Сквозная нейтраль ибп что это
Как просто cделать "сквозную нейтраль" для подключения к ИБП (UPS) фазозависимого газового котла.
г. Новосибирск
02 декабря 2012 года
Инновационная компания "A-electronica"
ИК "A-electronica" производит высокотехнологичные источники бесперебойного питания (ИБП, UPS) длительного резерва с формой выходного напряжения чистая синусоида нового придуманного нами типа " online-offline ".
Пользователь может выбирать режим работы ИБП или online или offline.
Многие модели газовых котлов ( gas boiler ) требуют для работы подключения к нейтральному проводу ( neutral wire ) сети 220В (N).
Все ИБП производимые ИК "A-electronica" можно использовать и для подключения фазозависимого оборудования.
В режиме offline :
Нужно отсоединить проводник "фаза" (L) от колодки газового котла и определить (с помощью пробника фазы) в режиме ИБП "Работа от сети" положение вилки в розетке при котором на этом проводнике "фаза".
Создать "сквозную нейтраль" - соединить нейтраль (N) входа 220В газового котла и нейтраль (N) входной для ИБП сети 220В. Обеспечить при дальнейшей эксплуатации невозможность переворачивания вилки входа ИБП в розетке сети 220В и вилки газового котла в выходной розетке ИБП (например, сделав дополнительные отверстия в этих розетках, а на вилках установить длиные винты входящие в эти отверстия).
В режиме online :
Создать "сквозную нейтраль" - соединить нейтраль (N) входа 220В газового котла и нейтраль (N) входной для ИБП сети 220В.
В этом режиме работы ИБП положение вилок в розетках любое, не влияет на результат.
Отсутствие изначальной жёсткой сквозной нейтрали в ИБП позволяет расширить область его применения.
Наши устройства позволяют реализовать разнообразные схемы подключения нагрузки.
Выход внутреннего инвертора развязан, есть фазовая синхронизация с сетью 220В, алгоритм коммутаций программируется пользователем, тайминги обеспечивают безопасную работу подключаемого оборудования.
Большинство ИБП продаваемых на рынке не имеют этих отличий, не допускают простого подключения нейтрали с входа на выход, требуют для организации "сквозной нейтрали" разделительного трансформатора
(а это 50Гц монстр соизмеримый с ИБП по размерам и цене, да и выбрать тип, изготовить конструкцию продавцы и изготовители предлагают самому покупателю).
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.
Сейчас можно найти огромное количество информации про ИБП для котлов. Однако, вся она довольно противоречива и не способна помочь человеку. В этой статье мы пойдем другим путем и предоставим объективные и исчерпывающие данные о наиболее востребованных ИБП для котлов.
Основные типы ИБП
- Линейный. Самый простой ИБП. Он не имеет функции стабилизации напряжения и поэтому для котла практически не используется.
- Линейно-интерактивный (или лайн-интерактивный). Этот ИБП снабжен функцией стабилизации напряжения, позволяющей до определенного значения выдавать на выходе напряжение примерно 220В (+/- 10%). Как правило, в комплекте с ИБП применяется аккумулятор, с помощью которого на определенное время обеспечивается автономное функционирование ИБП, если отсутствует внешнее электроснабжение.
Данный ИБП может работать почти со всеми твердотопливными котлами. Но, для множества газовых котлов он не подходит, т.к. у него есть время переключения на аккумулятор - 3-50 миллисекунд. Это время срабатывания переключателя на работу от батареи при отключении внешнего энергоснабжени
Лайн-интерактивный ИБП не рекомендуется применять в котлах Vaillant, Baxi, Buderus и других дорогих котлах, поскольку контроллер газового котла может выйти из строя, если в момент отключения электроснабжения он будет опрашивать свои датчики. - Онлайн (или с двойным преобразователем) ИБП. Является самым распространенным типом ИБП, поскольку независим от внешней электрической сети. Для обеспечения непрерывного электроснабжения к ИБП подключается аккумулятор. Однако, он используется несколько в другом качестве, чем в линейно-интерактивных моделях. Энергия в онлайн ИБП поступает именно от аккумуляторных батарей, которые заряжаются от внешней электросети.
В онлайн ИБП, кроме стабилизации напряжения, выполняется преобразование входного переменного напряжения в постоянное, а также обратное преобразование постоянного напряжения в переменное на выходе, равное 220В. Такие сложные операции требуются для непрерывного (исключающего отключения и переключения) выходного переменного напряжения 220В с т.н. «чистой синусоидой» (так называется форма сигнала напряжения). Таким образом, оборудование, которое будет подключено к онлайн ИБП, не ощутит колебаний в электросети в момент отключении внешнего энергоснабжения.
Стоит отметить, что форма выходного сигнала ИБП имеет очень большое значение. Лучше чтобы была чистая синусоида (как в онлайн ИБП), а не аппроксимированная, поскольку циркуляционные насосы, гоняющие теплоноситель по отопительной системе, со временем ломаются именно из-за такой формы сигнала напряжения.
Аккумуляторы для ИБП
Самые востребованные аккумуляторы для ИБП - тяговые и автомобильные. Тяговые аккумуляторы предназначаются для работы с ИБП. Их реальный срок работы - 5-7 лет. Хотя производители заявляют 5-12 лет. Максимальный срок эксплуатации показывают только оригинальные немецкие модели. Однако, из-за слишком высокой цены их использование сведено к минимуму. Вообще, цена - это главный минус тяговых аккумуляторов (автомобильные дешевле).
Эксплуатационный срок автомобильных аккумуляторов, работающих с ИБП, в большинстве случаев составляет 1 год. При этом, их лучше не размещать в жилых помещениях, т.к. они выделяют испарения.
Основным фактором, влияющим на эффективность работы аккумуляторов для ИБП, является температура окружающей среды. Она должна быть от +15 до +20°С. Если температура будет выше 25°С, срок «жизни» аккумулятора значительно сократится. При более высокой температуре потери станут огромными. Использование батареи при отрицательной температуре (особенно ниже 15°С) приведет к снижению ее емкости на время «холода».
Также необходимо использовать «тренировочные» циклы заряда-разряда аккумуляторов, которые помогают замедлить потерю их емкости (показатель, обозначающий продолжительность функционирования ИБП от аккумулятора). Однако, со временем у любого аккумулятора происходит снижение емкостных характеристик.
Что нужно учитывать при выборе ИБП для котла
- ИБП должен работать от внешнего аккумулятора, поскольку модель с внутренним аккумулятором, при работе в полную нагрузку, будет работать не дольше 5 минут. В данном случае нам требуется более продолжительное автономное функционирование.
- Тип работы (или топология) - линейно-интерактивный либо онлайн. Выбор завист от параметров котла.
- Определившись с топологией, следует провести сравнение ИБП исходя технических характеристик котла, особенностей электрических сетей (к примеру длительность и частота отключений) и соотношения качество-цена.
Сравнение ИБП лайн-интерактивного типа.
Среди главных требований к ИБП подобного типа можно выделить следующие:
- работа от внешних батарей;
- зарядный ток;
- наличие чистой синусоиды;
- диапазон напряжения на входе;
- время перехода на функционирование от батареи.
Наличие сквозной нейтрали можно считать дополнительным преимуществом. Однако, это не ключевая характеристика.
Комментарий
Сквозная нейтраль - это когда на выходной розетке (предназначена для подключения котла) и вилке ИБП одно отверстие розетки и одна ножка вилки всегда фаза, а другая нейтраль (к тому же, требуется правильно подключить ИБП к электрической сети и симметрично подключить котел). Практически каждый ИБП можно прозвонить обычным тестером ИБП (естественно в выключенном состоянии). Для этого один конец устройства следует присоединить к одной ножке вилки, а другой воткнуть в выходную розетку. Звонится только нейтраль, поэтому ее и называют «сквозной». В случае отсутствия сквозной нейтрали фазозависимые котлы уходят в ошибку и прекращают работать.
Здесь пойдёт сравнение передовых технологий в источниках бесперебойного питания и будет произведён обзор онлайн ИБП, которые можно приобрести здесь по низким ценам.
Прежде чем приступить к анализу ИБП с двойным преобразователем, необходимо обратить внимание на их мощность. Сегодня наиболее востребованная мощность ИБП подобного типа работы (и практически всегда ее достаточно) - 1000ВА/800Вт. Такой мощности с избытком хватает для котла (который в среднем потребляет 120-150Вт), а также нескольких циркуляционных насосов (потребляемая мощность 150-400Вт). Важно не путать их с насосами для скважины, т.к. у них большие пусковые токи (при запуске такие насосы потребляют в несколько раз больше мощности от указанного номинала).
Для ИБП 1000ВА не рекомендуется подключение холодильников, скважинных насосов и другого оборудования с электродвигателями, поскольку для них требуются ИБП большей мощности, стоимость которых значительно выше. Стоит отметить, что если в ИБП технологии онлайн имеется сквозная нейтраль, то они сполна удовлетворяют требованиям газовых и других типов котлов.
Таким образом, наиболее актуальным будет сравнение ИБП с двойным преобразователем мощностью 1000ВА/800Вт. Самыми популярными ИБП онлайн для котла являются:
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: