os enrolamentos do autotransformador são comutados.

Vantagens:

• desempenho.

Imperfeições:

• ajuste de passo;
• baixa precisão de resposta;
• distorção sinusoidal.

Servo-acionado

Organizado de acordo com um circuito reostato. Quando os parâmetros da rede elétrica mudam, o acionamento elétrico move os contatos móveis no enrolamento do autotransformador para a posição desejada.

Vantagens:

• alta sensibilidade do aparelho elétrico a violações dos parâmetros da rede;
• sem distorção sinusoidal;
• controle suave.

Imperfeições:

• baixa confiabilidade;
• resposta lenta da eletrônica.

Estabilizador automático de tensão

Trabalhar em redes 220 V

A instalação é realizada de acordo com os requisitos de segurança elétrica - sem carga. A conexão ao circuito é realizada diretamente após o medidor. A conexão do fio de fase está interrompida.

O dispositivo possui três contatos:

• Zero. O neutro está conectado sem interrupção.
• "Entrada". O fio que vem da máquina de entrada é conectado a este contato.
• "Saída". Conecta-se ao condutor que vai para os consumidores.

No caso de uma conexão de quatro pinos, o circuito é semelhante. Os condutores de fase e neutro provenientes da máquina principal são conectados por interrupção ao estabilizador.

• Uma inspeção deve ser realizada pelo menos uma vez por ano.
• Os dispositivos não emitem sons durante a operação. Ruído estranho indica instabilidade de operação.

Após a instalação, é realizado um teste - sem carga. Se a rede estiver desconectada, a instalação foi realizada com erros.

Existem dispositivos estabilizadores portáteis. São uma caixa com ficha e diversas tomadas para ligação de aparelhos eléctricos. Eles são adaptadores entre a fonte de alimentação e a carga.

Trabalhar em redes 380 V

Funcionamento de estabilizadores em redes 380 V:

• Os estabilizadores devem monitorar a distribuição uniforme da corrente entre as fases.
• A utilização de dispositivos trifásicos é necessária nos casos em que serão utilizados motores elétricos em rede de 380 Volts.
• Via de regra todos os consumidores são de 220V, por isso é aconselhável utilizar um conjunto de 3 estabilizadores monofásicos. Se um dos três dispositivos falhar, o fornecimento de energia elétrica não será interrompido, ao contrário do que acontece com o trifásico. Substituir uma fase com falha custará 3 vezes menos.

Ao escolher um dispositivo estabilizador, é necessário levar em consideração: custo do equipamento, vida útil, velocidade, conveniência da interface, dispositivo de ajuste, características de carga da rede doméstica.

Local de instalação dos dispositivos de proteção

Os dispositivos são instalados em salas especialmente equipadas – quadros elétricos. Se este não for o caso, o local de instalação poderá ser vestíbulos, depósitos e despensas. A principal condição da sala é garantir uma ventilação de alta qualidade.

Ao instalar estabilizadores em prateleiras e nichos embutidos, é necessário recuar 10 cm das paredes para evitar superaquecimento das superfícies adjacentes. Além disso, não deve haver materiais inflamáveis ​​​​por perto - painéis de plástico, cortinas sintéticas, etc.

Seleção de dispositivos estabilizadores

Seleção de estabilizadores:

• Por tipo de rede. Para edifícios residenciais com rede elétrica trifásica, é instalado pelo menos um kit para carga trifásica.

Monofásico é instalado para consumidores alimentados pela rede

• Pelo poder. As características do dispositivo devem ser um degrau acima da carga atribuída ao consumidor. Nestes casos, deverá ser considerada a carga de todas as instalações eléctricas protegidas.

Nos cálculos é utilizada a potência total, levando em consideração (ativo e reagente).

• Valor atual inicial. É levado em consideração na escolha de dispositivos de proteção como refrigeradores, bombas e outros, ou seja, aqueles cujo circuito contém motores assíncronos. Para esses aparelhos, são escolhidos estabilizadores com margem de até 25%.

