Електротехника за бита и съветиПотребителска електроника и компютърни системи

Разклонители със защита

Разклонителите представляват блок от много на брой електрически контакти в общ корпус в края на гъвкав кабел, на другия край на който има щепсел. Има и разклонители за контакт, при които контактите и щепселът са в една и съща кутия.

Разклонителите се използват за захранване с електрическа енергия на много на брой електрически устройства, които се намират в близост помежду си от един стационарен контакт.

Разклонителите често са оборудвани с прекъсвач, светлинна индикация, понякога инсталирана в прекъсвача, различен вид контакти (шуко, двуполюсни и USB) и защита от пренапрежение и къси съединения по веригата. Ще разгледаме по-подробно именно разклонителите със защита от пренапрежение.

Кога е необходимо да изберем разклонител със защита?

Независимо, че всяко домакинство или офис имат предпазители на отделните токови кръгове и главен предпазител на разпределителното табло, има случаи, в които силен токов удар или гръмотевица, попаднала директно в захранващата линия, може да доведе до толкова бързо покачване на напрежението до невъобразимо големи стойности, че предпазителите няма да имат време да реагират. В тези случаи цялата техника може буквално да изгори. Затова специалистите препоръчват да се използват допълнителни защити от токови удари, които често са вградени в разклонителите. Трябва да знаете, че разклонителите с вградена защита са по-скъпи от разклонителите без защита. Когато обаче става въпрос за скъпи електронни устройства, с които е изпълнен всеки съвременен дом, като компютър, телевизор, система за домашно кино, модем, рутер или друга електроника, очевидно е по-добре те да бъдат включени в защитен разклонител. Ако в разклонителя са включени само тостер, кафеварка или кана за чай, може спокойно да изберете обикновен разклонител.

Разклонители със защита 1

По-старите и по-евтини модели защити бяха еднократни. Това означава, че ако през тях премине пиков ток с десетки хиляди ампери, те просто изгарят, защитавайки уредите след тях. Днес почти всички разклонители имат защита, която може да сработи много пъти и когато това се случи, просто трябва да се натисне бутон върху разклонителя, за да се възстанови работата на защитата.

Вижте всички Разклонители със защита във Викиват ТУК

Как да съм сигурен, че защитата работи?

Когато разклонителят има работеща защита ще видите малка, обикновено зелена светлина, която свети и обикновено до нея има надпис „Protection on“, както и надпис с максималния ток, при който може да сработи защитата. Например при някои разклонители той е 13 500A, при други 19 500A, при трети 60 000А, а при едни от най-добрите достига до 120 000А. Ако светлината не се включва, когато разклонителя работи, това означава че защитата не работи и трябва да знаете, че вече или трябва да рестартирате защитата или да приемете разклонителя като обикновен. Понякога защитата е означена като количеството джаули (J), които защитата може да приеме и разсее за една секунда без да се стопи, защото J=W/s. Това е важно, защото скокът на напрежението (токовият удар) е събитие, което е с продължителност от 1 до 30 милисекунди. Добрите защити имат енергийна оценка 900-3000J.

Разклонители със защита 2

Мога ли да разчитам на разклонителя със защита при гръмотевична буря и удар на мълния директно в захранващия кабел?

За съжаление не може да се отговори на този въпрос със 100% сигурност. Директният ток на мълнията понякога надвишава 100 000А. Този ток може да премине дори през въздушна междина и да продължи пътя си по захранващите кабели. Законът на Ом гласи, че за набор от съпротивления, свързани паралелно, токът ще бъде разпределен между всички съпротивления, на нива, обратно пропорционални на различните стойности на съпротивление. Вашата къща или сграда не е нищо повече от набор от резистори, „свързани“ паралелно – електрическата инсталация, водопровода, телефонни линии. Въпреки че водопроводът и електрическата инсталация, например, може да не са физически свързани, мълнията ще използва странични светкавици през въздушните междини, за да ги свърже ефективно. При директен удар на мълния токът няма да следва само един път – той ще се разпредели по всички пътища към земята в зависимост от съпротивлението на всеки консуматор. Затова всяка сграда трябва да има гръмоотвод или мълниезащитна система. Когато тази система отнеме 99.9% от силата на тока, тогава защитите на разклонителите и предпазителите ще могат да поемат останалата част и да защитят електрониката, но не винаги мълнията удря гръмоотвода. Понякога удря захранващата линия или ГРТ (главното разпределително табло), изпепелявайки всичко вътре. Затова съветът на специалистите е да изключвате скъпите електронни устройства, когато вън бушува буря със светкавици.

