Защита контактов реле от искрения

Искрение контактов реле и пускателей — причины возникновения и способы устранения

Наверняка многие сталкивались с проблемой искрения контактов электромагнитных реле или пускателей. Кто-то данную проблему для себя давно решил. Некоторые просо меняют коммутирующее устройство при появлении первых тревожных симптомов (таких как запах гари). А бывает и такое, что даже заменой коммутатора избавиться от пагубного явления не удается.

Вообще искра при коммутации — это нормальное явление, но лишь в том случае, если искрение проявляет себя незначительно и незаметно. На самом деле практически любое механическое устройство коммутации электрических цепей со временем начинает искрить сильнее, — на контактах образуется нагар, и в конце концов возрастающее переходное сопротивление ощутимо нарушает работу всей коммутируемой цепи. В этом и заключается главная проблема.

Из-за чего возникает искрение

Причинами искрения контактов могут выступать различные факторы. Быть может коммутируемый ток сильно превышает допустимую для данных контактов величину. Может быть со временем ослабился прижимной механизм (пружина, пластина), усилился дребезг контактов, либо характер коммутируемой нагрузки неизбежно вызывает образование дуги.

Так или иначе, лучше всего зарубить тенденции к пагубному искрению на корню, то есть еще на этапе проектирования цепи принять некоторые защитные меры. Однако для начала давайте обратим внимание на физику этого вредного процесса.

Известно, что при наличии между проводниками разности потенциалов, в определенных условиях, на некотором расстоянии между ними легко может произойти ионизация в воздушном промежутке и образоваться искра или дуга.

Это явление успешно и давно используют например в сварке, но контакты реле или пускателя — отнюдь не сварочный аппарат, а скорее наоборот — они призваны надежно разомкнуть (или замкнуть) цепь, по которой протекает (или будет протекать) ток.

Если же контакты коммутатора превращаются в сварочный аппарат — это ведет к потерям энергии и снижению качества работы нагрузки, а в некоторых случаях может послужить причиной пожара. Поэтому факторы риска необходимо устранять.

Чтобы искра, а тем более дуга, не образовались, нужно создать такие условия, чтобы не допустить ионизации в воздушном промежутке между контактами.

Справедливости ради отметим, что даже в норме контакты реле и пускателей неизбежно имеют некоторый небольшой дребезг. Это значит, что, например во время замыкания, контакты в течение доли секунды то сближаются, то вновь расходятся на очень маленькое расстояние, но в конце концов замыкаются. В ходе этого процесса образуются крайне слабые искры, не причиняющие вреда.

Гораздо более опасно индуктивное влияние в ходе коммутации таких нагрузок как электродвигатели, трансформаторы, и т. д., ибо они имеют большую индуктивность. А из курса физики нам известно, что ЭДС самоиндукции тем выше, чем больше индуктивность коммутируемой нагрузки, и чем выше скорость изменения тока, в нашем случае — скорость размыкания или замыкания цепи.

Так вот, поскольку контакты размыкаются резко, а ток в цепи, обладающей индуктивностью, мгновенно прекратиться не может (он поддерживается уменьшающимся магнитным полем), на выводах такой нагрузки образуется высокая ЭДС самоиндукции, пропорциональная индуктивности и обратно пропорциональная скорости размыкания.

Кстати, даже просто проводка обладает индуктивностью, и способна вызвать немалую ЭДС самоиндукции на контактах, особенно если провода достаточно длинные, хотя коммутируемая нагрузка может иметь и чисто активный характер.

Итак, причинами искрения сверх всякой меры контактов электромагнитных пускателей и реле могут оказаться:

ослабленный прижимной механизм и связанный с этим продолжительный дребезг плюс образованный нагар;

влияние индуктивности коммутируемой нагрузки;

превышение максимально допустимого тока коммутатора.

Как устранить искрение

Если причина чрезмерного искрения контактов известна, можно попытаться ее устранить. В случае если контакты покрыты сажей, их нужно почистить. Это делается при помощи растворителя и мельчайшего абразива. Контакты должны плотно прижиматься друг к другу без зазора, поэтому в ходе чистки нельзя скрести их сильно. Если ослаблен прижимной механизм, можно попробовать его восстановить, подогнув пластину.

