Сквозная нейтраль ибп что это
Ошибка в выборе топологии ИБП для питания и защиты Вашей аппаратуры может привести к поломке как ИБП, так и самой аппаратуры. Ниже мы объясним почему.
Источники бесперебойного питания (ИБП) различаются по топологии OFF-Line (резервные), Line-Interactive (линейно-интерактивные) и On-Line (двойное преобразование). Каждый вид используется исходя из требований к защите и надежности, характеристик защищаемого оборудования и статистики стабильности сети.
Главное заблуждение - ВСЕ ИБП не исправляют значение частоты входного напряжения. К примеру, с генератора пришло 47 Гц - на выходе так же будет 47 Гц.
OFF-Line ИБП (резервные)
Название Off-line говорит о принципе работы: в штатном состоянии внешней питающей сети, когда напряжение есть и оно укладывается в параметр "диапазон по входному напряжению", который для каждой модели ИБП свой, инвертор Off-line бесперебойника выключен, а "мозги" только следят за состоянием сети и подзаряжают батарею. Как только "мозги" получают сигнал о аварии на линии, РЕЛЕ переключает нагрузку на питание от батареи через инвертор. Питание в сети появилось - ИБП переключил реле и перешел в ждущий режим, параллельно заряжая батарею и готовя ее к следующему отключению.
- в режиме питания от сети на пути со входа на выход ИБП стоит только РЕЛЕ - потерь напряжения на нем нет, может выдерживать большие перегрузки;
- в режиме питания от батарей мощность определяется мощностью инвертора и того же РЕЛЕ;
- Второе преимущество - экономичность. В ждущем режиме потребляет энергию только на работу платы управления и подзаряд АКБ.
- Третье - бесшумность, т.к. тепловой режим самый благоприятный, если установлен вентилятор, он включается только в режиме работы от АКБ, остальное время не работает.
- Четвертое - стоимость. Меньше деталей - меньше цена!
- Off-Line ИБП не корректируют (стабилизируют) уровень входного напряжения, форму напряжения и частоту, (это не их задача);
- неполная фильтрация напряжения сети от вч помех и выбросов;
- помехи и искажения, генерируемые нагрузкой, пропускаются обратно в сеть;
- время перехода с режима на режим: – 4-20 мс, т.е. есть провал в питании нагрузки, (зависит от модели и мощности);
- Off-Line ИБП выпускаются с аппроксимированным синусом и с чистым синусом. Это важно! Для питания и защиты ПК подходит аппроксимированный синус, представляющий собой столбики вместо синусойды, а для питания насосов, электромоторов, освещения, линейных блоков питания необходим только чистый синус. Этот параметр справедлив только для режима питание от батарей! т.к. остальное время что ИБП транслирует напряжение с входа на выход без изменений.
- Важно знать диапазон по входному напряжению и сопоставить эти значения с данными Вашей сети, в противном случае ИБП будет слишком часто переключаться на работу от батарей. Как решение этой проблеммы можно установить перед ИБП хороший стабилизатор напряжения.
- В случае варианта ИБП с внешними АКБ важно сопоставить ток заряда и номинальный ток заряда применяемой АКБ.
Line-Interactiv ИБП (линейно - интерактивные)
Название "интерактивные" говорит о том, что ИБП такого класса не просто стоят в ждущем режиме, как Офф-лайны, а еще и контролируют величину напряжения в в входной сети. В случае, если напряжение понизилось или повысилось в работу вступает стабилизатор напряжения. В остальном принцип работы интерактивных ИБП полностью идентичен резервным. Хорошо это или плохо, рассмотрим в отдельной статье - недостатки линейно-интерактивных ИБП.
Источники бесперебойного питания (ИБП) для газовых котлов отопления, к сожалению, до сих пор являются востребованными устройствами, так как перебои в электроснабжении, особенно за городом, бывают достаточно часто. В зимнее время года это, мягко говоря, доставляет некоторые неудобства, хотя медики и говорят о пользе закаливания. А уж замена лопнувших труб отопления мало кому доставит наслаждение.
На рынке предлагается большой ассортимент как ИБП, так и отдельных инверторов (преобразователей) напряжения для автономного питания котлов. Однако "не все они одинаково полезны", а некоторые вообще могут испортить котел.
Чтобы грамотно выбрать подходящее оборудование для автономного питания котла, необходимо учитывать следующее:
1. Чистый синус. Необходимая форма выходного сигнала инвертора - чистая синусоида. Не соглашайтесь ни на какие "модифицированные" или "аппроксимированные" синусоиды. Как входящие в состав газового котла, так и отдельные насосы не любят ничего, кроме "чистого синуса"! Не верьте, если в интернете вы найдете рассказы про удачные попытки использования преобразователей напряжения с "модифицированным синусом" для питания насосов. Да, некоторые из них будут работать, но недолго, и при этом КПД будет очень низким.
Большинство ИБП, используемых для питания компьютеров, имеют на выходе модифицированный синус - следовательно, непригодны для работы с котлами.
2. Сквозная нейтраль. Это условие обязательно для фазозависимых котлов, например, популярных BAXI. Фазозависимые котлы отличаются тем, что их датчик пламени (газ-контроль) корректно работает только при определенном положении вилки питания 220 В.
В описаниях ИБП про "сквозную нейтраль" указывают редко, но даже если и говорят о её наличии, то часто ошибочно. В результате вы можете приобрести дорогой ИБП, который продавцы рекламировали, как подходящий для любых котлов, но конкретно ваш котел с этим ИБП работать не захочет. Самостоятельно сделать "сквозную нейтраль" достаточно просто, но для этого потребуется вскрывать ИБП, что влечет потерю гарантии.
Принцип действия "сквозной нейтрали" в ИБП, показан на рис.1:
Рис.1. Создание "сквозной нейтрали" в ИБП
Как известно, нейтраль сетевого провода заземлена на подстанции, а котел заземляется через вилку питания или отдельным проводом. Датчик газ-контроля работает по принципу замера проводимости между электродом, находящимся в пламени горелки, и "землей". При переключении выхода ИБП на питание от аккумулятора-инвертора происходит обрыв заземления нейтрали, в результате чего датчик газ-контроль котла не работает. Чтобы сохранить "сквозную нейтраль", необходимо сделать перемычку внутри ИБП, показанную на рис.1 красным цветом.
Если вскрывать ИБП нельзя, то добавить "сквозную нейтраль" можно и без его вскрытия, но для этого потребуется разделительный трансформатор, то есть дополнительные капиталовложения, чего никто из нас, конечно же, не любит - рис.2.
Рис.2. Создание "сквозной нейтрали" с помощью разделительного трансформатора
Важное замечание: если просто замкнуть нейтраль в обход ИБП без разделительного транформатора, то при перевертывании вилки сетевого провода произойдет короткое замыкание! Но если вы всё-таки рискнете пойти по этому недопустимому с точки зрения техники безопасности пути ("если очень хочется, то можно"), обязательно предусмотрите какие-нибудь хитрые уловки для избежания переполюсовки вилки питания ИБП.
3. Время переключения. Время переключения ИБП на работу от аккумулятора при пропадании сетевого напряжения обычно составляет 5-10 мсек, что не прерывает работу котлов. При большем времени перехода на резервное питание возможен сбой котла, но для большинства котлов это некритично, просто пройдет перезапуск котла. Однако в любом случае, следует отдавать предпочтение моделям ИБП с минимальным временем переключения.
4. Ток холостого хода при работе от аккумулятора. Эту характеристику изготовители ИБП, вероятно, из скромности, редко указывают в техническом описании. А между тем, мощность холостого хода у некоторых ИБП доходит до 50Вт! Обычно газовый котел в среднем потребляет 70-130Вт и добавка еще 50Вт заметно сократит время автономной работы от аккумулятора. Например, ток холостого хода от аккумулятора 12В у ИБП Sven Reserve Home 1000 составляет 4А, а у ИБПС-12-1000 (производитель ООО «Сибконтакт», г. Новосибирск) в два раза меньше - 2А.
Однако и 2 ампера на холостом ходу тоже немало. По мощности это составляет 12х2=24Вт, которые тратятся впустую. Поэтому в целях увеличения времени автономной работы котла от аккумулятора стоит приглядеться к использованию отдельного инвертора. Например, инвертор с чистым синусом, аналогичный двум указанным выше по мощности, ИС3-12-600 фирмы «Сибконтакт» потребляет на холостом ходу 0,8А (мощность 12х0,8=9,6Вт). Если же вы планируете использовать инвертор исключительно для питания котла и 2-3 энергосберегающих лампочек, то вполне достаточно модели ИС2-12-300 с током холостого хода всего 0,3А (мощность 12х0,3=3,6Вт). Почувствуйте разницу!
