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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Emergenza nella rete elettrica residenziale: cause e conseguenze. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protezione delle apparecchiature dal funzionamento di emergenza della rete, gruppi di continuità Tutti sanno che la tensione nei nostri appartamenti è di ~220 V, e sanno anche che la sera la tensione diminuisce, come indicato dalle lampadine (non brillano così intensamente). Ma forse solo gli elettricisti sanno che la tensione nella stessa rete elettrica può aumentare notevolmente, fino a ~380 V. Questa è già una situazione di emergenza e le sue conseguenze sono gravi: le lampadine degli appartamenti si bruciano all'istante e tutti gli elettrodomestici collegati alla rete in quel momento si guastano. Cosa fare in una situazione del genere, perché si verifica e come prevenirlo? Questo è ciò di cui parleremo in questo articolo. I nostri edifici multipiano sono alimentati da una rete trifase. Un trasformatore trifase ad alta tensione, posizionato vicino alle case, abbassa l'alta tensione, solitamente da ~10 kV a ~220 V. I tre avvolgimenti secondari del trasformatore di alimentazione sono collegati in una cosiddetta stella (Fig. 1), risultando in tre fasi, designate nei diagrammi con le lettere latine A, B, C, e un filo comune N, che si chiama zero.
La tensione di ~220 V tra il filo neutro e qualsiasi fase è chiamata tensione di fase, ed è quella che dovrebbe essere fornita ai nostri appartamenti. La tensione tra le fasi è ~380 V ed è chiamata tensione di linea. Un cavo quadripolare fornisce tre fasi e un neutro dal trasformatore al quadro elettrico della casa, solitamente situato nel seminterrato, e da lì passa attraverso i quadri elettrici delle scale (Fig. 2, a e Fig. 3, a). Questo circuito di alimentazione è chiamato 4 fili. Dai quadri elettrici delle scale si dipartono fili a 2 fili neutro e fase, cioè ~220 V, ad ogni appartamento (Fig. 2, a).
Gli elettricisti si sforzano di caricare ciascuna fase in modo uniforme, poiché ciò crea condizioni favorevoli per il funzionamento di un trasformatore trifase (in esso si stabilisce l'equilibrio magnetico e non si surriscalda) e nel filo neutro, con carichi di fase assolutamente uguali, la corrente è zero. Per questo motivo nei cavi di alimentazione quadripolari il filo neutro è di sezione minore [4]. Gli elettricisti accendono lo stesso numero di appartamenti in ciascuna fase nella speranza che consumino la stessa energia. Tuttavia, questo non può essere raggiunto, quindi una parte di corrente scorre sempre nel filo neutro, ma questo non ha importanza, la rete trifase funziona normalmente. Il suo lavoro può essere rappresentato da tre vettori A, B, C (Fig. 1,b), la lunghezza di ciascuno di essi, su una scala, è pari a ~ 2 V, e ciascuna fase ritarda rispetto a quella vicina di 220° . In quali casi la tensione negli appartamenti può aumentare drasticamente? Una situazione di emergenza si verifica quando il filo neutro in una rete trifase si rompe (in Fig. 2, a - perdita di contatto nel “morsetto”). In questo caso, le tensioni negli appartamenti 4, 5, 6 cambieranno radicalmente. In alcuni appartamenti la tensione aumenterà, in altri diminuirà, tutto dipende dal rapporto tra i carichi al momento dell'incidente. Nella fase B (Fig. 2a, quarto 4), dove il carico è minimo, la tensione aumenterà e nella fase C (quarto 6), dove il carico è massimo, la tensione diminuirà. Nella fase A (quarto 5), dove il carico è intermedio, le variazioni possono essere insignificanti. Questi cambiamenti sono rappresentati nel diagramma vettoriale mostrato in Fig. 2c: il vettore BN1 si è allungato, il che significa che la tensione è aumentata; il vettore CN1 è diminuito - la tensione è diminuita; vettore AN] mostra un leggero aumento della tensione. Infine, è apparso un nuovo vettore NN1 (la cui lunghezza indica che è apparsa tensione tra il filo neutro del consumatore e la sorgente. In questo caso, dicono che si è verificato uno spostamento dello zero, il che è inaccettabile [1]. In termini di tempo, questo incidente può essere descritto come segue. Dopo che il filo neutro si