Что такое отсекатель в электрике

Отсекатели, стабилизаторы и дифреле

Дифреле и дифавтоматы: характеристики и различия между ними

Каждый уважающий себя хозяин должен оборудовать распределительный щиток в своем жилище специальным устройством, защищающим людей от возможного поражения электрическим током или от случайного возгорания.

В качестве таких незаменимых устройств выступают так называемые дифференциальные реле и дифференциальные автоматы (дифреле и дифавтоматы). Как по внешнему виду, так и по названию они очень похожи друг на друга, но по своим функциональным возможностям и конструктивным особенностям такие приборы совершенно разные. Как тогда правильно их различать?

Дифреле срабатывает в случае возникновения в сети так называемого дифференциального тока, именуемого также током утечки. При этом возникает большая вероятность поражения электротоком, если к поврежденному проводу или какому-нибудь прибору дотронется человек или животное. Также начинает интенсивно нагреваться изоляция, что может привести к возгоранию и даже пожару.

Именно дифференциальные реле или УЗО, как их еще часто называют, способны обеспечить качественную защиту от возможных ударов электрическим током, а также пожаров. Это позволит избежать трагических случаев, которые могут случиться из-за утечки тока.

Дифференциальный автомат представляет собой более совершенное устройство, чем дифреле. Он выступает в качестве как УЗО, так и автоматического выключателя, именуемого в народе автоматом. Такой незаменимый прибор способен надежно защитить домашнюю электропроводку от перепадов напряжения, различных перегрузок и коротких замыканий, а также предотвратить возможные утечки электротока.

Именно в этом и проявляется главное различие между дифференциальным автоматом и дифференциальным реле. Первый способен защитить электросеть как от перегрузок, так и от различных последствий, которые могут возникнуть в результате короткого замыкания. УЗО такими функциями не обладает из-за своих конструктивных особенностей, поэтому он может только контролировать утечки, а также направлять электроток к потребителям.

Кроме того, дифреле и дифавтоматы различаются между собой стоимостью. Продукция зарубежных компаний стоит дорого, но зато она высокого качества. Что касается отечественных образцов, то они отличаются от своих импортных аналогов более низкой надежностью механических элементов, временем срабатывания и качеством изготовления корпусов.

Источник

Реле напряжения для квартиры. Схемы подключения

Для передачи электроэнергии от распределительных подстанций используются магистральные линии, в которых возможны колебания напряжения. Для предотвращения пагубного воздействия скачков на электронику используются реле напряжения. В случае изменения параметров в сети устройство обеспечивает автоматический разрыв цепи питания с подачей предупредительного сигнала.

Зачем нужно регулирующее напряжение реле

В жилых помещениях используется однофазная сеть переменного тока, состоящая из фазового и нулевого проводников. При нормальных условиях работы вольтаж в цепи составляет от 210 до 240 В, что не оказывает негативного воздействия на электрические или электронные приборы. При падении значения наблюдается снижение яркости работы ламп накаливания, а часть оборудования не включается (например, электродвигатели стиральных машин или компрессоров холодильников). Подобное явление неприятно, но оно не наносит вреда бытовой технике.

Скачок вольтажа до 270 В и выше приводит к выходу из строя блоков питания и электронных компонентов. Основной причиной резкого повышения напряжения в сети является обрыв нулевого проводника, приводящий к смещению фаз. Для предотвращения негативных последствий в жилых домах, построенных после 2010 г., устанавливается защитная автоматика. В зданиях ранней постройки предохранительные блоки отсутствуют, в квартирах таких домов рекомендуется устанавливать реле контроля вольтажа, позволяющее защитить бытовую технику.

Технические характеристики

Для оценки рабочих параметров защитного блока необходимо учитывать максимальный ток нагрузки, передаваемый контактными элементами. Сила тока определяет допустимую мощность приборов, которые можно подключить к блоку. Хорошие изделия выдерживают ток до 63 А, что позволяет подсоединять оборудование мощностью до 13,9 кВт. Важным эксплуатационным параметром является защищенность корпуса от пробоя электрическим током, согласно стандарту изделия должны соответствовать нормативам IP20.