5. Инвертор вместо ИБП. Вариант использования отдельного инвертора вместо ИБП предпочтителен, если не требуется автоматическое переключение на резервное питание при пропадании сетевого напряжения. Правда, вам придется дополнительно приобрести зарядное устройство для аккумулятора, но все равно этот вариант дешевле, чем ИБП, а главное, вы получите солидную "экономию энергоресурсов" аккумулятора.
Единственный нюанс, который следует помнить при использовании отдельного инвертора - это опять же, "сквозная нейтраль" при включении фазозависимого котла (BAXI и аналогичные). В этом случае необходимо обеспечить связь корпуса котла с одним из проводов выхода инвертора 220В - рис.3. Какой из проводов следует соединить с корпусом, определяется опытным путем по работе датчика пламени. И не забывайте, что для фазозависимых котлов нельзя менять выбранное положение вилки сетевого питания.
Рис.3. Подключение фазозависимого котла к инвертору напряжения
В следующих статьях подробно рассмотрим плюсы и минусы использования в ИБП разных типов аккумуляторов (автомобильные WET, гелевые GEL и AGM) и особенности зарядных устройств к ним.
Сквозная нейтраль, возможно, самая опасная вещь в бытовых системах ИБП.
Рассказываем доступным языком - как обезопасить себя и семью.
Подключение системы бесперебойного питания к уже существующим системам энергоснабжения требует аккуратности даже для маломощных систем ИБП для котла, не говоря уже о системах с мощностями 30-200кВА для автономии всего дома или целого промышленного здания (например ИБП для коттеджа с силовыми модулями).
Разводка от щита
Разводка от щита - самая важная часть на первом этапе работы. При подключении трехфазной сети необходимо последовательно довести все фазы (L1, L2 или L3) к каждому силовому фрейму (если их больше одного) и вернуть обратно на щит. Отдельно проводятся провода для нейтрали на вход и нейтрали на выход, если электрики старой закалки утверждают, что нейтраль в ИБП всего одна - гоните такого электрика от систем ИБП. Сквозные нейтрали встречались на очень небольшом количестве маломощных ИБП и никогда не используются на профессиональном оборудовании (об этом дальше), в отличии от защитного проводника или "земли" (PE), который является общим для входа, выхода и защиты корпуса ИБП.
Разводка от щита
Самая глупая ошибка - доверить разводку от щита до ИБП кому-то другому.
Как в условиях свободного рынка собираются щиты?
Так исторически сложилось, что проектировщики и электрики это разные люди. Проектировщики знают типы систем, знают Правила устройства электроустановок (ПУЭ), умеют работать с программами разработки схем, но, как правило не умеют красиво тянуть проводку и не работают на реальных объектах. Местные электрики умеют красиво тянуть провода, монтировать щиты, иногда бурить стены для кабель-каналов, но не считают необходимым строго следовать ПУЭ и, как правило, заказывают разработку схем у хороших проектировщиков, не особо вникая в логику расположения и функционала каждого элемента такой схемы.
В реалиях 2019 года для двухэтажного коттеджа средняя стоимость разработки схемы у проектировщика 6-10 тысяч рублей (при условии, что электрик правильно посчитал и указал мощности всех групп потребителей с их типом), дальше начинается работа по монтажу щита (~30-50 тысяч рублей) и разводка по этажам и группам (80-130 тысяч рублей).
В сухом остатке электрика двухэтажного загородного дома обойдётся заказчику "под ключ" около 116-190 тысяч рублей (2000-3000$), не считая материалов (провода, автоматы, УЗО, клеммники, шины).
Такие схемы практически никогда не содержат точку подключения ИБП, поэтому при остаётся только гадать в каком именно месте схемы подключился электрик, на любые вопросы по существу схемы (особенно по земле и нейтрали) будет ответ - смотрите схему, мы всё по схеме делали!
Контроль схемы
Очень малое количество электриков может уверенно оперировать терминологией схем подключения, в отличии от Европы и США на практике в российских реалиях практически никогда не используется схема TN-C-S (ведь 5 проводов к каждому объекту вести слишком дорого), вместо неё почти повсеместно используется схема TN-C (4 провода к объекту), где идут три фазы, а четвёртый провод (PEN) представляет собой объединение рабочего нулевого проводника (нейтрали) и защитного проводника.
Если при этом вам для подключения ИБП выведен провод из 5 жил, не обольщайтесь, это не TN-C-S, а TN-C, где провод нейтрали и земли по сути является одним и тем же проводом с одной и той же шины.