rompe, la tensione nella fase con il carico minimo aumenta bruscamente e le lampadine insieme agli elettrodomestici inclusi in questa fase negli appartamenti si bruciano, il carico su questa fase diminuisce immediatamente, da questo diminuisce la distribuzione della tensione tra i le fasi cambiano bruscamente in peggio (Fig. .2,d). Ora la tensione sulla fase A (vettore AN]) è aumentata in modo significativo, e lì si bruciano le lampadine e tutti gli elettrodomestici, e la versione descritta dell'incidente si conclude con la tensione impostata sulle fasi B e A prossima a 380 V, e sulla fase C - circa 0 V (Fig. 2, d). Tutto questo avviene nel giro di pochi secondi. E ora qualche precisazione. Innanzitutto, l'incidente continuerà fino a quando non verrà ripristinato il contatto nel filo neutro. In secondo luogo, se si rompe il filo neutro, indicato in Fig. 2,a, l'incidente si verificherà solo negli appartamenti 4,5,6, i proprietari degli appartamenti 1,2,3 non saranno colpiti da questo incidente. In terzo luogo, non confondere l'interruzione del filo neutro di una rete trifase quando si verifica l'incidente sopra descritto e l'interruzione del filo neutro che fornisce tensione al tuo appartamento. In quest'ultimo caso, andrà persa solo la luce nel tuo appartamento (Fig. 3, a). È possibile prevenire un simile incidente? In una certa misura sì. I primi sintomi di un incidente imminente sono i lampi improvvisi di luminosità delle lampadine nel tuo appartamento o casa di campagna. Questo è un segno che il contatto è scarso nel filo neutro della rete trifase che alimenta il tuo edificio a più piani e nelle zone rurali una o più strade. È ora che chiami un elettricista. A proposito, nelle zone rurali, le lampadine possono anche lampeggiare a causa del lavoro della saldatura elettrica di un vicino, che non è associata a uno scarso contatto nel filo neutro, ma non lampeggiano: prima la luminosità diminuisce, quindi ritorna alla normalità. Sebbene, come dimostra la pratica, la saldatura elettrica possa provocare la perdita di contatto e se esso (il contatto) era precedentemente inaffidabile e si trovava nel filo neutro di una rete trifase, l'incidente è garantito. Se esaminate il quadro elettrico situato sulle scale del vostro edificio a più piani, vi convincerete che anche lì ci sono i presupposti per un incidente. Nella Fig. 3,6 l'autore ha disegnato quasi dal vero lo stato dei contatti dei quadri elettrici presenti sulle scale della casa in cui vive. I fili di alluminio del neutro e delle fasi su ciascun piano vengono tagliati e avvitati alle piastre di ferro. Le piastre si sono arrugginite nel tempo e i fili di alluminio, avendo plasticità, si sono appiattiti sotto la vite: la resistenza di contatto è aumentata. La corrente riscalda questi contatti e l'isolamento dei fili si carbonizza. Tutto ciò crea il presupposto per un incidente. Per garantire un contatto affidabile in questi punti, le viti di serraggio devono essere periodicamente serrate e le piastre devono essere lubrificate con grasso per prevenire la ruggine. Tutto questo dovrebbe essere fatto dagli elettricisti dell'ufficio immobiliare che servono la tua casa. Nelle zone rurali e nei cottage estivi, insomma, dove vengono utilizzate linee elettriche aeree, in caso di vento e temporale può verificarsi una rottura del filo neutro in una rete trifase. Questo è quando i fili vengono sopraffatti. I rami degli alberi che crescono vicino ai cavi svolgono un ruolo importante in questo. Con tale trabocco, il filo neutro molto spesso si brucia o si rompe. Come reagisce un determinato elettrodomestico a un incidente del genere? Considera questo sull'esempio di un incidente avvenuto a Troyeschina a Kiev. 1. L'unità di sistema del computer è stata spenta. Come già descritto in [2], il proprietario del computer pensa che premendo un pulsante sul pannello frontale dell'unità di sistema spegne il suo computer. Infatti lo mette in modalità standby e parte dell'alimentatore (PSU) continua a funzionare. A causa dell'aumento di tensione nell'alimentatore del modello LC-235ATX, il convertitore ausiliario ~220 V/=5 V si è bruciato e ha cortocircuitato la rete, per questo motivo i diodi del ponte si sono rotti e il termistore di spegnimento e il fusibile nel filtro di rete è bruciato. La scheda madre del computer rimane intatta. 