Para proteger dispositivos de iluminação elétrica, são utilizados estabilizadores com precisão de pelo menos 3%. É a partir deste valor que a cintilação das lâmpadas pode ser detectada.

Vale a pena responder à pergunta: é melhor ter um estabilizador por casa ou vários para cada eletrodoméstico?

Para sistemas de baixa potência, é adequada a instalação de um conjunto na entrada. Este método de proteção é economicamente justificado.

Se pretende utilizar um grande número de instalações elétricas, é aconselhável instalar proteção em cada dispositivo ou grupo, tendo em conta a importância e a viabilidade económica.

UPSs são usados ​​para conectar equipamentos caros: TVs, geladeiras, computadores, etc.

Instalando um relé de tensão. Vídeo

Este vídeo explica como instalar um relé de proteção contra surtos.

Ao projetar o fornecimento de energia de um edifício residencial, atenção especial deve ser dada à proteção da rede contra sobretensões. O uso de medidas abrangentes permite reduzir ao mínimo o risco de uma emergência. Você também não deve se esquecer das regras básicas de uso e manutenção de aparelhos elétricos. Isto não só protege a vida das pessoas, mas também poupa dinheiro em reparações subsequentes e substituição de equipamento eléctrico danificado.

O relâmpago é uma poderosa descarga elétrica (Fig. 5.32), formada quando as nuvens ou o solo estão altamente eletrificados. As descargas atmosféricas podem ocorrer dentro de uma nuvem, entre nuvens eletrificadas adjacentes ou entre uma nuvem eletrificada e o solo. O campo elétrico da nuvem tem uma intensidade enorme – milhões de V/m. Quando grandes regiões com cargas opostas se aproximam o suficiente umas das outras, alguns elétrons e íons correm entre elas, criando um canal ionizado brilhante através do qual outras partículas carregadas correm atrás delas. À medida que o canal ionizado (líder) se move em direção ao solo, a intensidade do campo em sua extremidade aumenta e, sob sua ação, uma serpentina de resposta é ejetada de objetos salientes na superfície da terra, conectando-se ao líder. É assim que ocorre uma descarga atmosférica. Esse recurso do relâmpago é usado para criar um pára-raios.

Todas as instalações de produção devem estar equipadas com sistema de proteção contra raios. A proteção contra raios de edifícios industriais é um elemento de segurança essencial que pode prevenir danos materiais graves e perda de vidas.

A principal ação do raio é um golpe direto é perigoso devido à destruição térmica e mecânica do edifício. Quando um raio atinge diretamente os fios, ocorre uma sobretensão na linha, causando destruição do isolamento dos equipamentos elétricos, e altas correntes causam danos térmicos aos condutores.

Ação secundária do raio caracterizado pela formação de correntes elétricas em sistemas condutores fechados de um edifício (fiação elétrica, tubulações, etc.). O processo de transferência de potenciais elétricos gerados por um raio através de estruturas metálicas externas (dutos) para o edifício protegido pode causar incêndio, explosão e falha de equipamentos elétricos e eletrônicos (Tabela 5.11).

Possíveis consequências de raios

Manifestações perigos	Fatores prejudiciais	Consequências
Raio direto em um prédio	Descarga até 200 kA, tensão 1000 kV, temperatura 30.000°C	Danos a pessoas, destruição de partes do edifício, incêndios
Descarga remota durante a queda de um raio nas comunicações (até 5 km ou mais)	Introduziu potencial de descarga atmosférica através de fios de alimentação e tubulações metálicas (possível impulso de sobretensão - centenas de kV)	Lesões humanas, falha no isolamento da fiação elétrica, falha no equipamento, perda de banco de dados, falhas no sistema de computador
Descarga atmosférica próxima (até 500 m do edifício)	Potencial induzido de raio em partes condutoras de um edifício e instalações elétricas (possível impulso de sobretensão - dezenas de kV)	Lesões humanas, violação do isolamento da fiação elétrica, incêndios, falhas de equipamentos, perda de bancos de dados, falhas em sistemas de computador
Comutações e curtos-circuitos no circuito de baixa tensão	Impulso de sobretensão (até 4 kV)	Falha de equipamento, perda de banco de dados, falhas de sistema de computador