Устройство и принцип действия

Реле оснащается корпусом из специального пластика, внутри располагается измерительный блок и контактная группа. Модуль измерения обеспечивает замер напряжения в цепи, полученный результат сравнивается с заранее запрограммированным интервалом. Если цифры совпадают, то контакты исполнительного блока находятся в замкнутом состоянии, поддерживая работоспособность внешней цепи. Контактная группа не требует непрерывной подачи электроэнергии для удержания пластин в замкнутом или разомкнутом состояниях, ток подается только в момент переключения.

Измеритель осуществляет постоянный мониторинг напряжения, при отклонении параметра от запрограммированного интервала формируется управляющий сигнал. Импульс передается к контактной группе, которая отсекает питание от оборудования в квартире или жилом доме. В конструкции оборудования предусматривается энергонезависимая память, в которой хранится информация о последнем аварийном срабатывании. Контроль напряжения осуществляется микропроцессором или сравнивающим устройством (компаратором).

В конструкции всех защитных реле предусмотрен регулируемый таймер задержки включения питания. Устройство необходимо для корректного подсоединения оборудования, оснащенного электрическими двигателями. Например, компрессор холодильника рекомендуется подключать к сети через 1-2 минуты после аварийного отключения. В зависимости от производителя используются таймеры, рассчитанные на установку задержки на время от 15 секунд до 15 минут.

Классификация реле

Защитные реле классифицируются по 2 признакам:

По типу подключения

Способы коммутации блоков зависят от конструкции изделия:

По количеству фаз

Существуют реле для бытовой однофазной сети напряжением 220 В и устройства промышленного назначения, адаптированные под трехфазную систему питания напряжением 380 В. Оборудование 2 типа оснащается тройной индикацией напряжения, при обрыве одной фазы происходит автоматическое отключение всех проводников. Блок фиксирует момент перекоса фаз, отключая подачу тока к потребителям. Если в помещении отсутствует нагрузка с трехфазным питанием, то рекомендуется развести магистраль на 3 линии и оснастить каждую однофазным реле.

Что лучше: стабилизатор или реле

Стабилизатор позволяет выравнивать напряжение в выходной цепи, а при фиксации повышенных параметров на входе автоматически отключает подачу тока к потребителям. При падении напряжения на входе блок стабилизации пытается отрегулировать значение до требуемых параметров, увеличивая силу тока в цепи. Из-за наращивания энергопотребления происходит нагрев электропроводки и разрушение изоляции, что может привести к коротким замыканиям и возгоранию.

Дополнительные недостатки стабилизаторов электрического тока:

Стабилизатор не обеспечивает защиту оборудования при обрыве нулевого проводника в цепи, допуская подачу повышенного напряжения к потребителям. Изделие фиксирует повышение параметров только через 1-2 секунды, в то время как реле обеспечивает мгновенное размыкание контактов. Допускается совместная установка стабилизирующего блока и реле (при условии использования медной электропроводки во входящей цепи, рассчитанной на повышенное энергопотребление стабилизатора при понижении вольтажа).

Как выбрать реле напряжения

Выбор реле напряжения для жилого помещения осуществляется на основе следующих критериев:

В жилом секторе используется однофазная электрическая сеть переменного тока напряжением 220 В. Для коммутации домашнего оборудования трехфазная сеть напряжением 380 В не применяется. Для определения мощности приборов необходимо просуммировать энергопотребление всей техники и добавить резерв 20-30%. Если планируется защита выделенной магистрали, то учитывается мощность оборудования, подключенного к цепи. Например, если блок климатической установки потребляет ток 7 А, то требуется изделие, рассчитанное на силу тока 10 А.

Существуют устройства с упрощенной конструкцией, лишенные рукояток корректировки верхнего и нижнего порогов напряжения. Производитель жестко фиксирует диапазон вольтажа в интервале от 170 до 265 В. Оборудование отличается пониженной стоимостью, но не обеспечивает должного уровня защиты. Блоки рассчитаны на уменьшенную мощность, поэтому при установке в помещении дополнительного оборудования (например, стиральной машины или кондиционера) потребуется замена реле напряжения.