2. Il monitor LG Studio Works e la TV SONY KV-G14Q1 erano in modalità standby. Il chip dell'alimentatore si è bruciato e ha cortocircuitato il raddrizzatore di rete, causando la rottura dei diodi del ponte e la bruciatura del resistore di spegnimento e del fusibile. 3. Il televisore Broksonic CTVG-5472 era in modalità standby. In questa modalità, la TV non è alimentata da un alimentatore a commutazione, ma da un raddrizzatore separato assemblato sulla base di un trasformatore ~220/=12 V. L'avvolgimento primario del trasformatore è bruciato, il fusibile non è bruciato. 4. Il videoregistratore AKAI era in modalità standby. L'alimentatore switching è bruciato. 5. Stampante a getto d'inchiostro HP. La stampante stessa era spenta, ma il suo alimentatore separato (situato all'esterno della stampante) LUCENT 3502V ~220 V/=30 V, 400 mA funzionava (era collegato alla rete), poiché non dispone di uno switch di rete. Il trasformatore è bruciato. 6. Frigorifero. Come sai, funziona periodicamente. Il suo compressore è acceso da un termostato ed è dotato di protezione contro il surriscaldamento del motore del compressore, che è ciò che ha salvato il frigorifero. 7. Radiotelefono Panasonic KX-SPP-58. L'alimentazione di base da un alimentatore separato ~220 V/=9 V, avviene tramite un trasformatore. L'avvolgimento primario del trasformatore è bruciato, il fusibile dell'alimentatore non è bruciato. Tutti gli elettrodomestici qui elencati sono stati danneggiati solo in un appartamento in cui si è verificata un'emergenza, e di appartamenti simili ce ne sono molti. Quale conclusione si può trarre analizzando i danni agli elettrodomestici? Il punto più debole era l'alimentazione. I fusibili convenzionali, che, a quanto pare, avrebbero dovuto proteggere le apparecchiature dalle grandi correnti derivanti da sbalzi di tensione, si sono rivelati impotenti. Possedendo inerzia, i fusibili si bruciano solo dopo che il microcircuito dell'alimentatore a impulsi è danneggiato (rotto) e questo cortocircuita il raddrizzatore di rete. Anche i varistori installati nell'alimentatore del computer non hanno protetto, poiché in base ai loro parametri e al loro scopo attenuano solo i picchi di tensione di breve durata [3]. Come puoi vedere, tutti gli elettrodomestici hanno molta paura di un aumento significativo della tensione e questo li porta a guastarsi. Ma come si comporta alle basse tensioni? La sottotensione è meno pericolosa per questo, poiché gli alimentatori a commutazione installati su televisori, computer, monitor, videoregistratori, ecc. vengono semplicemente spenti. Rimane pericoloso, forse, per i motori elettrici dei compressori installati nei frigoriferi, poiché i loro avvolgimenti possono bruciarsi. Esiste un mezzo tecnico di protezione contro le sovratensioni? Sì, esistono. Al giorno d'oggi, nei negozi di articoli elettrici sono comparsi molti dispositivi diversi per proteggere i consumatori dagli sbalzi di tensione. Uno di questi è l'interruttore automatico di protezione antinfortunistica AZA-5. Viene installato tra una presa di corrente e un consumatore di energia (ad esempio, un computer con periferiche). AZA-5 è in grado di spegnere automaticamente un carico fino a 1,1 kW in 0,04 s quando la tensione di alimentazione cambia bruscamente oltre i limiti stabiliti di ~160...~250 V. La macchina può funzionare in modalità automatica o manuale. Il consumo energetico in modalità standby è di 1 W. In un appartamento è possibile installare diverse macchine di questo tipo, una per ciascun gruppo di consumatori. Puoi realizzare tali dispositivi da solo. I loro schemi sono pubblicati, ad esempio, in [4]. Il dispositivo più semplice ed economico è offerto dall'autore di questo articolo. È vero, proteggerà la tua attrezzatura solo dalla tensione eccessiva (sopra V). Per produrlo, è necessario acquistare una prolunga di alimentazione e installare al suo interno un portafusibili e un soppressore bifacciale tipo 1,5KE350CA. Tale soppressore è sigillato all'interno della prolunga secondo lo schema riportato in Fig. 4.