Ако пренапрежението продължи повече от секунди, минути или дори часове, което се случва, когато силовият трансформатор в подстанцията, захранваща даден район, „изгуби“ неутралата си или възникне друга сериозна авария в доставчика на електрическа енергия, отново никоя защита не може да издържи. Толкова силен ток с такава продължителност ще овъгли всеки предпазител или защита в зоната, захранвана от авариралата централа. Това обаче се случва изключително рядко и отговорните за аварията, поемат разходите за причинените щети.

Какво представляват защитите от пренапрежение?

Защитите от токови удари и пренапрежения, включително интегрираните в разклонителите за битови нужди, представляват инхибитори на внезапната промяна на тока, базирани на различни физични свойства на материалите, като ценерови полупроводници, варистори от метален оксид, кондензатори, които блокират внезапната промяна на напрежението и др., като някои защити използват комбинация от полупроводници, съпротивления и кондензатори в определена схема.

Разклонители със защита 3

МОВ

Варисторите с метален оксид (МОВ – metal oxide varistor) са предназначени да разсейват джаули от порядъка на 1000J или 40kA ток, за кратък период, от порядъка на милисекунда. Тъй като времето е съвсем кратко, те са проектирани така, че да се справят с тези стойности, но ако времето по някаква причина е по-дълго, напр. десети от секундата, те просто ще се стопят, но няма да пропуснат пика на тока след себе си. МОВ се състои от полупроводников материал – обикновено цинков оксид, който има способността да провежда големи токове. Всеки път, когато защитата изградена на базата на МОВ реагира, нейната вътрешна структура се изменя и напрежението, на което реагира малко намалява. След десетки сработвания, напрежението на реакция ще е близко до линейното за линията (230VAC) и тогава защитата ще се стопи и дори може да причини пожар, без да има токов удар, затова в конструкцията на този тип защити за разклонители производителите са предвидили аварийно прекъсване на напрежението (термичен предпазител), което предотвратява това. Така веригата ще работи, но вече няма да е защитена. За да знае потребителят, че варисторът е дефектирал, това трябва да е видно от светлинната индикация на разклонителя. Понякога, за да се подобрят параметрите на защитата се включват няколко МОВ паралелно, но те трябва да са с напълно идентични характеристики, за да се задействат едновременно, в противен случай токът ще премине през най-слабия варистор.

TVS диод

Диодът за подтискане на пренапрежението (TVS- тransient voltage suppression) е силициев диод, който може да ограничи пика на тока при късо съединение. TVS сработва изключително бързо, за пикосекунди, за разлика от МОВ, който сработва за наносекунди, но има по-малка способност за абсорбиране и разсейване на енергия от него. Подходящо е да се използва в електрически вериги, отдалечени от захранващия силов трансформатор, където нивото на напрежението има флуктуации, но не се получават често къси съединения. Така TVS защитата ще протекционира електрониката след нея при колебанията на напрежението.

TSDP защита

Представлява защита от пренапрежение изградена на основата на тиристори (TSDP – thyristor surge protection device). Тези устройства ограничават напрежението чрез тиристори, както и чрез TVS диоди и създават бариери пред пиковите стойности на тока, аналогични на йонизирана, полупроводяща въздушни междина. Работят много по-бързо от газоразрядната тръба и имат добри характеристики на отвеждането на топлината, но са по-скъпи.

GDT защита или газоразрядна тръба

Газоразрядната тръба (GDT – gas discharge tube) се състои от два електрода между които има газова смес, която се преодолява от тока на късо съединение, когато се йонизира. Също както МОВ, GDT има определен ресурс. След като издържат няколко големи пренапрежения, започват да работят неефективно и трябва да се заменят. Освен това имат голяма времеконстанта на задействане, по-голяма от 10-30 наносекунди и това позволява на някои, особено бързи, токови удари да ги преодолеят.

Вижте всички Разклонители със защита във Викиват ТУК

Други защити

Освен изброените защити, се използват и други, но тяхното приложение е доста по-ограничено или се вграждат по-често в електрически табла и други стационарни електросъоръжения, отколкото в разклонители. Някои от тях са:

  • серийни защити (SM, SMS – Series mode suppressors), които използват схеми с индуктори, кондензатори и резистори, които отвеждат пренапрежението към нулевия или заземителния проводник;
  • защита на базата на въглероден електрод и въздушна междина (един от най-старите методи на защита);
  • селенова защита – за постояннотокови вериги и алтернатори.

Разклонителите със защита намират все по-широко приложение, заедно с навлизането на електронни устройства във всеки дом. Важно е да бъдат използвани там, където е необходимо и да се подберат според преобладаващите рискове, от които искате да запазите домашната техника.

текст: инж. Д. Костов

Сходни публикации
Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван.

Бутон за връщане нагоре
Затвори