При установке реле на входе в квартиру учитывается номинал автоматического предохранителя. Например, если устройство рассчитано на срабатывание при силе тока более 25 А, то контактная группа реле должна выдерживать ток силой 32-40 А. При установке предохранителя на ток 32 А рекомендуется ставить реле с номиналом до 50 А. При подборе устройства следует обращать внимание на качество изготовления корпуса и контактов. Рекомендуется покупать реле напряжения, поставляемые под брендами Zubr (RBUZ), УЗМ или DigiTop.

Схемы подключения

Методики подключения реле к однофазной сети:

При использовании трехфазной сети на входе ставится специальный прибор учета, от которого идут 4 кабеля. Каждая фаза последовательно подключается к автоматическому предохранителю и однофазному реле. Выходной провод с нулевым кабелем обеспечивает получение напряжения 220 В. Всего на выходе из данной схемы получается 3 линии переменного тока, позволяющих подсоединять бытовое оборудование.

Если в помещении находится установка, рассчитанная на напряжение 380 В (например, электрический котел или плита с повышенной мощностью), то в схему вводится трехфазное реле. Прибор работает совместно с магнитным пускателем, обеспечивающим размыкание цепи при увеличенной силе тока.

Проверяем работу устройства

Чтобы проверить работоспособность изделия потребуется собрать электрическую схему, включающую источник питания, нагрузку, предохранитель-автомат и реле. Для подачи питания используется трансформатор лабораторного типа ЛАТР, оснащенный рукояткой для плавной корректировки напряжения в диапазоне от 0 до 250 В. После программирования порогов срабатывания производится включение цепи питания, а затем выполняется понижение и повышение вольтажа. Для проверки значения параметра используется тестовый прибор, переключенный в режим вольтметра.

Источник

Что такое реле напряжения и для чего оно нужно в квартире

Благодаря техническому прогрессу к электричеству подключены практически все объекты недвижимости, где присутствует человек. Электроэнергия используется для освещения, питания устройств и бытовых приборов, необходимых для нормальной жизнедеятельности. К сожалению, при эксплуатации электросетей конечные потребители сталкиваются с техническими проблемами, включая перепады напряжения и перекосы фаз. Чтобы обезопасить бытовую технику используют реле напряжения.

Реле напряжения – что это такое и для чего нужно

Номинальное напряжение питания техники равно 220 В. Но обеспечить идеальные условия передачи электроэнергии невозможно, поэтому потребители постоянно наблюдают скачки в сети. Особенно часто с проблемой сталкиваются жители квартир в старых многоэтажных домах и частный сектор.

Важно: нормальным является отклонение от номинального значения в пределах 10%.

Реле контроля напряжения (РКН) — техническое устройство, предназначенное для непрерывного контроля параметров сети и автоматического выключения питания при резких скачках напряжения. Прибор срабатывает в том случае, если показатели вышли за установленные значения.

Другими словами, устройство защищает электроприборы от перепадов напряжения в сети, которые могли возникнуть из-за замыкания одной из фаз, обрыва нуля, перекоса фаз и т.п. Стоит отметить, что на технику негативно влияет как чрезмерное, так и недостаточное напряжение питания.

Устройство и принцип работы реле напряжения

Реле напряжения состоит из двух основных частей — измерительного блока и электромагнитного реле, предназначенного для разрыва цепи. У более новых моделей на передней панели находится цифровое табло для индикации величины напряжения в сети.

Принцип работы реле напряжения достаточно простой. При подаче напряжения измерительный блок определяет его величину и сравнивает с установленными пределами. Если показатель находится между нижней и верхними границами, по истечению установленного периода реле замыкает силовой контакт и передает питание внутренней сети.

Справка: в реле предусмотрен интервал задержки срабатывания, чтобы обезопасить сеть от постоянных скачков.

