Accident dans le réseau électrique de l'appartement : causes et conséquences. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Protection des équipements contre le fonctionnement d'urgence du réseau, alimentations sans interruption

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Tout le monde sait que la tension dans nos appartements est de ~220 V, et ils savent aussi que le soir la tension diminue, comme l'indiquent les ampoules (elles ne brillent pas aussi fort). Cependant, seuls les électriciens savent peut-être que la tension dans le même réseau électrique peut augmenter fortement, jusqu'à ~380 V. Il s'agit déjà d'une situation d'urgence, et ses conséquences sont graves : les ampoules des appartements grillent instantanément et tous les appareils électroménagers connectés au réseau à ce moment-là tombent en panne.

Que faire dans une telle situation, pourquoi cela se produit-il et comment l'éviter ? C’est ce dont discutera cet article.

Nos immeubles à plusieurs étages sont alimentés par un réseau triphasé. Un transformateur haute tension triphasé, placé à proximité des maisons, abaisse la haute tension, généralement de ~10 kV à ~220 V. Les trois enroulements secondaires du transformateur d'alimentation sont connectés en étoile (Fig. 1), il en résulte trois phases, désignées dans les schémas par les lettres latines A, B, C, et un fil commun N, appelé zéro.

La tension ~220 V entre le fil neutre et n'importe quelle phase est appelée tension de phase, et c'est celle qui est destinée à être fournie à nos appartements. La tension entre phases est d'environ 380 V et est appelée tension de ligne. Un câble à quatre conducteurs alimente trois phases et un neutre depuis le transformateur jusqu'au panneau électrique de la maison, généralement situé au sous-sol, et de là, il est acheminé à travers les panneaux électriques des escaliers (Fig. 2, a et Fig. 3, a). Ce circuit d'alimentation est appelé 4 fils. Depuis les tableaux électriques des escaliers, des fils à 2 fils dérivent le neutre et la phase, c'est-à-dire ~220 V, pour chaque appartement (Fig. 2, a).

(cliquez pour agrandir)

Les électriciens s'efforcent de charger chaque phase de manière uniforme, car cela crée des conditions favorables au fonctionnement d'un transformateur triphasé (un équilibre magnétique y est établi et il ne surchauffe pas), et dans le fil neutre, avec des charges de phase absolument égales, le courant est zéro. Pour cette raison, dans les câbles d'alimentation à 4 conducteurs, le fil neutre est constitué d'une section plus petite [1]. Les électriciens allument le même nombre d’appartements à chaque phase dans l’espoir qu’ils consomment la même énergie. Cependant, cela ne peut pas être réalisé, donc un certain courant circule toujours dans le fil neutre, mais cela n'a pas d'importance, le réseau triphasé fonctionne normalement. Son travail peut être représenté par trois vecteurs A, B, C (Fig. 2,b), la longueur de chacun d'eux, sur une échelle, est égale à ~220 V, et chaque phase est en retard de 120° sur la voisine. .

Dans quels cas la tension dans les appartements peut-elle fortement augmenter ? Une situation d'urgence se produit lorsque le fil neutre d'un réseau triphasé se casse (sur la Fig. 2, a - perte de contact dans la « pince »). Dans ce cas, les tensions dans les appartements 4, 5, 6 changeront radicalement. Dans certains appartements, la tension augmentera, dans d'autres elle diminuera, tout dépend du rapport des charges au moment de l'accident. Dans la phase B (Fig. 2a, quart 4), où la charge est minimale, la tension va augmenter, et dans la phase C (quart 6), où la charge est maximale, la tension va diminuer. Dans la phase A (trimestre 5), où la charge est intermédiaire, les changements peuvent être insignifiants. Ces changements sont représentés dans le diagramme vectoriel illustré sur la figure 2c : le vecteur BN1 s'est allongé, ce qui signifie que la tension a augmenté ; le vecteur CN1 a diminué - la tension a diminué ; vecteur AN] montre une légère augmentation de la tension. Enfin, un nouveau vecteur NN1 est apparu (dont la longueur indique qu'une tension est apparue entre le fil neutre du consommateur et la source. Dans ce cas, on dit qu'un décalage de zéro s'est produit, ce qui est inacceptable [1].

En termes de temps, cet accident peut être décrit comme suit. Après la rupture du fil neutre, la tension dans la phase avec la charge minimale augmente fortement et les ampoules ainsi que les appareils électroménagers inclus dans cette phase dans les appartements grillent, la charge sur cette phase diminue instantanément, ce qui diminue la distribution de tension entre le les phases changent brusquement pour le pire (Fig. .2,d). Maintenant, la tension sur la phase A (vecteur AN]) a considérablement augmenté, et les ampoules et tous les appareils électroménagers y grillent, et la version décrite de l'accident se termine par le réglage de la tension sur les phases B et A proche de 380 V, et sur la phase C - environ 0 V (Fig. 2, d). Tout cela se produit en quelques secondes.