Если же искрение вызвано влиянием индуктивности коммутируемой нагрузки при размыкании контактов, то в цепях постоянного тока обычно достаточно установки диода параллельно коммутируемой нагрузке (анодом на массу, катодом в сторону плюса источника питания). Диод должен быть быстродействующим и рассчитанным на ток, при котором нагрузка контактами отключается.

А для цепей переменного тока будет полезна снабберная RC-цепь, включаемая параллельно контактам реле или пускателя. Будучи установлена параллельно контактам, снабберная RC-цепь рассеет энергию искры или дуги (условно) на своем резисторе.

Емкость конденсатора такого искрогасительного снаббера для цепей переменного тока частотой 50 Гц находится по формуле C = I 2 /10. Номинал резистора вычисляется так: R = U/(10*I*(1+50/U)), где U – напряжение сети, I – действующий ток.

Меры по защите контактов реле от повреждения дуговыми разрядами

В процессе эксплуатации сигнализаторов уровня имеющих дискретный (релейный, транзисторный) выход, зачастую подключают индуктивную нагрузку (устройства, имеющие в своём составе катушку индуктивности). Возникновение дуговых разрядов при размыкании таких электрических цепей крайне негативно сказывается на работоспособности контактов реле и выходных каскадов датчиков, уменьшая их срок эксплуатации.

В целях устранения пагубного влияния дуговых разрядов применяются искрогасящие цепи, устанавливаемые параллельно контактам реле или параллельно нагрузке.

Не вдаваясь в физику переходных процессов и причин возникновения дуговых разрядов рассмотрим наиболее действенные и широко применяемые искрогасящие цепи постоянного и переменного тока.

Цепи постоянного тока:

Кремниевый диод включается параллельно индуктивной нагрузке, при замыкании контактов и в установившемся режиме не оказывает никакого воздействия на работу схемы. При отключении нагрузки возникает напряжение самоиндукции, обратное по полярности рабочему напряжению, диод открывается и шунтирует индуктивную нагрузку. Диоды исключительно эффективно устраняют дуговые разряды и предохраняют контакты реле от обгорания лучше, чем любые другие схемы искрогашения. Такой способ применим и к сигнализаторам с транзисторным выходом.

Правила выбора обратного диода:

  • рабочий ток и обратное напряжение диода должны быть сравнимы с номинальным напряжением и током нагрузки. Для нагрузок с рабочим напряжением до 250 VDC и рабочим током до 5 А вполне подходит распространенный кремниевый диод 1N4007 с обратным напряжением 1000 VDC и максимальным импульсным током до 20 А;
  • выводы диода должны быть как можно короче;
  • диод следует припаивать (привинчивать) непосредственно к индуктивной нагрузке, без длинных соединительных проводов — это улучшает ЭМС при процессах коммутации. Цепи переменного и постоянного тока:

    RC-цепь является наиболее дешёвым и широко применяемым средством защиты цепей как переменного, так и постоянного тока.

    В отличие от диодных схем RC-цепи можно устанавливать, как параллельно нагрузке, так и параллельно контактам реле. В некоторых случаях нагрузка физически недоступна для монтажа на ней искрогасящих элементов, и тогда единственным способом защиты контактов остается шунтирование контактов RC-цепями.

    Расчет RC-цепи, подключаемой параллельно контактам реле:

    где С — ёмкость RC-цепи, мкф.

    I — рабочий ток нагрузки, А.

    где R — сопротивление RC-цепи, Ом.

    E0 — напряжение на нагрузке, В.

    I — рабочий ток нагрузки, А.

    Проще всего пользоваться универсальной номограммой. По известным значениям напряжения источника питания U и тока нагрузки I находят две точки на номограмме, после чего между точками проводится прямая линия, показывающая искомое значение сопротивления R. Значение емкости С отсчитывается по шкале рядом со шкалой тока I. Номограмма дает разработчику достаточно точные данные, при практической реализации схемы необходимо будет подобрать ближайшие стандартные значения для резистора и конденсатора RC-цепи.

    RC-цепь, подключаемая параллельно нагрузке

    Применяется там, где нежелательна или невозможна установка RC-цепи параллельно контактам реле. Для расчета предлагаются следующие ориентировочные значения элементов:

  • С = 0,5 . 1 мкф на 1 А тока нагрузки;
  • R = 0,5 . 1 Ом на 1 В напряжения на нагрузке или
  • R = 50. 100% от сопротивления нагрузки. Приведенные значения R и С не являются оптимальными. Если требуется максимально полная защита контактов и реализация максимального ресурса реле, то необходимо провести эксперимент и опытным путем подобрать резистор и конденсатор, наблюдая переходные процессы с помощью осциллографа.