Outra manifestação perigosa de relâmpago é onda de choque. Uma descarga atmosférica é uma explosão elétrica e, em alguns aspectos, é semelhante à detonação de um explosivo. Causa uma onda de choque perigosa nas imediações.

Por exemplo, com uma taxa de aumento de corrente de 30.000 amperes por 0,1 milissegundo e um diâmetro de canal ionizado de 10 cm, as seguintes pressões de ondas de choque podem ser observadas:

• - a uma distância do centro de 5 cm (borda do canal luminoso do raio) - 0,93 MPa (destruição estrutural, concussões humanas graves);
• - a uma distância de 0,5 m - 0,025 MPa (destruição de estruturas frágeis de edifícios e lesões humanas);
• - a uma distância de 5m - 0,002 MPa (quebra de vidro e atordoamento temporário de uma pessoa).

O efeito perigoso de um raio em uma pessoa pode se manifestar da seguinte forma: danos de contato (de potenciais induzidos em partes metálicas do equipamento), danos oftalmológicos (relâmpago), tensão de passo (quando a corrente do raio se espalha no solo), ferimentos contundentes ( devido à ação de uma onda de choque), ataque direto (raio direto sobre uma pessoa).

Ao projetar um sistema de proteção contra raios, são levados em consideração a finalidade da instalação, as características de seu projeto e a localização geográfica da região, que está diretamente relacionada à intensidade da atividade trovoada.

A proteção contra raios de edifícios industriais é desenvolvida com base no tipo de impacto perigoso que ocorre durante uma descarga atmosférica. Todas as instalações industriais requerem medidas selecionadas individualmente para proteção contra os efeitos das oscilações atmosféricas. Os arranha-céus estão em maior risco, portanto, em primeiro lugar, os arranha-céus, mastros, tubos e suportes de linhas de energia precisam de proteção.

A principal fonte de dano é a corrente elétrica. Dependendo do local da lesão, as seguintes fontes de dano são diferenciadas (Tabela 5.12):

• - S- queda de raio em um edifício (estrutura);
• - S2- queda de raio próximo a um edifício (estrutura);
• - S3- queda de raio em linhas de comunicação;
• - S4- queda de raio perto de linhas de comunicação.

Dependendo das características do edifício (estrutura) a ser protegido, a queda de um raio pode causar diversos danos. Na prática, ao avaliar o risco, existem três tipos principais de danos que podem ocorrer como resultado de uma queda de raio:

• - D- danos aos seres vivos;
• - D1- danos físicos ao edifício (estrutura) e (ou) linhas de comunicação;
• - D3- falha de sistemas elétricos e eletrônicos.

Os danos a um edifício (estrutura) devido a raios podem limitar-se a parte da estrutura ou estender-se a várias estruturas. Os danos podem afetar áreas adjacentes à estrutura ou ao ambiente (por exemplo, contaminação química ou radioativa da área).

Cada tipo de dano, isoladamente ou em combinação com outros, pode levar a diversas perdas diretas e indiretas na estrutura protegida. O tipo de perdas que ocorrem depende das características da estrutura e das suas partes. Os seguintes tipos de perdas devem ser considerados:

• - Eu- associado à morte e ferimentos de pessoas;
• - L2- com destruição total ou parcial das comunicações públicas;
• - L3- causar danos a bens culturais;
• - L4 - económica (relacionada com a destruição de um edifício (estrutura), da sua parte e (ou) perturbação ou cessação de actividade).

Combinações estabelecidas de possíveis danos e perdas dependendo do tipo de fonte)