Как защитить технику от скачков напряжения и других проблем с электросетью?

Кроме очевидных неудобств, связанных с отключением света, есть ряд менее заметных, но весьма существенных моментов. Они связаны с колебаниями напряжения в сети и, как следствие, негативно влияют на нашу компьютерную и бытовую технику.

В данной статье разберемся, какие самые распространенные проблемы с электросетью бывают, к чему они могут привести, и как с ними можно бороться.

Содержание:

• Какие бывают проблемы с электросетью.
• Существует ли разница в защите бытовой и компьютерной техники.
• Варианты защиты техники.
• Дополнительные меры предосторожности.

Итоги.

Какие бывают проблемы с электросетью

Большинство проблем с электричеством связаны с напряжением. Согласно ДСТУ 50160:2014 номинальное напряжение должно составлять 230 В. Допустимые отклонения ±10%, то есть 207-253 В, а во времена блэкаута оно падало даже до 190 В.

• Пониженное напряжение. Долговременное снижение напряжения может быть связано с глобальными проблемами в системе энергоснабжения. Также оно наблюдается в «пиковые» часы утром и вечером, когда пользователи включают много электроприборов. Пониженное напряжение редко становится причиной серьезных проблем, но техника может работать менее эффективно. Например, бойлер будет дольше нагревать воду. Также низкое напряжение приводит к ускоренному износу комплектующих.
• Повышенное напряжение. Относительно редкая проблема, которая чаще всего возникает при использовании альтернативных источников энергии, например, генераторов. Негативное влияние связано с тем, что техника начинает получать больше энергии, которая не расходуется на работу. Потому она начинается выделяться в виде тепла, из-за которого в итоге могут перегореть микросхемы.
• Скачки. Кратковременные отклонения от нормы. Частая проблема, поскольку связана не только с общим состоянием энергоснабжения, но и локальными факторами. Например, это может быть гроза или использование мощного электроинструмента. Потому вечный ремонт у соседа может навредить не только вашему сну, но и бытовой технике.

Также существует 2 распространенные проблемы, не связанные с напряжением:

• «Шумы» – электромагнитные, высокочастотные и импульсные помехи. Возникают по разным причинам, причем даже безобидным. Например, возмущения на локальном уровне происходят каждый раз, когда вы включаете любой электроприбор. Ввиду этого избавиться от помех полностью невозможно, но с ними можно бороться при помощи простых приспособлений. Имеют разную природу и проявления, в детали которых мы не будем погружаться в целях экономии времени. Упомянем только, что для большинства электроники помехи остаются незаметными. Самое распространенное проявление – шумы при воспроизведении аудио (отсюда и название).
• Искажения синусоидальности тока. В наших сетях используется переменный ток, который меняется 50 раз в секунду. Чем стабильнее происходит перемена, тем лучше для техники. Выражается это в синусоиде тока. Искажения синусоиды могут проявляться в потерях энергии, перегреве, некорректной передачи сигналов. Чаще всего искажения связаны с нелинейной нагрузкой, которая происходит при подключении к сети сварочного аппарата или частотного преобразователя. 

Самые продвинутые типы защитного оборудования помогут обезопасить электронику от всех перечисленных проблем, а более простые варианты – только некоторые из них. Подробно об этом рассказываем дальше по тексту.

Существует ли разница в защите бытовой и компьютерной техники

Большинство электроприборов имеют встроенные предохранители, но они обычно срабатывает только в ситуациях, когда параметры тока подходят к критическим. Подобная защита повышает “выживаемость” техники, но она не может быть полноценной альтернативой специальному оборудованию.

Необходимый тип защиты будет зависеть от «изящности» электроники. Например, вы могли слышать о «неубиваемых» советских холодильниках, а если живете в сельской местности или заняты на производстве, то могли видеть рабочие электромоторы 60-х годов выпуска. Это связано не с продвинутостью, а наоборот – с примитивностью технологий. В подобной технике используются массивные микросхемы, мощная обмотка: как итог КПД падает, но чувствительность к плохому току снижается. (Впрочем, тогда никто не гнался за надежностью. Настоящая причина использования подобной электроники – низкая себестоимость, но об этом не будем.)

Современные полупроводники стали технологичнее и в разы меньше своих предшественников, что сделало их более эффективными. При этом микросхемы стали более более чувствительны. Из-за этого они могут реагировать даже на, казалось бы, безобидные шумы.

В наше время все еще используется ряд бытовой техники, в которой практически нет такой электроники. Это обогреватели, электрочайники, бойлеры в которых используется механическое управление. Для них достаточно защиты только от высокого напряжения и его перепадов.

Все, что имеет цифровое управление (можно легко определить по наличию дисплея) – более чувствительное, а значит требует выравнивания тока. В таких случаях спасают стабилизаторы и источники бесперебойного питания.

Не стоит забывать про то, что компьютерной технике не идут на пользу резкие отключения. Они не позволяют корректно завершить работу, что может приводить к потере данных и более серьезным проблемам. «Не любят» резкое отключение мониторы и телевизоры, особенно, созданные с использованием OLED-матриц. В таких случаях нужно подумать о покупке источника бесперебойного питания, который на некоторое время обеспечит резервное питание.

При выборе ИБП важной особенностью является синусоида переменного тока. Бесперебойники бывают с аппроксимированной (ступенчатой) и правильной синусоидой. Для большинства техники, в том числе компьютеров, подходит первый вариант. В некоторых случаях необходим ИБП исключительно с правильной синусоидой. Например, для насосов, холодильников, стиральных машин и другой техники, которая оснащается электромотором.

Варианты защиты техники от проблем с электричеством

Все счетчики электроэнергии оснащены автоматическим предохранителем («пробкой»), который срабатывает при достижении напряжения около 250 В. Это спасает всю сеть от короткого замыкания, но не факт, что убережет вашу технику. Потому хоть прожить без дополнительной защиты можно, лучше обеспечить дополнительную безопасность. Для этого используется 4 типа оборудования:

• Сетевой фильтр. Самый простой вариант защиты, который выглядит как обычный удлинитель. Внутри него расположены конденсаторы, резисторы, катушки и другие элементы, основной задачей которых является устранение шумов тока. Также есть встроенные предохранители, которые срабатывают от перепадов напряжения. Сетевые фильтры следует использовать для чувствительной к шумам техники: компьютеров, телевизоров, аудиосистем, микроволновок и т. д.

• Реле защиты (реле контроля напряжения). Это автоматика, которая отключает питание, если напряжение выходит за безопасные рамки. Самые простые варианты не отличаются от «пробки» счетчика, потому дополнительно не повышают безопасность. Зато могут выручить программируемые реле. Они позволяют настроить безопасные рамки напряжения. Это может быть полезно, поскольку для большинства бытовой технике это 220-240 В, а ДСТУ предусмотрены колебания в пределах 207-253 В. Самые продвинутые версии защитных реле могут записывать информацию о работе, создавать графики, проводить самодиагностику. Такие функции полезны для подключения промышленного оборудования, а в бытовых условиях излишни.

• Стабилизаторы (автоматические стабилизаторы напряжения). Предыдущие варианты защиты отслеживают параметры тока, и когда они доходят до опасных значений, просто отключают питание. На колебания, которые происходят в безопасных рамках, сетевые фильтры и реле не реагируют. Стабилизатор напряжения производит «сглаживание» колебаний, тем самым обеспечивая стабильность питания, что благоприятно сказывается на сроке службы техники.

• Источник бесперебойного питания (ИБП, UPS). По сути является улучшенной версией стабилизатора, к которому добавили аккумулятор. Это позволяет не только «выравнивать» ток, но и обеспечить автономную работу в случае аварийного отключения. Разные виды и модели ИБП могут сильно отличаться между собой, и при выборе нужно учитывать много нюансов. У нас на сайте есть подробная статья о выборе источника бесперебойного питания, а также аккумуляторов к нему.

Какие дополнительные меры можно предпринять

Как мы писали в самом начале, на стабильность тока влияет оборудование и провода, при помощи которых осуществляется передача электроэнергии. Это касается не только ЛЭП, но и домашней проводки. В данном вопросе следует пригласить специалиста, поскольку самостоятельную диагностику провести сложно: нужны специфические знания и тестеры.

Начать стоит с заземления. Оно позволяет уменьшить помехи в сети, но что самое главное – защищает от перенапряжения и позволяет отводить статическое электричество. По современным строительным нормам заземление обязательно, потому есть во всех новостройках. В старой застройке оно может отсутствовать. Также вопрос заземления часто игнорируют в частном секторе, особенно если строительство или ремонт производились своими силами.

Проблемы с током могут быть связаны со старой проводкой. Обычно она способна прослужить 50 лет и более, но диагностику следует проводить хотя бы раз в 5 лет. Внеплановые проверки нужны, если квартиру затопило или помещение долго находилось без отопления.

Устаревание проводки главным образом связано с тем, что под действием внешних факторов изоляция изнашивается. В ней могут появляться трещины, который становятся причиной короткого замыкания и перегрева, что в свою очередь не только вредит технике, но и может вызвать пожар.

Также для старой проводки характерной проблемой является недостаточная пропускная способность. Например, во времена советов развитой социализм позволял иметь только самое необходимое из техники. Это приводит к тому, что в старой застройке проводка может не справиться с нагрузкой при одновременной работе стиральной машинки, бойлера, компьютера и других девайсов с высоким энергопотреблением.

Итоги

• Современная компьютерная и бытовая техника может успешно работать без дополнительной защиты. Но без специального оборудования существует более высокий риск поломки.
• Сетевые фильтры – простой и дешевый способ защиты, но при этом может спасти в случае аварийных ситуаций.
• Программируемые реле напряжения позволяют настроить аварийное отключение, отталкиваясь от спецификаций подключенного оборудования. В этом плане они выигрывают у предохранителя на счетчике, который срабатывает при скачках выше 250 В.
• Стабилизаторы напряжения и источники бесперебойного питания – самый эффективный метод защиты. ИБП также полезны тем, что могут служить альтернативным источником энергии на случай отключения электроэнергии.