Скачет напряжение в электросети: что делать

Слабое напряжение в сети: что делать и кто виноват

Первое что необходимо выяснить – это кто виноват в низком напряжении. В многоэтажных домах это сделать очень легко, а именно пройтись к соседям и узнать, нет ли у них такой проблемы.

В собственных домах необходимо опрашивать тех людей, которые питаются электроэнергией от той линии, что и вы. А именно просмотрим на линию электропередач, запоминаем, от каких линий подходит электричество к вашему дому, от этих проводов будет подходить линия и к тем, кто запитан на вашей линии.

Можно также отключить от сети все приборы и измерить напряжение. Если напряжение нормальное, а после включения пару приборов падает, то причина низкого напряжения в доме.

Если после включение напряжение падает, то причины могут быть такие:

1. Сечение провода на вводе в дом не достаточное. Не достаточная толщина провода может быть причиной маленького напряжения сети, особенно при большой нагрузке.

2. Контакт на вводе в дом подгорел и дает дополнительное сопротивление. От такого сопротивления падает напряжение, и упасть оно может достаточно высоко.

3. Разветвление от линии к дому выполнено не качественным образом. Если контакт на смотке плохой, то повышается сопротивление, от этого падает напряжение в сети.

При маленьком сечение тепло равномерно распространяется по всей длине проводки. А вот если контакты плохие, то это повлечет за собой очень неприятные последствия. Место, где контакты плохие будет очень нагреваться и может перегореть проводка, а может возникнуть и пожар.

Если проблема с низким напряжением связана с энергопоставляющей компанией, то кажется, решение этой проблемы будет очень легко и стоит только написать заявление.

Отвечает за электрические падения или, наоборот, за высокое напряжение электросетевая компания. Именно в электросетевую или энергосбытовую компанию вам придется писать заявления, образец которых вы сможете найти на сайте, о факте падения напряжения.

Пишется такое письмо не долго и как правило отвечает компания достаточно быстро, претензия рассматривается и определяется вольтаж уже на месте при помощи электриков, они определяют где напряжение просаживается, а так же осматривают нехватающие участки.

Изначально специалисты отключают свет, определяют, где находится просадка и принимают решение, что необходимо сделать в данной ситуации, кому поднять малое напряжение или снизить повышенное.

Подключение, которое делается с помощью сварки, не всегда создается ситуация, которая оплачивается заявщиком, почему специалисты не всегда с охотой берутся за то чтобы повысить показатель.

Чем опасно низкое напряжение для бытовой техники

Высокое напряжение в сети опасно возможностью возгорания проводки и, как результат, пожаром. При этом если проводка выдержит, то бытовая техника, скорее всего, сгорит. Низкое напряжение менее радикально воздействует на технику, но при этом тоже наносит непоправимый вред. Основные проблемы, возникающие с электроприборами при низком напряжении:

1. Двигатели и компрессорные установки страдают по причине перегрева обмоток в связи с повышенным пусковым током. К такому оборудованию можно отнести, например, холодильник.
2. Низкая мощность сети меняет эксплуатационные характеристики, таким образом, бойлер буден гораздо дольше нагревать воду.
3. Лампы, оснащенные нитью накала, светят гораздо хуже, а энергосберегающие и светодиодные не меняют яркость, но срок их службы значительно уменьшается.
4. Электроника способна отреагировать выходом из строя своих компонентов.

Некоторые электроприборы попросту не включатся при низком напряжении. Лучше всего себя будут чувствовать те приборы, которые оснащены импульсными источниками бесперебойного питания.