Et maintenant quelques précisions. Premièrement, l'accident se poursuivra jusqu'à ce que le contact dans le fil neutre soit rétabli. Deuxièmement, si le fil neutre indiqué sur la figure 2,a se brise, l'accident se produira uniquement dans les appartements 4,5,6, les propriétaires des appartements 1,2,3 ne seront pas concernés par cet accident. Troisièmement, ne confondez pas une rupture du fil neutre d'un réseau triphasé lorsque survient l'accident décrit ci-dessus et une rupture du fil neutre alimentant votre appartement en tension. Dans ce dernier cas, seule la lumière de votre appartement sera perdue (Fig. 3, a).

Est-il possible d’éviter un tel accident ? Dans une certaine mesure oui. Les premiers symptômes d'un accident imminent sont des éclairs brusques de luminosité des ampoules de votre appartement ou de votre maison rurale. C'est le signe d'un mauvais contact dans le fil neutre du réseau triphasé qui alimente votre immeuble à plusieurs étages, et en zone rurale une rue ou plusieurs rues. Il est temps pour vous d'appeler un électricien. D'ailleurs, dans les zones rurales, les ampoules peuvent également clignoter en raison du travail de soudure électrique d'un voisin, qui n'est pas associé à un mauvais contact dans le fil neutre, mais elles ne clignotent pas : d'abord la luminosité diminue, puis revient À la normale. Bien que, comme le montre la pratique, le soudage électrique puisse provoquer une perte de contact, et s'il (le contact) n'était pas fiable auparavant et se trouvait dans le fil neutre d'un réseau triphasé, alors un accident est garanti.

Si vous inspectez le panneau électrique situé sur l'escalier de votre immeuble à plusieurs étages, vous serez convaincu qu'il existe également des conditions préalables à un accident. Sur la figure 3,6, l'auteur a dessiné presque d'après nature l'état des contacts dans les panneaux électriques des escaliers de la maison où il habite. Les fils en aluminium du fil neutre et des phases de chaque étage sont coupés et vissés aux plaques de fer. Les plaques ont rouillé avec le temps et les fils d'aluminium, ayant une plasticité, se sont aplatis sous la vis - la résistance de contact a augmenté. Le courant chauffe ces contacts et l'isolation des fils se carbonise. Tout cela crée la condition préalable à un accident. Pour assurer un contact fiable à ces endroits, les vis de serrage doivent être serrées périodiquement et les plaques doivent être lubrifiées avec de la graisse pour éviter la rouille. Tout cela doit être fait par les électriciens du bureau du logement qui desservent votre maison.

En bref, dans les zones rurales et dans les chalets d'été, où sont utilisées des lignes électriques aériennes, une rupture du fil neutre d'un réseau triphasé peut survenir par temps venteux et en cas d'orage. C'est à ce moment-là que les fils sont submergés. Les branches des arbres poussant à proximité des fils jouent un rôle important à cet égard. Avec un tel débordement, le fil neutre grille ou se casse le plus souvent.

Comment un appareil électroménager spécifique réagit-il à un tel accident ?

Considérez ceci sur l'exemple d'un accident survenu à Troyeschina à Kyiv.

1. L'unité du système informatique a été éteinte. Comme déjà décrit dans [2], le propriétaire de l'ordinateur pense qu'en appuyant sur un bouton sur le panneau avant de l'unité système, il éteint son ordinateur. En fait, il le met en mode veille et une partie du bloc d'alimentation (PSU) continue de fonctionner. En raison de l'augmentation de la tension dans le bloc d'alimentation du modèle LC-235ATX, le convertisseur auxiliaire ~220 V/=5 V a grillé et a court-circuité le réseau. Pour cette raison, les diodes du pont ont éclaté et la thermistance d'extinction et le fusible du filtre réseau est grillé. La carte mère de l'ordinateur reste intacte.

2. Le moniteur LG Studio Works et le téléviseur SONY KV-G14Q1 étaient en mode veille. La puce d'alimentation a grillé et a court-circuité le redresseur secteur, provoquant la rupture des diodes du pont et la grille de la résistance d'extinction et du fusible.

3. Le téléviseur Broksonic CTVG-5472 était en mode veille. Dans ce mode, le téléviseur n'est pas alimenté par une alimentation à découpage, mais par un redresseur séparé assemblé sur la base d'un transformateur ~220/=12 V. L'enroulement primaire du transformateur a grillé, le fusible n'a pas grillé.