La corrente massima consentita attraverso il soppressore è 5 A, quindi il fusibile deve essere inferiore a questo valore, ad esempio 4 o 3 A. Il suo principio di funzionamento è semplice: non appena l'ampiezza della tensione della rete supera ~350 V, che corrisponde al valore efficace di ~250 V, il soppressore si apre e il fusibile brucia. Per proteggere i computer è possibile acquistare anche gruppi di continuità UPS. Non solo proteggono i computer da picchi di tensione che superano gli standard stabiliti, ma li alimentano anche per qualche tempo in caso di interruzione di corrente; a questo scopo sono integrate delle batterie. Cosa fare se, tuttavia, si verifica un incidente e tutti gli elettrodomestici si bruciano? Prima di tutto, devi spegnere le luci e scollegare tutti gli elettrodomestici. Poi, se intendi difendere i tuoi diritti in tribunale, devi chiamare una squadra di emergenza energetica, che documenterà l'incidente. Non è consigliabile chiamare un elettricista dall'ufficio alloggi: è una parte interessata - molto probabilmente cercherà di nascondere le tracce dei suoi difetti, e dopo sarà difficile per te provare qualcosa. Successivamente è necessario presentare domanda scritta all'Ufficio per gli alloggi, indicando tutte le apparecchiature che non funzionano, in modo che una commissione dell'Ufficio per gli alloggi possa attestare tale elenco. La commissione, interessata a nascondere le tracce delle carenze dell'ufficio alloggi, potrebbe iniziare a farti domande non sostanziali, ad esempio: chi ti ha permesso di installare lavatrice e computer e perché hai porte di metallo? In ogni caso, sono obbligati a registrare la tua attrezzatura danneggiata (nome, modello) e a dare una risposta scritta alla tua richiesta, ma la loro risposta potrebbe essere strana e imprevedibile. Non colludere con la commissione, poiché ciò non porterà a nulla di buono. La loro colpa è che non sono stati in grado di fornirti un servizio di qualità, ad es. fornire elettricità di alta qualità. Pertanto potete anche rivolgervi alla vostra filiale locale della società per la tutela dei consumatori. Ti consiglieranno su come agire nella situazione attuale e ti forniranno aiuto pratico. È consigliabile che redigano un rapporto indicando quali apparecchiature hanno avuto guasti. Per realizzare un atto del genere, puoi coinvolgere anche i tuoi vicini, i quali, apponendo la loro firma (più persone), registreranno un elenco delle apparecchiature danneggiate. Successivamente rivolgersi ai negozi di riparazione di elettrodomestici (ma non privati sprovvisti di licenza) con la richiesta di riparazione, fornire una fattura e una relazione scritta (certificata da firma e sigillo bagnato) sui motivi del danno. Dopo aver riparato tutta l'attrezzatura, raccoglierai i documenti sopra menzionati, vale a dire: un certificato del team di ingegneria energetica di emergenza sulle cause dell'incidente; i suddetti atti di danneggiamento di specifici elettrodomestici presenti nel vostro appartamento; la risposta dell'ufficio alloggi alla tua domanda; fatture per la riparazione delle attrezzature in officina e conclusioni degli specialisti che hanno riparato tali attrezzature; Si consiglia di allegare un certificato del servizio meteorologico locale che attesti che non c'era nessun temporale in quel momento, stai intentando una causa contro l'ufficio alloggi per danni. I danni possono includere non solo il costo delle riparazioni, ma anche altri costi associati alla preparazione del processo. La società di tutela dei consumatori o gli avvocati ti aiuteranno a redigere una dichiarazione di reclamo. Coordina le tue azioni con i vicini che hanno sofferto come te e presenta immediatamente un reclamo in tribunale. Presentare un reclamo in tribunale per proprio conto e non in gruppo. Nei centri regionali (aree rurali) non ci sono uffici per l'edilizia abitativa, quindi si intenta una causa contro l'oblenergo, cioè agli ingegneri elettrici locali responsabili delle reti trifase che forniscono elettricità alle vostre case. Alcuni punti importanti: aree di responsabilità degli ingegneri energetici e degli uffici immobiliari. Gli ingegneri energetici sono responsabili della fornitura di energia al centralino della vostra casa (Fig. 2, a). L'ufficio immobiliare è responsabile dell'area dall'interruttore al contatore compreso: è qui che si verificano più spesso gli incidenti sopra descritti, ma può verificarsi anche una rottura del filo neutro sulla sezione trifase degli ingegneri elettrici. Il proprietario dell'appartamento è responsabile della zona dal contatore all'appartamento. Durante un temporale o un fulmine nella rete possono verificarsi anche forti picchi di tensione (6000 V o più). Naturalmente, gli elettrodomestici accesi in questo momento, in tutta la casa dove è acceso il carico, falliscono. Durante un temporale è necessario scollegare tutti gli elettrodomestici dalla rete elettrica, compresi i frigoriferi (togliere le spine dalle prese). Inutilmente non lasciare gli elettrodomestici collegati alla presa; è meglio acquistare una prolunga con interruttore e spegnerla, soprattutto quando si esce di casa, di notte e durante un temporale. letteratura:
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