    Для защиты выходных транзисторных каскадов сигнализаторов RC-цепь подключают параллельно нагрузке.

    Источник: Компания «РусАвтоматизация»

    Arduino.ru

    Помогите подобрать варистор

    Помогите подобрать варистор, для защиты контактов реле от искрения в цепи переменного тока. Брать буду не больше 10 ампер

    По таким исходным данным варистор не подбирается.

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Какова индуктивность коммутируемой нагрузки.
    20K431 например если не часто хлопать будете и небольшая индуктивность.

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Тогда не парьтесь,
    я подумал что вы про мотор на 5 -10 киловатт.
    И так сойдёт.
    Хотя лучше реле брать на 30-40 Ампер.
    Допустим автомобильные.

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Варисторы не защищают от искрения. Они ограничивают перенапряжение и подбираются по поглощающей мощности. От искрения защищают снабберные цепи из резистора и конденсатора параллельно контактам реле.

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Варисторы не защищают от искрения. Они ограничивают перенапряжение и подбираются по поглощающей мощности. От искрения защищают снабберные цепи из резистора и конденсатора параллельно контактам реле.

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Ссылку дайте по основной задаче варистора. Мне кажется что искра возникает всегда при отключении и пока горит дуга, между контактами не может быть высокого напряжения. Зачем тогда варистор для защиты при отключении?

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Ток там идёт недолго, пока энергия запасенная в индуктивности не уйдет в тепло.
    При этом если допустим вы разрываете 10 Ампер и варистор имеет рабочее напряжение 430 Вольт то в первый момент после коммутации мгновенная мощность будет 4300 Ватта.
    А упадет она достаточно быстро так как вы не сможете «вырабатывать» 4 с лишним киловатта достаточно долго.
    А ток как был 10 Ампер так и остался.
    Хотя на переменном токе вы можете случайно разорвать цепь когда ток был равен нулю.
    Тогда вообще никаких переходных процессов не будет.
    Подключать параллельно вашей нагрузке.

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Ссылок не будет? Только ваши совершенно не соответствующие реалиям измышления? Ещё один раз. Пока горит дуга на контактах реле весь ток индуктивности течёт в сеть и напряжение на варисторе равно текущее напряжение сети плюс напряжение дуги, что всегда меньше напряжения срабатывания варистора. Дуга будет гореть пока есть энергия на её поддержание. В какой момент напряжение на нагрузке станет больше напряжения пробоя варистора? Когда погаснет дуга энергии в индуктивности останется мало. Расчётные мощности в таком включении существенно меньше.

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Понял, спасибо！В наличии есть только 14D431, не подойдет?

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Детский сад, трусы на лямках.

    >>> Ссылок не будет? >> Пока горит дуга на контактах реле весь ток индуктивности течёт в сеть
    и напряжение на варисторе равно текущее напряжение сети плюс напряжение дуги,
    что всегда меньше напряжения срабатывания варистора. >> Дуга будет гореть пока есть энергия на её поддержание. >> В какой момент напряжение на нагрузке станет больше напряжения пробоя варистора? >> Когда погаснет дуга энергии в индуктивности останется мало. Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Для размышлений. 30кВ/см это пробойное напряжение для сухого воздуха между двумя полированными шарами метрового диаметра. Между иголками существенно меньше. А если была искорка в промежутке и есть остаточные заряды в воздухе, то пробивное напряжение падает до десятков вольт. Вы не найдете ни в одном учебнике про использовании варистора в качестве защиты со стороны нагрузки. Только в утверждениях кухонных экспертов из интернета.

    • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

    Для защиты контактов ставят RC — цепочки. Дополнительно можно поставить варистор, хуже не будет.

    хорошее гашение дуги и отсутствие влияния на время выключения индуктивнои нагрузки.

    необходимость применения высококачественных конденсатора и резистора.