Не доверять заказчику
Зачастую владельцы домов выдают желаемое за действительное, если клиент говорит, что у него есть контур заземления на весь дом, то это не означает, что у него есть реальный контур, а также что он подсоединён к центральному щиту. Любые допущения требуют проверок. К сожалению, очень часто стали попадаться контура-обманки, контура с недостаточными характеристиками, или контура, потерявшие свои свойства из-за серьезного изменения ландшафта самим владельцем (раскисление почв, осушение участков и т.д.).
Также встречается мнение, что если газовый котёл работает, значит своя земля в доме есть. Она неверна. Котел может прекрасно работать используя входной проводник PEN, большинство котлов в РФ так и делают, при этом общая система в доме всё еще TN-C,а не ТТ.
Защита от перенапряжений
В век цифровых технологий не иметь в доме банального электронного реле защиты по напряжению (а лучше по напряжению и току) кажется нелогичным, но тем не менее до сих пор схемы щитов от древних проектировщиков и электриков не содержат возможности подключения даже столь простых и полезных устройств, не говоря уже о подключениях ИБП.
Помимо устаревшего реле напряжений Меандр на рынке появилось огромное количество микропроцессорных устройств с быстрой реакцией, а также системой задержки повторного включения. Наиболее популярные из них - украинский Digitop VA-40 (для дома достаточно Digitop VA-32), а также ленинградский Барьер Люкс 63А (имеет переключение по току от 16 до 63 ампер).
Вольт-амперное защитное реле имеет точки срабатывания и по напряжению, и по току, а также широкий диапазон входных напряжений для работы платы управления, поэтому успевает отключить защищаемое оборудование от питания опасным напряжением быстрее любой аналоговой системы.
Типичный вопрос электрику: Что будет при отгорании "нуля" на входе в дом с трехфазной сетью? Типичный ответ: "Сгорит все оборудование подключенное к фазам."
При использовании защитных реле - не сгорит ничего из оборудования! Остаётся вопрос - почему их не ставят, а ответ - электрики старой закалки не знают о них или не хотят менять привычный уклад, а отгорание общего "нуля" считают независящей от них ситуацией. Хотя необходимо заметить, что многие из них используют относительно в качестве грубой защиты от такой ситуации УЗО на входе на ток утечки 100-300мА, при этом суть этой защиты могут объяснить лишь единицы, поэтому заказчику не разъясняется, что 4-полюсное УЗО на входе (3-фазы+нейтраль) не заменяет индивидуальную защиту на приборы с использованием диф-автоматов или УЗО на безопасный для человека ток утечки 20-30мА.
Самое страшное при использовании 4-хполюсного УЗО это принципиальное нарушение ПУЭ по Заземлению, ведь отрубание фаз и нейтрального проводника на входе в дом не уберёт опасное напряжение на выхода с ИБП и человека может ударить током уже от ИБП.
Как описано выше, ИБП технологии онлайн полностью удовлетворяют всем требованиям газовых и прочих котлов (при условии у них наличии сквозной нейтрали (фазозависимые) – для недешевых котлов).
Если у Вас котёл, например, твёрдотопливный, для которого время переключения электричества не критично, на несколько десятков миллисекунд и циркуляционных насосов всего 1-2 штуки, то Вам больше подойдёт более бюджетный вариант бесперебойника. Это Вы можете прочитать в обзоре лучших ИБП для котла. Line-interactive .
Кратко о сквозной нейтрали – подразумевается что на вилке и на выходной розетки ИБП (куда подключается котел), ВСЕГДА одна ножка вилки и одно «отверстие» выходной розетки ИБП - фаза, а другая нейтраль (и НЕОБХОДИМО правильно подключить ИБП к Вашей электросети и симметрично подключить котел). В большинство ИБП можно просто прозвонить обычным тестером (конечно в выключенном состоянии), один конец тестера присоединяете к одной из ножек вилки а второй втыкаете в выходную розетку ИБП – звонится только нейтраль (поэтому она и называется «сквозной». В интернете можно найти много статей посвященных этой теме (введите в поиск: фазировка ИБП, сквозная нейтраль ИБП и т.п.).
При отсутствии сквозной нейтрали котлы (фазозависимые уходят в ошибку перестают работать).
Самая популярная и в 95% случаев, достаточная мощность для бесперебойника технологии онлайн – 1000ВА / 800Вт, ее более чем достаточно для котла (потребляемая мощность которого в среднем 120 - 150 Вт) и несколько циркуляционных насосов (150 - 400 Вт), необходимо не путать со скважинными насосами (у них большие пусковые токи и в момент запуска потребляют в 3-6 раз больше от номинала мощности указанной на нем). Для ИБП мощностью 1000ВА – лучше не подключать скважинные насосы, холодильники, и прочее оборудование включающее в себя электродвигатели (для них необходимы более мощные ИБП и значительно более дорогие).