4. Le magnétoscope AKAI était en mode veille. L'alimentation à découpage est grillée.

5. Imprimante à jet d'encre HP. L'imprimante elle-même a été éteinte, mais son bloc d'alimentation séparé (situé à l'extérieur de l'imprimante) LUCENT 3502V ~220 V/=30 V, 400 mA fonctionnait (était branché sur le réseau), car il ne dispose pas de commutateur réseau. Le transformateur a grillé.

6. Réfrigérateur. Comme vous le savez, cela fonctionne périodiquement. Son compresseur est activé par un thermostat et dispose d'une protection contre la surchauffe du moteur du compresseur, ce qui a sauvé le réfrigérateur.

7. Radiotéléphone Panasonic KX-SPP-58. L'alimentation de base à partir d'une alimentation séparée ~220 V/=9 V, est réalisée sur un transformateur. L'enroulement primaire du transformateur a grillé, le fusible de l'alimentation n'a pas sauté.

Tous les appareils électroménagers répertoriés ici ont été endommagés dans un seul appartement dans lequel une urgence s'est produite, et il existe de nombreux appartements de ce type.

Quelle conclusion peut-on tirer de l'analyse des dommages causés aux appareils électroménagers ?

Le point le plus faible était l'alimentation électrique. Les fusibles conventionnels, qui, semble-t-il, étaient censés protéger les équipements des courants importants résultant des surtensions, se sont révélés impuissants. Possédant une inertie, les fusibles ne grillent qu'après que le microcircuit d'alimentation à impulsions soit endommagé (cassé), ce qui court-circuite le redresseur secteur. Les varistances installées dans l'alimentation de l'ordinateur ne protègent pas non plus, car, selon leurs paramètres et leur objectif, elles ne lissent que les surtensions importantes à court terme [3].

Comme vous pouvez le constater, tous les appareils électroménagers ont très peur d'une augmentation significative de la tension, ce qui provoque leur panne. Mais comment se comporte-t-il aux basses tensions ? La sous-tension est moins dangereuse pour cela, puisque les alimentations à découpage installées dans les téléviseurs, ordinateurs, moniteurs, magnétoscopes, etc. sont simplement éteintes. Cela reste peut-être dangereux pour les moteurs électriques des compresseurs installés dans les réfrigérateurs, car leurs enroulements peuvent griller.

Existe-t-il un moyen technique de protection contre les surtensions ?

Oui, ils existent. De nos jours, de nombreux dispositifs différents destinés à protéger les consommateurs contre les changements brusques de tension sont apparus dans les magasins d'électroménager. L'un d'eux est le disjoncteur de protection contre les accidents AZA-5. Il s'installe entre une prise de courant et un consommateur d'énergie (par exemple, un ordinateur avec des périphériques). L'AZA-5 est capable de couper automatiquement une charge allant jusqu'à 1,1 kW en 0,04 s lorsque la tension d'alimentation change brusquement au-delà des limites établies de ~160...~250 V. La machine peut fonctionner en modes automatique ou manuel. La consommation électrique en mode veille est de 1 W. Dans un appartement, vous pouvez installer plusieurs machines de ce type, une pour chaque groupe de consommateurs.

Vous pouvez fabriquer vous-même de tels appareils. Leurs schémas sont publiés, par exemple, dans [4].

L'appareil le plus simple et le moins cher est proposé par l'auteur de cet article. Certes, cela protégera uniquement votre équipement des surtensions (au-dessus de V). Pour le fabriquer, vous devez acheter une rallonge d'alimentation et y installer un porte-fusible et un suppresseur double face de type 1,5KE350CA. Ce suppresseur est scellé à l'intérieur de la rallonge selon le schéma illustré à la Fig. 4.

Le courant maximum admissible traversant le suppresseur est de 5 A, le fusible doit donc être inférieur à cette valeur, par exemple 4 ou 3 A. Son principe de fonctionnement est simple : dès que la tension d'amplitude du réseau dépasse ~350 V, ce qui correspond à la valeur effective de ~250 V, le suppresseur s'ouvre et le fusible grille.

Pour protéger les ordinateurs, vous pouvez également acheter des alimentations sans interruption UPS. Ils protègent non seulement les ordinateurs contre les surtensions dépassant les normes établies, mais les alimentent également pendant un certain temps en cas de panne de courant ; à cet effet, des batteries y sont intégrées.

Que faire si, malgré tout, un accident se produisait et que tous les appareils électroménagers brûlaient ?

Tout d’abord, vous devez éteindre les lumières et débrancher tous les appareils électroménagers. Ensuite, si vous avez l'intention de défendre vos droits devant les tribunaux, vous devez appeler une équipe d'urgence énergétique, qui documentera l'accident. Il n'est pas conseillé d'appeler un électricien du bureau du logement : c'est une partie intéressée - il essaiera très probablement de dissimuler les traces de ses défauts, et après cela il vous sera difficile de prouver quoi que ce soit. Vous devez ensuite introduire une demande écrite auprès du Bureau du Logement, indiquant tous les équipements en panne, afin qu'une commission du Bureau du Logement puisse attester de cette liste. La commission, désireuse de dissimuler les lacunes du bureau du logement, peut commencer à vous poser des questions qui ne sont pas substantielles, par exemple : qui vous a permis d'installer une machine à laver et un ordinateur et pourquoi avez-vous des portes métalliques ? Dans tous les cas, ils sont tenus d'enregistrer votre matériel endommagé (nom, modèle) et de répondre par écrit à votre demande, mais leur réponse peut être étrange et imprévisible. Ne vous entendez pas avec la commission, car cela ne mènera à rien de bon.

Leur faute est qu'ils n'ont pas été en mesure de vous fournir un service de qualité, c'est-à-dire fournir une électricité de qualité. Par conséquent, vous pouvez également contacter votre branche locale de la société de protection des consommateurs. Ils vous conseilleront sur la manière d’agir dans la situation actuelle et vous apporteront une aide pratique. Il est conseillé qu'ils établissent un rapport indiquant quel équipement est en panne. Pour créer un tel acte, vous pouvez également impliquer vos voisins, qui, en apposant leur signature (plusieurs personnes), enregistreront une liste des matériels endommagés.

Ensuite, contactez les ateliers de réparation d'appareils électroménagers (mais pas les propriétaires privés qui n'ont pas d'autorisation) pour leur demander de les réparer, fournissez une facture et un rapport écrit (certifié par une signature et un sceau humide) sur les raisons de ses dommages. Après avoir réparé tous les équipements, vous récupérerez les documents mentionnés ci-dessus, à savoir : une attestation de l'équipe d'ingénierie électrique de secours sur les causes de l'accident ; les actes de dommages mentionnés ci-dessus sur des appareils électroménagers spécifiques de votre appartement ; la réponse du bureau du logement à votre demande ; les factures de réparation du matériel en atelier et les conclusions des spécialistes ayant réparé ce matériel ; Il est conseillé de joindre une attestation du service météorologique local attestant qu'il n'y a pas eu d'orage à ce moment-là ; vous intentez une action en justice contre le bureau du logement pour dommages et intérêts. Les dommages peuvent inclure non seulement le coût des réparations, mais également d’autres coûts associés à la préparation du procès. La société de protection des consommateurs ou des avocats vous aideront à rédiger une déclaration de sinistre. Coordonnez vos actions avec celles des voisins qui ont subi les mêmes souffrances que vous et déposez immédiatement une plainte devant le tribunal. Déposez une réclamation au tribunal en votre propre nom et non en tant que groupe.

Dans les centres régionaux (zones rurales), il n'y a pas de bureaux de logement, vous intentez donc une action en justice contre l'oblenergo, c'est-à-dire aux ingénieurs électriciens locaux qui sont responsables des réseaux triphasés qui alimentent vos habitations en électricité.

Quelques points importants : domaines de responsabilité des ingénieurs électriciens et des offices du logement. Les ingénieurs électriciens sont chargés d'alimenter le tableau électrique de votre maison (Fig. 2, a). Le bureau du logement est responsable de la zone allant de l'interrupteur au compteur inclus - c'est là que les accidents décrits ci-dessus se produisent le plus souvent, mais une rupture du fil neutre peut également se produire dans la section triphasée des ingénieurs électriciens. Le propriétaire de l'appartement est responsable de la zone allant du compteur à l'appartement.

Lors d'un orage ou d'un éclair, des surtensions importantes (6000 XNUMX V ou plus) peuvent également se produire dans le réseau. Naturellement, les appareils électroménagers qui sont allumés à ce moment-là, dans toute la maison où la charge est allumée, tombent en panne. Lors d'un orage, vous devez débrancher tous les appareils électroménagers de l'alimentation électrique, y compris les réfrigérateurs (retirer les fiches des prises). Ne laissez pas inutilement les appareils électroménagers branchés, il est préférable d'acheter une rallonge avec interrupteur d'alimentation et de l'éteindre, surtout lorsque vous quittez la maison, la nuit et lors d'un orage.

Littérature

1. Evdokimov F.E. Génie électrique général. - M. : Lycée supérieur, 1990.
2. Vlasiouk N.P. Éteignez-vous votre PC avec le bouton "POWER" ? //Radioamator. - 2003. - N° 6. - P.30.
3. Kucherov D.P. Alimentations sans interruption pour PC et périphériques. - Saint-Pétersbourg : Science et Technologie, 2005.
4. Balinsky R.N. Protection des équipements électroniques contre les surtensions//Radioamator. 2003. - N° 6. - P.20.

Auteur : N.P. Vlasyuk

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