    В целом же применение RС-цепей всегда экономически оправдано

    Расчет и монтаж варисторной защиты:

    • задаются безопасным напряженим ограничения на индуктивнои нагрузке;
    • рассчитывается или измеряется ток, отдаваемыи индуктивнои нагрузкои при самоиндукции, для определения требуемого тока варистора;
    • по каталогу подбирается варистор на требуемое напряжение ограничения, при необходимости варисторы можно устанавливать последовательно для подбора нужного напряжения;
    • необходимо проверить: варистор должен быть закрыт во всем диапазоне рабочих напряжении на нагрузке (ток утечки менее 10. 50 мкА);
    • варистор необходимо монтировать на нагрузке по правилам, указанным для диоднои защиты.
    • ==========================================

    Ком6инация RС-цепи и варистора

    Если вместо диода установить варистор, то схема по параметрам будет идентична обычнои RС-искрогасящеи цепи, но ограничение варистором величины напряжения самоиндукции на нагрузке позволяет применять менее высоковольтные и более дешевые конденсатор и резистор.

    Искрение контактов: причины возникновения и способы устранения

    Практически все электромеханические коммутирующие устройства со временем начинают сильно искрить. Как вы уже догадались – это искрят контакты, замыкающие и размыкающие различные цепи. Строго говоря, искрение обычных контактов происходит всегда, но оно незначительно. Проблемы начинаются с того момента, когда искрообразование нарушает нормальный режим работы электроприбора, а в области рабочего пространства коммутационного узла ощущается запах озона и гари.

    Основные причины искрения

    Чтобы ответить на вопрос, почему и при каких обстоятельствах возникает электрическая искра, выясним, какие процессы лежат в основе искрообразования. Собственно говоря, их немного – всего два:

    1. Дребезг контактов.
    2. Влияние индуктивных цепей при их коммутации.

    Существует ещё несколько факторов усиливающих процесс искрения. Это износ, превышение значений токов коммутации, ослабление пружин или уменьшение упругости пластин и некоторые другие.

    Для лучшего понимания причин искрения рассмотрим более детально физику процесса. Начнём с понятия искры.

    Из школьного курса физики известно, что между проводниками, на которых образовались электрические заряды, происходит ионизация воздушного пространства. По нему в определённый момент протекает ток. Если поддерживать разницу потенциалов на определённом уровне, то образуется электрическая дуга, с огромным тепловым излучением. Примером может служить работа сварочного аппарата.

    Известно, что заданным током электрическую дугу можно зажечь лишь на определённом расстоянии между электродами. Чем больше разница потенциалов, тем больший промежуток, на котором происходит образование дугового электротока.

    Искра – это частный случай кратковременной электрической дуги. Для этого явления справедливы утверждения приведённые выше. Отсюда вывод – для недопущения процесса искрообразования необходимо устранить причины, вызывающие зажигание электрической дуги. В частности, при разомкнутом или замкнутом положении контактов искрение прекращается по причине исчезновения условий для существования тока в ионизированном пространстве.

    А теперь остановимся вкратце на процессах, вызывающих искрение в коммутационных устройствах.

    Дребезг контактов

    Когда катушка реле замыкает электрическую цепь или разрывает контакт, он под действием упругих сил несколько раз отскакивает. В определённые моменты расстояние между контактами оказывается настолько маленькое, что создаются условия для электрического пробоя. Поскольку процесс дребезга длится лишь доли секунды, то образуется именно искра, которая исчезает в положении замкнутого контакта. Искрение прекращается также в том случае, когда цепи полностью разомкнуты.

    Влияние индуктивных цепей

    При коммутации электродвигателей и различных соленоидов на выводах индуктивной нагрузки происходит образование ЭДС самоиндукции: E = -L*di/dt.

    Из формулы видно, что ЭДС пропорциональна скорости изменения силы тока. Поэтому, при мгновенном расхождении контактов её величина резко возрастает. Кроме того, на ЭДС самоиндукции влияет индуктивность коммутируемого устройства. В частности, такой принцип коммутации использовался в старых моделях автомобилей. Контакты прерывателя с огромной скоростью разрывали цепь катушки индуктивности, в результате чего на электродах свечей зажигания напряжение достигало десятки киловольт.

    В нашем случае напряжение разрыва, конечно же, значительно меньше, однако его вполне достаточно для образования искры. Заметим, что определённой индуктивностью обладают даже обычные провода. Поэтому искрение возможно при отключении нагрузки, находящейся в конце длинных линейных цепей.

    Прочие причины искрения

    Выше упоминалось о том, что усилить искрение могут различные факторы, связанные с эксплуатацией коммутационных устройств. В данном разделе мы рассмотрим, что происходит под действием некоторых факторов:

    1. При плохом контакте увеличивается продолжительность дребезга, что является причиной усиления искрения.
    2. Если ток коммутации сильно отличается от номинального (в большую сторону) то, во-первых, греются контакты, а во-вторых – искра получается более мощной и разрушительной.
    3. Когда ослабление упругости пластин коммутационной системы не обеспечивает надёжного замыкания, то это ведёт к подгоранию контактов, образованию налёта и сажи, увеличивающих процесс искрообразования.

    Заметим, что в электродвигателях постоянного тока искрят щетки. В оптимальном режиме работы мотора искрение незначительное. Но при перегрузках или в случаях междувитковых замыканий происходит значительное искрообразование, разрушающее коллектор. Похожее явление происходит при плохом прижимании щёток или в результате засорения промежутков между пластинами коллектора.

    На рисунке 1 изображен якорь с подгоревшим коллектором.

    Рис. 1. Подгоревший коллектор

    Искрение наблюдается, когда вставляют в розетку вилки шнуров, во время подключения мощных электроприборов. Явление усиливается, если штырьки штепселя не соответствуют гнезду розетки.

    Последствия, к которым приводят плохая коммутация в розетке, показаны на рис.2.

    Рис. 2. Последствия плохой коммутации

    Последствия

    Искрение контактов не проходит бесследно. Возникают побочные следствия, сокращающие срок службы коммутирующих устройств:

    • выгорают контакты;
    • ослабляются упругие пластины, контактной группы;
    • перегреваются реле и розетки;
    • при наличии мощного тока отключения искра может стать причиной пожара, вызвать ожоги у обслуживающего персонала.

    Пригоревшие контакты могут залипать, вследствие чего нарушается работа электрооборудования. Если такая неприятность случится в защитных коммутирующих устройствах, это может привести к непредсказуемым ситуациям.

    Способы устранения

    Выяснив причины искрения, вы можете выбрать действенный способ устранения неполадки. Например, если плохо соединяются контакты, это может быть признаком их засорения сажей. Необходимо удалить весь нагар, используя растворители. Обычно протирают контакты ваткой, пропитанной спиртом. В качестве растворителя подойдёт обычная водка или одеколон.

    Изначально поверхность контактов делают очень гладкой для лучшего прижатия их друг к другу. Но в процессе эксплуатации искрение разрушает напыление, вследствие чего появляются шероховатости. Для восстановления работоспособности достаточно отшлифовать поверхность нулёвкой. Если покрытие серебряное – лучше использовать деревянную пластинку, а когда контакт сгорел, то он подлежит замене.

    Возможна ситуация, когда искрит замкнутый контакт. Причиной может быть сильное его выгорание или потеря упругости пластины, которая разрывает контакт. Можно попытаться временно восстановить работоспособность реле путём шлифования или попытаться восстановить изгиб пластин.

    Мы рассмотрели примеры устранения последствий искрения. Но существует ряд эффективных способов борьбы с причиной этого явления. Остановимся на некоторых из них:

    1. Применение неокисляющихся металлов – серебра и различных сплавов.
    2. Покрытие контактов ртутью (при условии, что они находятся в закрытой камере, например, контакты манометра).
    3. Использование схем для шунтирования.
    4. Встраивание в конструкции коммутирующих аппаратов искрогасительных RC цепей.

    Метод с применением схем для подавления искрения довольно эффективен и не дорогой. При желании каждый, хоть немного разбирающийся в электротехнике человек, может самостоятельно изготовить искрогасящую цепь.

    Для гашения искрообразования в индуктивных цепях постоянного тока достаточно установить диод параллельно нагрузке. При этом катод диода необходимо подключить к положительному, а анод соединить с отрицательным полюсом.

    На рисунке 3 изображены схемы, объясняющие действие шунтирующего диода. Обратите внимание на то, как индукционный ток рассеивается на диоде, не попадая на коммутационное реле (позиция С).

    Рис. 3. Схемы объясняющие действие шунтирующего диода

    Для переменного тока устанавливают шунтирующую искрогасительную RC цепь. Накопленная энергия рассеивается на переходном сопротивлении, а не на контактах. Ёмкость шунтирующего конденсатора можно вычислить по формуле: Cш = I 2 /10, здесь I — рабочий ток нагрузки, а 10 – условная постоянная, позволяющая производить расчёты для простых схем RC цепей.

    Сопротивление резистора находим [ 1 ]: Rш = E / (10*I*(1 + 50/E)), где E – ЭДС (напряжение) источника питания, I – сила рабочего тока нагрузки, цифра 50 –стандартная частота переменного ток в электросети. Также пользуются для подбора параметров номограммой ниже.

    По известным значениям напряжения источника питания U и тока нагрузки I находят две точки на номограмме, после чего между точками проводится прямая линия, показывающая искомое значение сопротивления резистора R. Значение емкости С отсчитывается по шкале рядом со шкалой тока I. Номограмма дает разработчику достаточно точные данные, при практической реализации схемы необходимо будет подобрать ближайшие стандартные значения для резистора и конденсатора RC-цепи.

    Сама типовая схема искрогасительной RC цепи изображена на рисунке 5.

    Рис. 5. Схема искрогасительной RC цепи

    Защита контактов от искрения – лучший способ продлить срок службы коммутирующего устройства. Применив несложную схему можно успешно решить задачу, связанную с искрением.

    Видео по теме

    Как устройство защиты проводки от искрения может спасти квартиру от пожара

    Искрение проводов, контактов и скруток — это одна из распространенных причин пожаров в жилых домах. Часто подобные неисправности определяются на слух или запах гари. Однако гораздо профессиональнее и надежнее использовать для выявления этих проблем устройство защиты от искрения.

    Опасность искрения в выключателях, проводах и скрутках

    С искрением и дуговым пробоем знаком практически каждый человек. Если в темное время суток нажать на клавишу выключателя света, то с некоторой вероятностью через пластиковый корпус получится разглядеть тусклую кратковременную зеленую вспышку. Подобный эффект в большей степени свойственен старым выключателям.

    Явление носит вполне логичную природу. При включении света контакты выключателя приближаются. В некоторый момент времени они настолько близки, что между ними происходит пробой воздушного промежутка. Загорается очень маленькая и кратковременная дуга, которая и создает вспышку.

    Данная ситуация безопасна, если говорить об исправном выключателе. Однако подобное часто происходит в распределительных коробках. Если провода слабо затянуты в скрутке или плохо прижаты под клеммником автомата, то они также будут искрить. При этом напряжение и ток в сети ведут себя самым непредсказуемым образом. Проблему усугубляет наличие в квартире емкостных и индуктивных потребителей.

    Важно! Плохой контакт в скрутке, коробке или под клеммником автоматического выключателя приводит к искрению проводки. Оно, в свою очередь, создает непроизвольные скачки сетевого напряжения и тока. Данное явление способно вывести из строя дорогостоящие бытовые приборы. Особенно те, в которых содержатся электронные микросхемы, процессоры и цифровые платы.

    Внешний вид и строение прибора

    Устройство защиты проводки от искрения обладает стандартной для любых модульных устройств конструкцией. УЗИс крепится в щит с помощью DIN-рейки. На передней панели устройства есть 4 винтовых контакта для подключения проводов:

    • вход фаза (L in);
    • вход ноль (N in);
    • выход фаза (L out);
    • выход ноль (N out).

    На вход подается питающее напряжение 230 В. Например, от счетчика или вводного автомата. На выход подключается нагрузка. Например, розетки или сеть освещения.

    Устройство защиты от искрения EcoEnergy УЗИс-С1-40

    На корпусе устройства есть рычаг для включения и отключения. По его положению судят о состоянии прибора. Если рычаг указывает на 0 — выключено, если на 1 — включено. Также о состоянии защиты можно судить по индикаторному светодиоду (лампочке). Если он горит зеленым цветом, то все в порядке. Если горит или моргает красным — устройство защиты выключилось. Подробная расшифровка значений свечения лампочки имеется на корпусе аппарата.

    Рядом с рычагом есть небольшой регулятор под отвертку (крутилка). Он позволяет выставить значение напряжения, при котором УЗИс автоматически отключится. То есть данный аппарат умеет защищать сеть не только от искрения, но и от перенапряжения.