В итоге наиболее востребованным будет проведения сравнения ИБП технологии онлайн мощностью 1000ВА/800Вт.
ИБП для фазозависимых котлов отопления
Все котлы отопления можно разделить на две группы: фазозависимые — для работы котла требуется правильно подключённые фаза и нейтраль (ноль) и на фазонезависимые — котёл отопления нормально функционирует не зависимо от того, где в розетке находится фаза и нейтраль. Как правило, нужный порядок подключения фазы и нуля требуют газовые котлы отопления.
Первое, что требуется — определить при подключении ИБП к электрической сети, где в розетке фаза и нейтраль. Они находятся с помощью тестера. При нахождении фазы индикатор у тестера светится, нейтраль (ноль) индикатор не светится. При подсоединении к земле, индикатор у тестера так же не должен гореть. На выходе ИБП тоже требуется определить, где фаза, а где нейтраль, их можно найти опытным путём. Подсоединили вилку к выходной розетке ИБП, котёл заработал? Значит правильно определены фаза и ноль. Если котёл не заработал, переверните вилку котла в ИБП на 180 градусов, поменяв местами фазу и нейтраль.
Если вы подключаете котёл отопления и насосную группу через провод, идущий от ИБП, то, обычно, фаза — коричневый провод, синий — нейтраль, жёлто-зелёный — земля. Бывают и другие комбинации: чёрный — фаза, белый — нейтраль или белый — фаза, синий — нейтраль.
ИБП для компьютеров не подходят для питания котлов отопления, так как у них не выражена фаза и нейтраль. Источники бесперебойного питания фирм Inelt, N-Power, CyberPower, Скат, Teplocom, ДПК и ДПТ имеют на выходе чётко выраженные фазу и нейтраль.
Все ИБП для котлов можно разделить на две группы: разрывающие нейтраль при режиме работы от аккумуляторных батарей и сохраняющие нейтраль в режимах питания и от сети, и от аккумуляторов. Не рвут нейтраль все нижеперечисленные аппараты. ИБП Intelligent 500 LT2 и 1000LT2 фирмы Inelt. Модели ДПТ мощностью от 6 кВА. Источник бесперебойного питания Скат 1000 ВА исполнения Т. ИБП фирмы N-Power модели Mega-Vision, Pro-Vision Black и Pro-Vision Black M поставляемые на рынок, начиная с февраля 2013 года.
Что определяет разрыв нейтрали во время работы источника бесперебойного питания от аккумуляторов? Когда электропитание в сети прекращается, ИБП начинает работать от подключённых батарей, в этот момент внешняя сеть отключается специальным реле, происходит разрыв нейтрали и фазы. Но некоторые производители в своих аппаратах устанавливают специальную перемычку, глухо соединяющую нейтраль, у таких аппаратов ноль сохраняется не разомкнутым. Далеко не всем котлам требуется постоянно подведённая нейтраль, но если данное условие есть у производителя котла отопления, оно должно быть выполнено, иначе котёл будет работать некорректно.
Если вам требуется постоянное наличие нейтрали (нуля), а в ИБП данная опция не реализована, то решить этот вопрос можно несколькими путями. Первое — установить перемычку, замыкающую нейтраль, в обход реле в самом аппарате. Второе — соединить нейтраль в распределительном электрическом щите и в котле в обход ИБП через разделительный трансформатор, но в этом случае должна быть гарантия, что никто не перевернёт вилку ИБП и котла в электрической розетке, иначе произойдёт короткое замыкания, со всеми вытекающими последствиями. И третий вариант — соединить в электрическом щите землю с нейтралью. Все работы, связанные с обеспечением постоянно коммутации нейтрали, должны выполняться специалистами.
Есть одна общераспространённая ошибка пользователя, моделирующего работу ИБП при прекращении электроснабжения: отключение ИБП от розетки для проверки его работоспособности, при этом котлы часто перестают работать, так как разрывается земля и нейтраль, а многим котлам требуется постоянное подсоединение земли или нейтрали. Чтобы проверить, как работает ваш ИБП от аккумуляторов, нужно выключать автомат на линии, питающей источник питания, а не вынимать вилку из розетки.
Читайте также: