Для нормального функционирования бытовых электроприборов и обеспечения требуемого уровня безопасности в однофазной электросети напряжение должно соответствовать стандартному значению. На практике ни одна энергоснабжающая организация не выдерживает норму напряжения в сети 220 В идеально, и на это есть резонные технические причины. Тем не менее, границы напряжения, считающегося штатным, существуют, как существуют методы поддержания его в заданных пределах.
Норма напряжения в сети 220 в соответствии с нормативами и стандартами
Уровень нормального напряжения в сети общего пользования определяется пунктом 4.2.2 ГОСТ 32144—2013. Для однофазных сетей его значение задано цифрой 220 вольт. Некоторые нормативные акты предусматривают постепенный переход к уровню 230 вольт, однако, энергоснабжающие организации пока придерживаются существующих норм.
Пределы допустимого напряжения
Пределы допустимого напряжения при медленных изменениях установлены в том же разделе того же стандарта. Если говорить упрощенно, то напряжение может отклоняться от 220 вольт на 10% в меньшую сторону и на те же 10% в большую сторону. Таким образом, штатным уровнем в бытовой однофазной сети является значение напряжения в диапазоне от 198 до 242 вольт. Следовательно, в данные границы входит и уровень ближайшей перспективы в 230 вольт.
Это напряжение измеряется на границе балансовой принадлежности потребителей (в этажном распредщите многоквартирного дома, на вводе в частное строение и т.п.).
При измерениях напряжения значения напряжения меньше номинального усредняются на интервале измерения 10 минут. Таким же способом подсчитывается максимальное значение напряжения, после этого полученные цифры сравниваются с граничными значениями.
Влияние неправильного напряжения на электрические приборы
Наибольшую опасность, как понятно интуитивно, представляет собой повышение напряжения сверх установленных пределов. Это на самом деле так:
- может не выдержать изоляция электроприборов, тогда произойдет ее пробой, результатом которого станет короткое замыкание;
- токоведущие цепи (соединительные провода, обмотки электродвигателей, нагревательные элементы электроламп и ТЭНов и т.д.) рассчитаны на определенный ток, который при повышении напряжения тоже повышается, что может привести к выходу из строя (перегоранию, оплавлению изоляции вследствие нагрева и т.п.);
- входные цепи электронных схем (например, в LED-светильниках), не оснащенные зашитой, могут выйти из строя.
Но и понижение напряжения совершенно неполезно:
- в таком режиме электродвигатели (компрессоров холодильников, стиральных машин и т.д.) потребляют увеличенный ток, что приводит к перегреву (к тому же, иногда запуск двигателя становится невозможным);
- некоторые электронные устройства становятся неработоспособными, может сброситься время электронных часов и т.п.
Вопреки распространенному мнению, приборы, питающиеся от импульсных блоков питания (включая компьютеры), достаточно хорошо переносят колебания как в одну, так и в другую сторону. Если напряжение уходит вверх за пределы, но не слишком высоко, схема регулирования отрабатывает так, что постоянное выходное напряжение, от которого питаются конечные потребители, остается на заданном уровне. При значительном повышении напряжения сработает варистор, который «проглотит» излишек, а в крайнем случае поспособствует скорейшему перегоранию предохранителя. И лишь значительный выход за максимальный уровень выведет такой БП из строя.
Не все БП имеют на входе варисторы. В дешевых моделях от неизвестных производителей эти элементы могут отсутствовать.
При снижении сетевого напряжения также отработает схема регулирования. И лишь когда понижение будет значительно ниже минимального, схема может не справиться, тогда устройство просто отключится.
Помимо вредного воздействия на электроприборы, периодические (кратковременные и длительные) отклонения напряжения вызывают изменение яркости осветительных устройств. Эти изменения называют фликерами, и они негативно действуют на психику человека.
Оборудование для точного измерения сетевого напряжения
Если надо измерить напряжение в сети «для себя», чтобы убедиться, что оно в порядке (или не в порядке), достаточно обычного бытового мультиметра. Измерение проводится в режиме вольтметра переменного напряжения, который есть у большинства недорогих приборов. Надо лишь выбрать предел, заведомо превышающий ожидаемый уровень. Измерять напряжение лучше в распределительном щитке на лестничной площадке, на вводе в частный дом и т.п., но можно и просто в розетке.
Если же предстоит направление претензии в энергоснабжающую организацию, планируются тяжбы из-за качества электроэнергии вплоть до судебных, измерения надо производить по-другому.
Для замеров качества электрической энергии существуют специальные приборы – регистраторы качества электроэнергии. Они контролируют основные параметры в сети – напряжение, ток, частоту, отклонение формы напряжения и тока от синусоиды и т.п. – в течение определенных промежутков, заданных ГОСТ 30804.4.30, сохраняют их в памяти и могут выдавать результаты в виде графиков. Подобные устройства стоят дорого, они сертифицируются и требуют периодической поверки. Приобретать их для частного владения нецелесообразно. Для официальных замеров качества электрической энергии лучше обратиться в специализированные лаборатории, и специалисты за небольшую плату выполнят соответствующие измерения.
Методы регулирования и стабилизации напряжения
Самый простой способ обеспечить безопасное для техники напряжение — установить реле напряжения. Оно будет отслеживать границы, и при выходе за пределы просто отключать питание электроприборов. Установить реле можно в распределительном щите или прямо в квартире в розетку, к которой будет подключен потребитель, чувствительный к перепадам.
Такой способ хорош в условиях стабильной сети. Редкие отключения не доставят дискомфорта. Если качество электроэнергии не на высоте, реле будет срабатывать слишком часто, и лучший (хотя и значительно более дорогой) выход здесь – стабилизатор переменного напряжения. Он будет удерживать установленный уровень на выходе, несмотря на изменяющееся напряжение на входе. Этот прибор выбирается, в основном:
- по числу фаз;
- по диапазону входного напряжения;
- по потребной мощности.
Установить его можно как на всех потребителей в квартире или в доме, так и на отдельную нагрузку (чем мощнее устройство, тем оно дороже).
Не имеет практического смысла установка одновременно реле напряжения и стабилизатора «для надежности». Если стабилизатор не справится, он просто отключит потребителей, дублируя функции реле.
Поддержание нормального уровня при наличии проблемной бытовой сети требует затрат денег и времени. Куда направить эти ресурсы – на борьбу с энергоснабжающей компанией с целью заставить привести электрооборудование в порядок или на принятие технических решений – каждый потребитель делает выбор самостоятельно.