    Принцип работы УЗДП

    Устройство защиты от дугового пробоя по принципу работы напоминает обыкновенное реле напряжения. Прибор непрерывно отслеживает форму, амплитуду и направление сетевого напряжения. За состоянием этих параметров следит контроллер УЗДП.

    Если в сети возникает искрение, то отслеживаемые параметры резко изменяются. Контроллер фиксирует это событие и дает команду на отключение контактов реле. В тот же момент управляющий импульс приходит на механизм отключающего рычага и индикаторный светодиод состояния аппарата.

    Важно! Ручной электроинструмент (дрели, шлифовальные машинки) является источником сетевых помех. Во время работы этих приборов в их щеточных узлах возникает нормальное штатное искрение, способное привести к ложным срабатываниям УЗИс. Подобный электроинструмент рекомендуется включать через удлинители с сетевыми фильтрами.

    Особенности УЗИс разных производителей

    При обычном включении вилки в розетку или переключении клавиши выключателя также возникает искрение, особенно если напряжение подается на мощный потребитель электроэнергии. При этом устройство защиты должно оставаться во включенном состоянии.

    Каждый производитель подобных устройств по-своему решает данную задачу. Поэтому аппараты от различных фирм способны заметно отличаться по алгоритму работы и внешнему виду. Наиболее популярные модели УЗДП приведены в таблице.

    Производитель и модель устройства Особенности
    IEK УЗДП63-1 40А Пригодно для работы в помещениях с температурой от -25 до +40 °C. Диапазон рабочих напряжений 150-280 В.
    ABB AFDD S-ARC1 Однофазное устройство, дополненное модулем автоматического выключателя. Есть возможность подключения через гребенчатую шину и обычные провода. Рабочее напряжение 170-275 В переменного тока.
    Меандр УЗМ 51МД Производитель позиционирует устройство как «противопожарное устройство защиты многофункциональное». Имеется функция автоматического повторного включения. Устройство рассчитано на токи до 63 А при напряжении 250 В (14 кВт).

    Устройство защиты от дугового пробоя УЗДП63-1 63А IEK

    Характеристики для выбора устройства защиты

    Устройства, защищающие проводку от искрения, проявились на рынке сравнительно недавно. Однако в их характеристиках нет ничего нового и вызывающего вопросы. Основные параметры этих устройств таковы:

    1. Номинальное напряжение. Значение напряжения в сети, при котором аппарат защиты способен работать в штатном режиме.
    2. Диапазон рабочих напряжения. У многих УЗИс есть встроенное реле напряжения. Для настройки порогов срабатывания используется регулятор.
    3. Максимальный рабочий ток. От этого параметра зависит суммарная мощность потребителей, которых можно подключить через УЗИс. В бытовых условиях распространены устройства на 16, 25, 32 и 63 А.
    4. Время повторного включения. Этот параметр имеется не у всех устройств искровой защиты. Он определяет, через какое время после срабатывания аппарат снова подаст в сеть напряжение.
    5. Время отключения. Данная характеристика показывает, сколько времени нужно УЗИс на отключение после обнаружения искрения.

    Обратите внимание! В странах СНГ УЗИс — это устройство малораспространенное. В документации от разных производителей оно фигурирует под отличающимися названиями. Например, УЗДП, AFCI, AFDD.

    Схема подключения

    Устройства защиты от искрения подключаются по простой схеме. Верхние L и N контакты предназначены для подключения входного питающего кабеля. Нижние — для выходного.

    На фазном проводе перед УЗИс желательно установить автоматический выключатель. Его номинал не должен превышать рабочий ток УЗИс. В противном случае защита от искрения способна выйти из строя при КЗ.

    Расширить пропускную мощность УЗДП при помощи контактора не получится. Весь ток должен протекать через устройство защиты. Иначе оно не сможет корректно регистрировать скачки тока и напряжения на потребителе.

    Методика поиска искрящего места

    Искрение — это предвестник пожара. Поэтому если устройство искровой защиты постоянно срабатывает, то нужно искать место нестабильного контакта. Внимание следует обратить на следующие узлы:

    1. Распределительные коробки. Открыть, посмотреть, поискать запах гари. Если отключить в квартире напряжение, то скрутки допустимо прощупать на нагрев.
    2. Розетки, удлинители, штепсельные вилки. Они также греются и дымят при нагреве.
    3. Квартирный распределительный щит. Часто бывают расшатаны винты на клеммах автоматических выключателей. Вследствие этого возникает плохой контакт с проводами и искрение. Клеммники на автоматах следует периодически подтягивать, но без фанатизма.

