Namų elektros tinkle nominali įtampa yra 230 voltų, tačiau realybėje ji nuolat nežymiai svyruoja. Retais, bet itin pavojingais atvejais ji gali staiga šoktelėti beveik iki 400 voltų ir per kelias sekundes sugadinti visus prijungtus prietaisus. Dažniausia tokio šuolio priežastis — nutrūkęs nulinis laidas.
Įtampos kontrolės relė yra apsauginis prietaisas, kuris tokiu atveju atjungia apkrovą anksčiau, nei įtampa spėja padaryti žalą. Toliau paaiškinama, kaip toks šuolis apskritai įmanomas ir kodėl įprasti kištukiniai apsaugai nuo jo dažnai negelbsti.
Kas yra nulinis laidas ir kodėl jis toks svarbus
Nulinis laidas — tai grįžtamasis elektros grandinės laidas, palaikantis pusiausvyrą tarp fazių ir užtikrinantis, kad kiekvienas prietaisas gautų stabilius 230 voltų. Trifaziame įvade prie jo „atsiremia” visos trys fazės, todėl jo vaidmuo lieka nepastebimas tol, kol viskas veikia sklandžiai.
Namuose apkrova tarp fazių beveik niekada nebūna vienoda: vienoje fazėje sukasi orkaitė, kitoje — vos kelios lemputės. Kol nulinis laidas veikia, jis šiuos skirtumus išlygina ir kiekviena fazė lieka ties saugiais 230 voltų. Nutrūkus nuliui, ši pusiausvyra dingsta akimirksniu, o fazių įtampos pradeda „šokinėti”.
Kaip nutrūkus nuliui įtampa pakyla iki 400 voltų
Nutrūkus nuliniam laidui, mažiau apkrautos fazės įtampa pakyla, o labiau apkrautos — nukrenta. Priklausomai nuo apkrovos skirtumo, įtampa vienoje grandinėje gali priartėti prie tarpfazinės vertės, o Lietuvos tinkle tai yra apie 400 voltų.
Tai reiškia, kad prietaisas, suprojektuotas 230 voltams, staiga gauna beveik dvigubai daugiau. Elektronika — televizoriai, kompiuteriai, šaldytuvų valdymo plokštės — tokios įtampos neatlaiko ir dažniausiai perdega. Klastingiausia tai, kad gedimas kyla ne dėl vartotojo klaidos, o dėl problemos tinkle ar įvade, kurios namuose neįmanoma pastebėti iš anksto. Žala dažnai paliečia iškart kelis prietaisus, nes visi jie prijungti prie to paties šoktelėjusio maitinimo.
Padidinta rizika būdinga senesnės statybos pastatams su susidėvėjusiais sujungimais, taip pat vietoms, kur derinamas aliuminio ir vario laidas — tokiose jungtyse ilgainiui susidaro korozija ir prastėja kontaktas. Ne mažiau svarbu, kad nulinio laido problema gali bręsti pamažu: kontaktas silpsta savaitėmis, o galutinis nutrūkimas įvyksta akimirksniu, dažnai įsijungus galingesniam prietaisui.
Kodėl kištukinė viršįtampio apsauga čia nepadeda
Įprasti kištukiniai viršįtampio apsaugai skirti trumpiems, staigiems impulsams, pavyzdžiui, žaibo sukeltiems. Jie „nukerpa” milisekundes trunkantį įtampos smaigalį, bet nėra pritaikyti ilgesniam, sekundes ar minutes trunkančiam padidintos įtampos režimui.
Nutrūkusio nulio sukelta 400 voltų įtampa nėra trumpas impulsas — ji laikosi tol, kol laidas nesutaisomas arba kol grandinė neatjungiama. Tokiu atveju kištukinis ribotuvas dažniausiai arba pats sudega, arba tiesiog nespėja apsaugoti prietaisų. Būtent todėl apsaugai nuo užsitęsusio įtampos nuokrypio reikalingas kito principo prietaisas.
Ką daro įtampos kontrolės relė
Šis prietaisas nuolat matuoja tinklo įtampą ir, jai peržengus nustatytą ribą, per sekundės dalis atjungia apkrovą nuo maitinimo. Kai įtampa grįžta į saugų intervalą, apkrova įjungiama atgal — dažniausiai su nustatoma delsa.
Būtent tuo įtampos kontrolės relė skiriasi nuo kištukinės apsaugos: ji reaguoja ir į per aukštą, ir į per žemą įtampą, todėl apsaugo ne tik nuo nulinio laido gedimo, bet ir nuo kitų nuokrypių. Pakartotinio įjungimo delsa svarbi tokiems prietaisams kaip šaldytuvai ar oro kondicionieriai — ji neleidžia kompresoriui pradėti darbo iškart po dingusio maitinimo, kai įtampa dar nestabili. Pagal standartą EN 50160, viešojo tinklo įtampa didžiąją laiko dalį turėtų išlikti ±10 % nuo nominalios, todėl relės ribos paprastai derinamos būtent apie šį intervalą.
DUK
Ar nulinio laido gedimas dažnas? Nedažnas, bet ne toks retas, kaip norėtųsi. Jis gali kilti dėl korozijos, prastos jungties skirstomajame skyde ar darbų tinkle ir beveik visada įvyksta be jokio įspėjimo.
Ar įtampos relę galima įrengti bute? Taip. Ji montuojama skirstomajame skyde ant DIN bėgelio ir apsaugo pasirinktas grandines. Konkretų modelį bei prijungimą turėtų parinkti kvalifikuotas elektrikas.
Ar relė pati ištaiso įtampą? Ne. Ji tik atjungia apkrovą, kai įtampa nesaugi, ir vėl įjungia, kai ji normali. Įtampai koreguoti naudojami stabilizatoriai.
Renkantis apsaugą namams verta įvertinti ne tik trumpus žaibo impulsus, bet ir ilgesnius įtampos nuokrypius — būtent jie padaro daugiausiai žalos ir dažniausiai lieka nepastebėti iki pat gedimo.