Основные технические характеристики

Большинство реле работают при напряжении в пределах от 50 до 400 Вт. Такой большой интервал позволяет использовать устройство как в однофазных, так и трехфазных сетах, а также гибко настраивать нужные границы срабатывания защитного прибора. Из основных технических характеристик следует выделить:

Классификация и виды

Для защиты электросети частного дома, квартиры в старом и новых жилых фондах необходимы разные устройства. Реле напряжения делятся на две категории:

По типу подключения

Существует две основных категории реле напряжения в зависимости от способа их подключения:

Стационарные устройства контроля подразделяются на два типа. Приборы для установки в электрощитах и встроенные в розетку. Подробнее рассмотрим каждый из видов.

Реле напряжения, установленное в распределительном щите, обладает целым рядом преимуществ. Устройство монтируется на входе сети для защиты всего электрооборудования дома или квартиры. В случае его применения нет необходимости использовать дополнительные реле для защиты отдельных потребителей, что значительно экономит бюджет.

Розеточные реле напряжения представляют отличную альтернативу, когда нет физической возможности для установки устройства в щитке. Используют розетки для точечной защиты таких приборов, как холодильники, бойлеры, стиральные машины и т.д.

Совет: для экономии бюджета выбирайте двойные розетки!

Переносные реле представлены двумя видами — вилкой-розеткой и удлинителем. Их используют в том случае, когда установка защитного устройства на входе сети невозможна. Несмотря на громоздкие параметры, переносные устройства пользуются спросом. Это связанно, в первую очередь, с их портативностью и легкостью в использовании (монтаж не требуется).

Вилка-розетка предназначена для защиты лишь одного потребителя. Устройство подключается к стандартной розетке и контролирует перепады напряжения в узле, не отслеживая общее состояние сети. Подходит для защиты дорогих и мощных электроприборов.

Удлинитель со встроенным реле контроля используют для защиты группы устройств от перепадов в сети. Удобное и простое решение имеет только одно основное ограничение — максимальная мощность нагрузки.

По количеству фаз

В зависимости от типа электросети различают два вида реле:

Однофазное реле предназначено для контроля электрических сетей с рабочим напряжением 220 В. При правильной настройке, устройство подходит для защиты практически всех бытовых электроприборов.

Трехфазные защитные приборы используют, в основном, в загородных домах и новом жилом фонде, где предусмотрено подключение по трехфазной цепи питания. Причем РКН контролирует напряжение каждой фазы.

Правила выбора реле напряжения для квартиры или дома

Подходить к выбору РКН необходимо с умом, ведь устройство отвечает за безопасность сети и электроприборов. Корректная работа реле возможна только в том случае, если правильно подобраны технические характеристики. При выборе реле напряжения необходимо учитывать:

Главный параметр при выборе прибора — максимально допустимый ток. Следует выбирать модель на одну ступень защиты выше, чем установленный автомат в распределительном щите. Если максимальный ток выключателя равен 32 А, тогда реле должно быть на 40 А.

Совет: стоит обращать внимание на дополнительные функции, такие как цифровая индикация напряжения, температуры прибора, возможность управления временем и т.д.

Схемы подключения

Существует два основных способа подключения РКН — прямое, когда рабочая нагрузка проходит через контракты РКН, а также косвенное — нагрузка коммутируется через контактор. Второй способ нужен при подключении нагрузки выше 7 кВт. Рекомендации для подключения:

Подключение однофазного РКН

Однофазные РКН подключаются к сети напрямую, а через их контакты проходит рабочий ток сети. Как правило, перед реле устанавливают УЗО или дифавтомат для защиты от утечек тока. Алгоритм подключения следующий:

Подключение трехфазного РКН

Для прямого подключения трехфазного РКН необходимо:

Схема подключения РКН для мощных потребителей с контактором

Когда коммутируемые токи значительно больше максимально допустимого значения РКН, устройство используют в связке с магнитным пускателем (контактором). При выборе устройств следует обращать внимание на быстродействие — чем меньше скорость срабатывания обоих приборов, тем лучше.