    Отдельно следует отметить основные признаки искрящих контактов:

    • треск на месте искрения;
    • запах гари;
    • перегрев соединений;
    • дым;
    • моргающий свет;
    • треск в динамиках акустических систем;
    • свет, искры.

    Принцип работы УЗДП основан на отслеживании состояния напряжения и тока в электропроводке. Контроль этих параметров позволяет на ранних этапах зафиксировать появление искр и дуги в скрутках и клеммниках и отключить электропитание квартиры. Как следствие, существенно снижается риск возгорания проводки или поломки дорогой бытовой электроники.

    Устройство защиты от дуги более всего напоминает реле напряжения. Оба аппарата защиты имеют верхний и нижний предел рабочего напряжения. Однако УЗДП обладает более широким функционалом, то есть умеет срабатывать на искрение в скрутках и прочие ненадежные подгорающие контакты.

    Устройство защиты от искрения УЗИс-С1-40

    Искрение проводки — наиболее частая причина возникновения пожаров. Искрение может возникать в местах соединения проводов (скрутки, ослабленные контакты, механическое повреждение провода) и не заметно до тех пор, пока нагрев проводов не приведёт к пожару.

    Устройство УЗИс-С1-40 способно детектировать искрение и отключать электричество. Кроме того это же устройство защищает электроприборы от повышенного напряжения в сети, которое может возникнуть например из-за обрыва или «отгорания» нулевого провода.

    В комплекте — специальная вилка-эмулятор искрения для проверки работоспособности прибора, инструкция, наклейка с таблицей индикации состояния.

    Устройство устанавливается в квартирном щитке после вводного УЗО или дифавтомата. Оно способно коммутировать ток до 40 ампер.

    Механическая индикация показывает включение (красный) и отключение (зелёный) устройства. Двухцветный светодиод отображает состояние устройства. Регулятор позволяет установить уровень срабатывания защиты от повышенного напряжения от 260 до 290 вольт.

    Для контроля работы защиты от искрения можно подключить к любой розетке, защищённой УЗИс, тестовую красную вилку. Устройство тут же отключит электричество и его индикатор загорится красным.

    Для проверки защиты от реального искрения я воспользовался электрическим чайником и удлинителем, о котором писал год назад (в этом удлинителе провод просто прикручен к контактам и болтается).

    Через несколько секунд искрения устройство сработало и отключило нагрузку.

    Для проверки защиты от перенапряжения я использовал ЛАТР и точный мультиметр.

    При напряжении 259 вольт (при установке порога 260 В) произошло отключение, причём после отключения индикатор показывает, остаётся ли напряжение опасно высоким (мигает красным) или понизилось (мигает зелёным).

    Само устройство потребляет 0.33 Вт, то есть за год оно истратит всего 2.89 кВтч электроэнергии.

    Свои эксперименты я снял на видео.

    Насколько мне известно, в США принят закон, обязывающий всех домовладельцев установить подобное устройство и после принятия этого закона количество пожаров снизилось вдвое.

    УЗИс-С1-40 стоит 4500 рублей. Конечно это не дёшево, но ущерб от пожара или выхода из строя техники из-за повышения напряжения в сети может быть многократно больше, поэтому я считаю, что такое устройство, вместе с УЗО или дифавтоматом должно быть установлено в каждой квартире или частном доме.

    upd.: Я написал производителю и получил ответ по поводу отличий от Меандр УЗДП:

    «Да, конечно мы знаем про этот прибор и многократно испытывали разные его версии. (Их было несколько).
    Мы сделали весь набор испытательных стендов в соответствии со стандартом ГОСТ МЭК-62606-2016. Так вот Меандровский УЗДП ни разу не отработал в соответствии со стандартом. Кроме этого, он в принципе не соответствует стандарту, как пример: стандарт подразумевает наличие механизма свободного расцепления, т.е. механическое отключение, а там только электрическое, более того, у них в алгоритме заложена возможность самостоятельного повторного включения, а стандарт это категорически запрещает! По стандарту устройство должно срабатывать от 2,5А, у них в паспорте написано что устройство распознает искрение от 5А и т.д. Почитайте разные форумы, везде одно и тоже — постоянные ложные срабатывания. »