Просадка питания в аккумуляторе — главные показатели и причины

О причинах посаженного аккумулятора сегодня мы уже говорили. Это плохо работающий генератор, который не заряжает батарею

Также стоит обратить внимание на возраст батарейки в машине. Часто ей просто приходит время

Можно также заметить, что постоянные нагрузки в сети могут задействовать работу аккумулятора, чем непременно садят его. В процессе эксплуатации машины с севшим аккумулятором будут видны следующие проблемы:

• сигнализация будет срабатывать не сразу, постоянно тревожить длительными паузами, а иногда не открывать или не закрывать определенные замки, это опасно для вашего авто;
• стартер может заклинивать и крутиться постоянно после запуска двигателя, при малых токах аккумулятора это случается довольно часто, так что лучше следить за батарейкой;
• аккумулятор постарается взять на себя заряд с генератора, и автоматика в машине ему в этом поможет, это может вызвать плохую работу электроприборов в сети автомобиля;
• в процессе запуска двигателя придется немало покрутить агрегат, после первого толчка может присутствовать пауза — она нацелена на то, чтобы рассказать вам о проблеме с АКБ;
• в момент запуска двигателя все приборы гаснут, заряда хватает только на кое-какой запуск, поэтому все остальные потребители выключаются и не работают какое-то время.

С чего начать при неработающей розетке

Если в доме есть свет, но не работает электророзетка, нужно убедиться в правильности выводов. Нередко сломанной оказывается техника, которую пытаются подключить, а с проводкой все в порядке. Рекомендуется перепроверить работу прибора в другой розетке, а после оценить напряжение сети.

Для проведения даже легкого ремонта розеток потребуется ряд инструментов. Перед началом работ стоит их подготовить:

• индикатор напряжения — специальная индикаторная отвертка;
• плоскогубцы диэлектрические (изолированные) или обычные, ручки которых обмотаны изолентой;
• обычная, крестообразная отвертки;
• острый нож (строительный, канцелярский);
• монтировка, молоток, зубило.

Последние три инструмента бывают нужны не всегда, но при замене электророзетки новой могут пригодиться. Также для проверки розеток в квартире нужно подготовить простейший прибор, например, настольную лампу. Иногда, если перестала работать розетка, могут понадобиться провода на замену.

Основные причины неисправности

Прежде всего, вкратце рассмотрим, по какой причине напряжение в сети может быть ниже допустимых значений (согласно ГОСТ 29322-2014), после чего рассмотрим, что делать в каждом из приведенных случаев. Итак, основными причинами низкого напряжения в частном доме или же квартире являются:

1. Недостаточное сечение вводного кабеля, ответвленного от магистральной ЛЭП к Вашему жилью.
2. Плохое контактное соединение в месте ответвления проводов от питающей ЛЭП.
3. Неправильно выбранное сечение проводников, шинок для подключения защитных аппаратов и ответвления линий проводки, ненадежный контакт соединений в вводном распределительном щите.
4. Перегрузка трансформатора на обслуживающей подстанции.
5. Недостаточное сечение магистральной ЛЭП.
6. Перекос нагрузки по фазам – нагрузка на каждую фазу трансформатора неравномерная (к примеру, одна фаза перегружена, остальные недогружены).
7. Ненадежный контакт или обрыв нуля на питающей линии. В случае нарушения целостности контактного соединения нулевого проводника магистральной ЛЭП или при полном его обрыве, в сети будет наблюдаться существенный перекос напряжений: у части потребителей будет наблюдаться чрезмерно высокое напряжение, у других – ниже допустимых значений.

Это самые часто встречаемые причины очень низкого напряжения в сети частных домов и квартир. Как Вы понимаете, первые 3 причины относятся только к Вам, и решать проблему придется самостоятельно. Что касается последних ситуаций, их нужно решать коллективно с соседями, с помощью написания жалоб в соответствующие органы. Далее мы расскажем, что делать для самостоятельного повышения напряжения и куда звонить, чтобы причину неисправности помогли устранить вышестоящие органы.

Понижаем постоянное напряжение

При конструировании электроники часто возникает необходимость понижения напряжения имеющегося блока питания. Мы также рассмотрим несколько типовых ситуаций.

Если вы работаете с микроконтроллерами – могли заметить, что некоторые из них работают от 3 Вольт. Найти соответствующие блоки питания бывает непросто, поэтому можно использовать зарядное устройство для телефона. Тогда вам нужно понизить его выход с 5 до 3 Вольт (3,3В). Это можно сделать, если опустить выходное напряжение блока питания путём замены стабилитрона в цепи обратной связи. Вы можете добиться любого напряжения как повышенного, так и пониженного – установив стабилитрон нужного номинала. Определить его можно методом подбора, на схеме ниже он выделен красным эллипсом.

А на плате он выглядит следующим образом:

На следующем видео автор демонстрирует такую переделку, только не на понижение, а на повышение выходных параметров.

На зарядных устройствах более совершенной конструкции используется регулируемый стабилитрон TL431, тогда регулировка возможна заменой резистора или соотношением пары резисторов, в зависимости от схемотехники. На схеме ниже они обозначены красным.

Кроме замены стабилитрона на плате ЗУ, можно опустить напряжение с помощью резистора и стабилитрона – это называется параметрический стабилизатор.

Еще один вариант – установить в разрыв цепи цепочку из диодов. На каждом кремниевом диоде упадёт около 0,6-0,7 Вольт. Так опустить напряжение до нужного уровня можно, набрав нужное количество диодов.

Часто возникает необходимость подключить устройство к бортовой сети автомобиля, оно колеблется от 12 до 14,3-14,7 Вольт. Чтобы понизить напряжение постоянного тока с 12 до 9 Вольт можно использовать линейный стабилизатор типа L7809, а, чтобы опустить с 12 до 5 Вольт – используйте L7805. Или их аналоги ams1117-5.0 или ams1117-9.0 или amsr-7805-nz и подобные на любое нужное напряжение. Схема подключения таких стабилизаторов изображена ниже.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно рассмотрены способы понижения напряжения:

Вот и все наиболее рациональные варианты, позволяющие понизить напряжение постоянного и переменного тока. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

• Что делать, если низкое напряжение в сети
• Как сделать сетевой фильтр своими руками
• Как сделать трансформатор в домашних условиях

Проблемы, связанные с провалами напряжения

Провалы напряжения могут привести к отказу компьютерных систем, ПЛК-установок, реле и преобразователей частоты. В критических процессах всего один провал напряжения может вызвать высокие затраты, особенно критичны в этом отношении непрерывные процессы.

Примером этому служат литье под давлением, экструзионные процессы, печать или обработка таких пищевых продуктов, как молоко, пиво или прохладительные напитки.

Связанные с провалом напряжения затраты складываются из:

• упущенной прибыли в результате простоя производственных мощностей,
• затрат на возобновление производственного процесса,
• затрат, связанных с задержками поставок продукции,
• затрат на испорченное сырье,
• затрат на устранение ущерба, причиненного машинам, приборам и матрицам,
• затрат на техобслуживание и оплату труда.

Средняя стоимость провала напряжения сильно зависит от отрасли:

• тонкая химия 190 000 евро
• микропроцессоры 100 000 евро
• металлообработка 35 000 евро
• текстильная промышленность 20 000 евро
• пищевая промышленность 18 000 евро

Часто процессы протекают без присутствия людей, поэтому провалы напряжения обнаруживаются не сразу. В этом случае, например, возможен незамеченный останов машины для литья под давлением. Когда останов обнаружится, уже будет нанесен ощутимый ущерб.

Клиенты получат продукцию слишком поздно, а пластмасса в машине затвердеет. В типографиях или в бумажной промышленности возможен разрыв бумаги, что может привести даже к пожару. Другой известный пример, это ущерб, нанесенный производителю шин Vredestein в результате провалов напряжения. www.rtvoost.nl

Как возникает провал напряжения?

1.Токи включения

Одна из известных причин небольшого провала напряжения — это токи включения конденсаторов, двигателей или других устройств. На следующем рисунке можно увидеть, что при запуске двигателя сила тока на короткое время увеличивается. Падение напряжения на полных сопротивлениях Z и Z1 приводит к незначительному провалу напряжения на распределителе низкого напряжения (зона провала 1) и немного большему провалу напряжения за полным сопротивлением Z1 (зона провала 2).

Рис. 3 «Запуск» двигателей может привести к провалу напряжения

Решение проблем, вызванных подобными провалами, заключается в оптимизации установки. Включение устройств не должно приводить к возникновению критических провалов напряжения.

2. Короткие замыкания в сети низкого напряжения

При замыкании в сети низкого напряжения протекает ток короткого замыкания. Вклад тока короткого замыкания зависит от величины полных сопротивлений Z и Z3. На практике полное сопротивление Z3 больше. Размер полного сопротивления Z3 определяется, в частности, типом и длиной кабеля. Чем больше длина кабеля, тем меньше будет ток короткого замыкания.

Ток короткого замыкания вызывает падение напряжения по полному сопротивлению Z, при этом наблюдается кратковременный провал напряжения на главном распределителе низкого напряжения (зона провала 1).

При коротком замыкании должен сработать предохранитель группы 3. Если до срабатывания предохранителя проходит 100 мс, то на всей установке наблюдается сильный провал напряжения на 100 мс.

Рис. 4 Типичный пример рабочего состояния, при котором провал напряжения возникает в результате короткого замыкания в сети низкого напряжения

Хотя короткие замыкания в сети низкого напряжения встречаются, на практике им часто не уделяют внимания. Короткие замыкания в сетях среднего напряжения более критичны.

3. Короткие замыкания в сети среднего напряжения

Чаще всего провалы напряжения наблюдаются в сетях среднего напряжения. Они могут быть, в частности, вызваны следующими факторами:

• земляными работами,
• пробоем соединительной муфты,
• старением кабеля,
• коротким замыканием в воздушных сетях (бури, животные и т. п.)

На следующем рисунке (рис. 5) приведена типичная структура сети среднего напряжения. Известные трансформаторные будки / местные распределительные подстанции (зеленые точки) соединены друг с другом по кольцу и подключены к распределительной станции (синие точки). В кольце всегда имеется разрыв (см. кольцо из зеленых точек справа снизу). При возникновении короткого замыкания по цепи протекает ток короткого замыкания (красная линия). Он протекает до тех пор, пока предохранитель на распределительной станции не отключит кольцо. Это показано на левом рисунке (в кольце слева вверху).

Таким образом, во время короткого замыкания кратковременно протекает сильный ток. Из-за полных сопротивлений сети это приводит к кратковременному понижению напряжения во всей сети. Это кратковременное понижение напряжения выражается в форме «провала напряжения».

Рис. 5 Большинство провалов напряжения вызывается короткими замыканиями в сети среднего напряжения

Около 75 % провалов напряжения возникает в сети среднего напряжения. Часто они неизбежны для потребителя.

Короткие замыкания в сети высокого напряжения

Замыкания в сети высокого напряжения часто вызываются грозами или (ошибочными) включениями. Последние обычно наблюдаются на концах линий высокого напряжения.

Вариации частоты

• Частота питания отклоняется от стандартных 50Гц в большую или меньшую сторону.

• Наибольшее влияние оказывается на электродвигатели: изменение частоты вращения ротора. ИТ-оборудование практически не страдает.
• Снижение срока службы чувствительного электрооборудования

Меры предупреждения и подавления:

• Диагностика соответствующих источников питания
• Использование ИБП

Понятия и формулы

На каждом сопротивлении r при прохождении тока I возникает напряжение U=I∙r, которое называется обычно падением напряжения на этом сопротивлении.

Если в электрической цепи только одно сопротивление r, все напряжение источника Uист падает на этом сопротивлении.

Если в цепи имеются два сопротивления r1 и r2, соединенные последовательно, то сумма напряжений на сопротивлениях U1=I∙r1 и U2=I∙r2 т. е. падений напряжения, равна напряжению источника: Uист=U1+U2.

Напряжение источника питания равно сумме падений напряжения в цепи (2-й закон Кирхгофа).

1. Какое падение напряжения возникает на нити лампы сопротивлением r=15 Ом при прохождении тока I=0,3 А (рис. 1)?

Падение напряжения подсчитывается по закону Ома: U=I∙r=0,3∙15=4,5 В.

Напряжение между точками 1 и 2 лампочки (см. схему) составляет 4,5 В. Лампочка светит нормально, если через нее проходит номинальный ток или если между точками 1 и 2 номинальное напряжение (номинальные ток и напряжение указываются на лампочке).

2. Две одинаковые лампочки на напряжение 2,5 В и ток 0,3 А соединены последовательно и подключены к карманной батарее с напряжением 4,5 В. Какое падение напряжения создается на зажимах отдельных лампочек (рис. 2)?

Одинаковые лампочки имеют равные сопротивления r. При последовательном включении через них проходит один и тот же ток I. Из этого следует, что на них будут одинаковые падения напряжения, сумма этих напряжений должна быть равна напряжению источника U=4,5 В. На каждую лампочку приходится напряжение 4,5:2=2,25 В.

Как увеличить напряжение, если проблема в потребителе

Если в вашем доме неполадки с электричеством, нужно выяснить, почему падает напряжение в сети. Причины могут быть следующими:

• слишком маленькое сечение проводов;
• слабый контакт на участке электросети.

Если протяженность проводки превышает 100 метров, а сечение проводов составляет всего 16 миллиметров, будьте готовы к тому, что колебания на линии станут явлением обыденным и регулярным.

Самый лучший, он же самый затратный вариант решения проблемы (увеличить показатели) – замена всей проводки в доме.

Небольшое (до 16 мм) сечение проводов может стать причиной падения напряжения в сети. Чтобы исправить ситуацию, придется менять проводку во всем доме

Если беда с контактом, то именно он оказывает дополнительное сопротивление для тока. Соответственно, до электроприборов ток доходит в меньшем объеме, чем должен. Выход здесь один: чтобы увеличить показатели, надо менять участок цепи, ликвидировать аварийные контакты.

Проводка в доме в порядке? Ищите проблемы вне здания на участке от опоры ЛЭП до строения:

• неправильное соединение проводов, отходящих от ЛЭП, с теми, что ведут к дому;
• неполадки с вводным аппаратом, который преобразует напряженность высоковольтных линий в пригодное для бытового использования.

В первом случае часто, хотя это и является нарушением требований безопасности, медные провода соединяют с алюминиевыми. Делать этого нельзя ни в коем случае. Иначе показатели тока будут колебаться в большую или меньшую сторону. Медные провода соединены между собой обычной скруткой, а не клеммами? Вот и причина того, что низкое напряжение меньше 220 в. Клеммы или зажимы могут быть изготовлены из некачественных материалов, или срок их гарантийного обслуживания (обычно около 5 лет) истек. Тогда детали начинают плавиться, источают неприятный запах, их нужно срочно заменить на новые. Сделать это должны профессиональные электрики!

Если в неисправном состоянии сам вводный аппарат, а точнее, его выходы или входы, проверьте оборудование на работоспособность. Если оно вышло из строя, произведите срочную замену.

Напряжение в сети может падать из-за неисправного вводного автомата. Тогда агрегат нужно заменить на новый

На примере розетки

Итак, генераторы на электростанциях вырабатывают электрическую энергию. Её передают по линиям электропередачи в наши дома, где мы её потребляем. Мы привыкли, что потребляемая нами электроэнергия базируется на напряжении 230 вольт и токе, обычно не превышающим 16 ампер на розетку (в зависимости от потребляемой мощности прибора, который мы воткнём в неё). Если мы воткнём в розетку нагреватель, вызывающий в сети ток 16 ампер, то это будет означать, что мы потребляем из сети мощность 230 В * 16 А = 3680 ватт. Запомним — мы потребляем не напряжение и не ток, а мощность. То есть, не вольты и не амперы, а ватты. Собственно, их нам и считает счётчик электроэнергии.

Ток 16 ампер, проходя от ввода в дом до розетки по проводам сечением, скажем, 2,5 мм², нагревает их. Чем больше ток или меньше сечение провода, тем больше нагрев, потому что несущим ток электронам приходится протискиваться через атомы проводника и постоянно соударяться с ними, что вызывает их (атомов) тепловые колебания (тепловые колебания кристаллической решётки, в которую выстроены эти атомы). Большему току (т.е. большему количеству электронов) нужно большее сечение провода, чтобы соударения распределялись в большем объёме и не вызывали перегрев.

Провод (особенно малого сечения) сам по себе является сопротивлением, и работает, как тот же нагреватель. То есть, при нагреве провода мы теряем на нём часть мощности, которую мы хотели бы довести до нагревателя.

Что можно сделать, чтобы передать ту же мощность от ввода в дом до розетки через то же сечение с меньшими потерями? Поскольку нагрев провода даёт именно проходящий по проводу ток, а не толкающее его напряжение, то, очевидно, нам и надо снизить ток, скомпенсировав это снижение поднятием напряжения.

Предположим, мы подняли на вводе в дом трансформатором напряжение с 230 вольт до 1000 вольт. Для передачи той же мощности нам достаточно будет тока 3680 Вт / 1000 В = 3,68 ампер вместо 16! Проверяем: 1000 В * 3,68 А = 3680 ватт. Но мы не можем просто так воткнуть наш нагреватель в 1000 вольт, поскольку его сопротивление таково, что сразу же вызовет огромный ток в сети, куда больше 16 А. Нам надо снова понизить напряжение перед розеткой до 230 вольт. То есть, поставить понижающий трансформатор. После этого мы сможем запитать нагреватель, и при этом экономить на снижении потерь в проводах внутри дома.

Разновидности перенапряжения

Прежде всего следует отметить, что перенапряжение делится на четыре вида:

• атмосферное или грозовое;
• коммутационное;
• переходное;
• электростатическое.

Вкратце рассмотрим причины возникновения каждого из видов опасной ситуации.

Атмосферное

Этот вид относится к природным явлениям и считается самым опасным, так как вызывается особо мощными грозовыми разрядами. При таких разрядах импульсное перенапряжение может достичь (в зависимости от места попадания ветви молнии) нескольких десятков тысяч вольт за микро-доли секунды.

Молния может попадать напрямую в электросеть (воздушную линию) или в молниеотвод (молниеприемник). Перенапряжение может возникнуть и в результате попадания молнии вдали от электросети (в результате электромагнитного воздействия).

Импульсы могут быть различной формы и длительности. К примеру, ниже на рисунке указаны две типичные разновидности волны – 10/350 и 8/20.

Следует заметить, что при наличии молниеотвода, который защищает объект от полного разряда, большая часть тока импульса отводится в землю, а остальная распределяется каким-либо случайным образом в домашних электропроводках.

Коммутационное

Такое явление возникает, когда общая локальная сеть резко меняет свой стационарный режим работы. Это может иметь место в результате резкого включения или выключения мощного оборудования, а также при аварийных перегрузках. Возникает так называемый переходной процесс, который носит колебательный характер с высокой (до сотен килогерц) частотой. При этом перенапряжения могут быть очень высокими. Они определяются конкретными в данный момент характеристиками и параметрами сети, распределением нагрузок по фазам.

Например, при отключении мощного трансформатора вся энергия, находящаяся в нем в данный момент в виде магнитного насыщения, может привести к сильному перенапряжению в сети и стать причиной мгновенного повреждения электрооборудования.

Переходное

Подобное явление возникает в результате обрывов и повреждений в сетях. Например, из-за обрыва общего для потребителей нейтрального проводника в трехфазной сети, так называемый «обрыв нуля», напряжения в фазах распределяются в существенной зависимости от фазной нагрузки («перекос фаз»). Это характерно для трансформаторов, не оборудованных соответствующими компенсаторами.

Электростатическое

Такое явление возникает в сухом воздухе, в материалах хорошо сохраняющих электрический заряд. Разряд между материалами и электропроводкой может произойти совершенно неожиданно, мгновенно вызвав перенапряжение и повреждения подключенной к сети аппаратуре. Электростатические потенциалы невидимы и не ощущаемы человеком, хорошо ощущается лишь разряд (это испытывали многие).

Например, если носить диэлектрическую обувь, то при хождении по ковру человек заряжается до нескольких тысяч вольт. А если после этого прикоснуться к любой конструкции, которая обладает токопроводящими свойствами (например, батареи или корпусу компьютера), то возникнет электрический разряд, который длится несколько наносекунд. Такое электростатическое воздействие считается очень опасным для электронных деталей в любом электрооборудовании. При производстве электронной аппаратуры строго требуется надевать заземляющие браслеты и использовать многие другие защитные средства.

О том, как защитить себя от статического электричества, мы рассказывали в соответствующей статье на сайте!