Совет: дешевле купить контактор и реле напряжения, чем выбирать РКН для мощных потребителей.

Схема отличается от обычного подключения тем, что после защитного автомата устанавливают контактор, который коммутирует нагрузку. Реле подключается параллельно пускателю и лишь контролирует значение напряжений. При значительных отклонениях РКН срабатывает, обесточивая катушку контактора, что приводит к отключению нагрузки.

Настройка рабочих режимов

Независимо от типа реле, различают три основных параметра для настройки:

Совет: если в помещении есть кондиционер или холодильник, время задержки должно быть более 300 секунд.

Для изменения параметров используют механические или цифровые кнопки, расположенные на переднем корпусе устройства. Как правильно изменить настройки прибора описано в инструкции по эксплуатации.

Источник

По просьбе трудящихся.

Начну с небольших объяснений понятным языком по поводу его применения.

Если есть фото и марки производителя, то пост носит ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ИНФОРМАЦИОННЫЙ ХАРАКТЕР, рекламировать никого не собираюсь и не буду!

Реле напряжения никаким волшебным образом не стабилизирует напряжение.

Оно контролирует напряжения в пределах заданных настроек и только включает/отключает потребителя, если что не так.

Есть кипа бумаг, в которых написано про нормативы напряжения для электроприборов.

Стандартно в России за эталон бытового напряжения признаны 220В, а теперь уже во многих регионах 230В.

Реле используется для защиты бытовых (и не очень) электроприборов.
От чего же это реле защищает?

1. Низкое напряжение.

Опасно тем что от него чаще всего горят двигатели и компрессоры ну и другие электроприборы тоже.

2. Повышенное напряжение.

Большинство нормальных электроприборов сделано на работу в диапазоне 200-240 вольт

Но почему же 240? А потому что! Это очень скользкая тема и я не хочу о ней говорить! (Шутка).

3. Отгорание ноля (приход 380В в гости)

В интернете полно видео по поводу этой темы.

Если ваш подъездный щит выглядит так:

То просто необходимо подумать об установке реле напряжения.

4. Частые отключения электроэнергии

Когда например частота отключения 1-2 минуты, то это может критично сказаться на многих приборах. Опять тот же холодильник может сгореть или, например, плата питания газового котла. На некоторых моделях реле можно настроить время включения от 5 секунд до 30 минут.

Полный перечень от чего защищает, любой производитель красиво расписывает в инструкции к своим приборам.

Вернемся к нашим Релешкам.

Основные вещи, которые есть в реле:

Ну а теперь немного фото с подписями и честно стыренных из инета:

Реле напряжения со свисто-перделками и прочими плюшками Provolt-63А в работе:

Амперметр и Ваттметр? Зачем? Ну чтобы было!

Еще эта бешеная ебалайка истошно пищит перед включением и отключением, но пищалка отключается.

Плюс этого реле в том, что у него есть настройка по температуре! Если реле нагревается больше заданной температуры, то оно отключит напряжение.

Цена за все эти навороты 4560р ( на момент написания поста).

Есть еще реле напряжения розеточного типа.

Данное реле на 16 ампер (3520Вт) помогает защитить ваши электроприборы подключённые только через него.
Очень удобный вариант для тех, кто снимает жилье, и для тех, кто боится, что реле своруют из щитка.

Реле от бывшего производителя пушек для фошЫсткой Германии

Всего за 2460р будет серой мышкой-ниндзя в шкафу.

Все зависит от производителя.

Если есть частный дом, то непременно ставь себе такую махину! Сразу все 3 фазы контроллирует и без костылей и палок!

Первое в России реле на 3 фазы прямого подключения. Принцип однофазного, только сразу всё отключать будет за скромные 6670р.

Подведу итог этого обзора и ликбеза:

На своей практике повидал много случаев сгорания бытовой техники и дорогостоящей аппаратуры из-за простого скачка напряжения или приходы в гости 380В.

Если бы стояло реле от 1500 рублей, то таких проблем не было.

Из моего личного опыта:

Ставлю реле в обязательном порядке. Будет или не будет скачок напряжения, но пусть лучше есть защита, чем потом нести в ремонт или на помойку сгоревшую технику.

Рекомендую вместе с реле использовать стабилизатор напряжения для чувствительной к прыгающему напряжению аппаратуры. Если будет интересно напишу про них отдельно.

Стабильного Вам напряжения! Спасибо, что Вам интересны мои посты.

Реле от АВВ в бытовой щиток поставить не получится. Эта дура для промышленных щитов. Даже если вырезать пластрон под реле, у дешманских бытовых щитков не закроется дверь.

Не совсем понятно, как наличие реле спасет в ситуации с газовым котлом «Valiant» (который при 200 и ниже вольтах начинает выдавать ошибку и не включается)? Реле же просто отрубит потребителей, так что котёл точно так же не включится. Т.е. хана отоплению и водопроводу полюбому.

Очень, знаете ли мне эта релюшка помогла бы в этой ситуации.

А иногда надо и несколько минут держать его выключенным что бы «мозги попустило».

У меня стоят именно такие, могу рекомендовать. На гарантию пока ни одно не ушло, а гарантия у них 5 лет.

Плюсы этого реле, что может отключать как все три фазы сразу, так и отдельно (синхронный и асинхронный режим).

ТС, спасибо за обзор.

Как оно вообще работает на практике,часы на микроволновке не успевают сброситься?

Просьба пояснить насчет УЗО. В чем функциональное отличие от данного реле, является ли альтернативой, что лучше?

Обещали пост про стабилизаторы, интересно, ждем))

поставил реле на холодильник..узнал что в сети постоянные перепады,и что холодильник может не запускаться пару часиков.естественно все размораживалось.так что реле хорошо,но не вариант.надо еще стабилизатор

В однофазной сети мне кажется не актуальным или есть аргументы?

да вот нифига))) это для тех у кого кулькулятора нет)))

Закон Ома и закон Джоуля-Ленца для чайников: почему может меняться фактическая мощность одного и того же электронагревательного прибора

Это объявленная ранее публикация о том, как благодаря закону Ома и закону Джоуля-Ленца один и тот же водонагреватель может как заработать, так и не заработать через автоматический выключатель одного и того же номинала, а один и тот же чайник может нагревать воду с разной скоростью.

Читатель мог подумоть, что физика в объеме школьной программе никогда не понадобится в обычной жизни, но вот прямо сейчас она как понадобится.

Простой бытовой сюжет начинается с мыслей о ежегодном плановом отключении горячей воды и поиска проточного водонагревателя, который можно включать в «обычную» розетку на 16 ампер. Рынок предлагает несколько моделей с заявленной мощностью в 3500 ватт. В описании так и указано: «мощность 3500 ватт». Делим 3500 ватт на 220 вольт – получаем силу тока 15.91 ампера, как раз немного меньше, чем 16 ампер.

Именно поэтому мощность не 3400 и не 3600 – выбрано максимальное «круглое» значение мощности, которое должно безопасно получаться из обычной розетки на 16 ампер. Это в теории, а на практике.

. читаем отзывы на одну и ту же модель водонагревателя. Одни покупатели пишут, что водонагреватель работает через автоматический выключатель на 16 ампер, другие – что такой выключатель стабильно отключается через несколько минут работы водонагревателя. Одни покупатели пишут, что работает без нареканий, другие – что проводка становится теплой.

Это ЖЖЖЖЖ явно неспроста. Неправильные пчелы? Нет, это проявление закона Ома и закона Джоуля-Ленца.

В описании водонагревателя рядом с текстом «мощность 3500 ватт» также написано «напряжение 220 вольт». Читать нужно так: «мощность составляет 3500 ватт при напряжении питания 220 вольт».

Фактическое значение сетевого напряжения может отличаться от номинального по целому ряду причин. В зависимости от состояния электросетей и настройки трансформаторов на подстанциях напряжение может постоянно быть немного ниже или немного выше номинального. Помимо этого фактическое напряжение может меняться в течение суток из-за колебаний потребления электроэнергии.

Это нормально, пока отклонение от номинала остается в пределах, установленных нормативами. Бывает еще, что напряжение отличается от номинального в нарушение требований нормативов – читатель наверняка слышал истории о даче, где электросети изношены или перегружены и чайник еле-еле греет, а стиральная машина не включается и надежно работает только зарядное устройство с диапазоном входных напряжений 100–240 вольт.

Все производители электроприборов, которые не хотят разориться на замене сломавшихся электроприборов и компенсации вреда от их возгораний, делают электроприборы так, чтобы они безопасно работали в широком диапазоне допустимых по нормативам напряжений. Безопасная работа – хорошо, но при изменении напряжения может меняться сила тока через электронагревательный прибор и в результате будет изменяться его фактическая мощность.

Пришло время вспомнить закон Ома.

Закон Ома для участка цепи записывается обычно вот так:

I – сила тока в участке цепи, U – напряжение на его границах, R – электрическое сопротивление участка.

Из этого соотношения прямо следует, что при неизменном электрическом сопротивлении и возрастании напряжения сила тока возрастает линейно. Напряжение возрастает на 10 процентов – сила тока тоже возрастает на 10 процентов. При убывании напряжения сила тока линейно убывает.

При протекании электрического тока через участок цепи в нем выделяется тепло, это так называемое тепловое действие электрического тока. Мощность выделяемого тепла определяется так (следствие закона Джоуля-Ленца):

P – мощность выделяемого тепла, I – сила тока, R – сопротивление.

Из этого соотношения следует, что при неизменном электрическом сопротивлении и возрастании силы тока мощность тепла возрастает квадратично. Сила тока возрастает на 10 процентов – мощность выделяемого тепла возрастает на 21 процент (1.10 × 1.10 = 1.21).

Поэтому при неизменном электрическом сопротивлении и возрастании напряжения мощность выделяемого тепла возрастает квадратично. Это следствие двух указанных выше соотношений. Напряжение возрастает на 10 процентов – сила тока также возрастает на 10 процентов и мощность выделяемого тепла возрастает на 21 процент.

Это не бесполезная теория. Производители бытовой техники, которые собираются продавать технику в как можно большее число государств, учитывают, что входное напряжение может немного отличаться, и в описании чайника указывают например следующее: «220–240 вольт 2000–2400 ватт». Верхнее значение диапазона напряжения на 9 процентов выше нижнего, а верхнее значение диапазона мощности на 19% выше нижнего – мощность выделяемого тепла квадратично растет с ростом напряжения. Это следствие закона Ома и закона Джоуля-Ленца.

Да, один и тот же чайник может потреблять разную мощность в зависимости от фактического напряжения в электросети. Сила тока через нагревательный элемент чайника также может изменяться в зависимости от напряжения. Скорость нагревания одного и того же объема воды на одну и ту же разность температур будет разной в зависимости от напряжения в электросети. Это следствие закона Ома и закона Джоуля-Ленца.

И то же самое с водонагревателями. «мощность 3500 ватт напряжение 220 вольт». А фактическое напряжение не 220, а 230 вольт – это допустимо по действующим в России в 2021 году нормативам. Фактическое напряжение выше указанного на табличке водонагревателя на 4.55 процента. Сила тока будет выше также на 4.55 процента – не 15.91 ампера, а 16.63 ампера. Мощность составит 3825 ватт.

При фактическом напряжении 235 вольт (на 6.8 процента выше указанного на табличке) сила тока будет 17 ампер, а мощность – 3993 ватта.

Надо бы подумоть о таком неудобстве: повышение силы тока приведет к увеличению нагрева проводов, их соединений и розетки. Розетка-то как была на 16 ампер, так и осталась, и провода все те же и скрутки и клеммники никуда не делись. Но пока не будем обращать на это внимание, пока попробуем оценить.

. сколько времени потребуется автоматическому выключателю, чтобы сработать при таких превышениях силы тока выше номинала? Здесь придется выйти за пределы школьной программы по физике.

Ответ на этот вопрос дает так называемая время-токовая характеристика автоматического выключателя. Она показывает, сколько времени требуется для срабатывания автоматического выключателя в зависимости от того, насколько фактическая сила тока превышает номинал выключателя. Время срабатывания разное при разной температуре воздуха – если автоматический выключатель хуже охлаждается, он при той же силе тока быстрее прогреется и сработает раньше. Это не знакомый электрик – сын маминой подруги – сказал, это написано.

. в увлекательном документе ГОСТ Р 50345-2010 (является действующим на 2021 год).

Неисправимо оптимистичные читатели могут написать в комментариях о пункте 3.5.15 этого стандарта («условный ток нерасцепления») и заявить, что автоматический выключатель обязан не отключаться в течение не менее часа, если фактическая сила тока не превышает номинал выключателя более чем на 13%. В случае выключателя на 16 ампер речь идет о токе силой чуть больше 18 ампер. Вроде бы есть простор (на возможный перегрев проводов, соединений и розетки все еще не обращаем внимания).

Но помимо пункта об «условном токе нерасцепления» есть и другие интересные и важные. Например, в 8.6.1. рассказывают о «нормальной время-токовой характеристике» – она задается для «температуры окружающего воздуха» 30 градусов.

«Температура окружающего воздуха» – это не температура воздуха в помещении, а температура воздуха вокруг выключателя внутри электрощита. Внутри того же самого щита метры проводов, клеммники, другие выключатели, и все они могут нагреваться, вместе сильно прогревая воздух вокруг выключателя (а заодно и собственную изоляцию).

Время срабатывания выключателя, через который включен водонагреватель, будет зависеть и от фактической величины сетевого напряжения, и от охлаждения воздуха внутри электрощита, в котором находится выключатель, и от выделения тепла всем остальным содержимым того же электрощита. Здорово, правда?

Кстати, при увеличении силы тока на 13% его тепловое действие увеличивается. да, на 27.7 процентов. Это дополнительный нагрев всей цепи, в которой протекает избыточный ток. Это нагрев проводов, соединений, розеток. Здорово, правда? Именно о таком испытании своих электрических цепей, которые далеко не всегда сделаны с требуемыми по нормативам запасами, мечтает каждый покупатель бытовых приборов. Условный ток нерасцепления в нормальной время-токовой характеристике уже не выглядит таким привлекательным и теперь не только «решает» проблемы, но быть может и создает новые.

Поэтому электронагревательный прибор с мощностью «на пределе возможного» – это интригующая неопределенность. Может заработать без нареканий, а может беспокоить покупателя перегревом проводов или вызывать срабатывание автоматических выключателей.

Разгадывание таких ребусов – явно не то, к чему обычно готовится покупатель, выбирая бытовой электроприбор, который поставляется с сетевым проводом с вилкой для включения в «обычную» розетку. Он хотел просто помыться теплой водой. Такой наивный.

А теперь. краткий пересказ написанного выше.

1. Чем выше фактическое напряжение, тем большую фактическую мощность потребляет тот же электронагревательный прибор, тем выше сила тока через него и тем больше разогреваются все элементы электрической цепи, в которую он включен, – провода, вилка, розетка, автоматические выключатели и другое содержимое электрощита. Это следствие закона Ома и закона Джоуля-Ленца.

2. Фактическое напряжение может быть разным в разных домах одного квартала, разных подъездах одного дома, разных квартирах одного подъезда и изменяться в течение суток. Это нормально, это случается повсюду, так устроены распределительные электрические сети.

3. Чем выше температура воздуха вокруг автоматического выключателя и чем больше превышение фактической силы тока над номиналом автоматического выключателя, тем быстрее он срабатывает. Так устроены автоматические выключатели. ГОСТ Р 50345-2010 – увлекательный документ.

4. Электронагревательные приборы с мощностью «на пределе возможного» – неоднозначное решение для бытовых приборов, которые покупатель привозит из магазина и включает в «обычную» розетку. Покупатель, который наивно надеялся помыться теплой водой, может застрять в разгадывании разнообразных ребусов.

Источник