Οδηγός προστασίας ηλεκτρονικών συσκευών, μουσικών και μη

Ερώτημα:

"Εδώ στην περιοχή έχουμε πολύ συχνές διακοπές ρεύματος και δεν ξέρω αν ρισκάρω έτσι να κάψω το πιάνο μου αύριο μεθαύριο. Αν θέλω λοιπόν κάποια προστασία για πιάνο, πόση ισχύ πρέπει να έχει μια τέτοια συσκευή προστασίας; Τι πρέπει να κοιτάξω πριν την αγοράσω;"

Απάντηση:

Για την προστασία από απότομες διακοπές ΔΕΗ, κεραυνούς, υπερτάσεις, υποτάσεις, μεταβολές τάσεως, των πανάκριβων ηλεκτρονικών πλήκτρων όπως τα stage pianos, αλλά και των ενισχυτών όλων των ηλεκτρονικών οργάνων που χρησιμοποιούνται από επαγγελματίες μουσικούς, προτείνω:

Τη χρήση "αλυσίδας" προστατευτικών συσκευών.

Spikes

1. Πολύμπριζο προστασίας

Tο λεγόμενο και surge protection. Διαφημίζονται ότι εξασφαλίζουν προστασία από spikes (‘’επάρσεις - τσουνιά’’ τάσεως ) ΔΕΗ και από αστραπές. Αυτά είναι όμως διαφημιστικά τρυκ με την έννοια ότι αυτά τα φτηνά πολύμπριζα δεν εξασφαλίζουν πλήρως προστασία από ‘’τσουνιά’’. Δείτε εδώ τιμές

Απλά λοιπόν με το πολύμπριζο προστασίας προστατεύουμε τη συσκευή που τροφοδοτούμε με 220V. Πολλά πολύμπριζα προστατεύουν επίσης την κεραία τηλεόρασης αλλά και τη γραμμή τηλεφώνου του ΟΤΕ και επίσης από κάποιες ραδιοπαρεμβολές. Αυτά για κεραυνούς πχ μέχρι 10.000V. Όμως το πολύμπριζο προστασίας δεν προστατεύει από μεταβολές τάσεως ΔΕΗ. Άρα λοιπόν μικρή προστασία.

Πολύμπριζο προστασίας

Υψηλές – Χαμηλές τάσεις

Η υπέρταση καταστρέφει τα τυπωμένα κυκλώματα ενώ η υπόταση προξενεί μη σωστή λειτουργία τους

Υπέρταση: Προξενεί πρόωρη καταστροφή τυπωμένων κυκλωμάτων και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων λόγω υπερθέρμανσης. Η ζημιά που προκαλείται από την υπερθέρμανση είναι προσθετική. Δηλαδή συχνά επεισόδια έστω και ήπιας υπερθέρμανσης στα ίδια ηλεκτρονικά εξαρτήματα ισοδυναμούν με ένα σοβαρό επεισόδιο υπερθέρμανσης.

Υπόταση:Τα UPS υπερλειτουργούν, ''αναστενάζουν'', οι λάμπες πυρακτώσεως ''καντηλιάζουν'', οι λάμπες φθορισμού τρεμοπαίζουν ή και δυσκολεύονται να ανάψουν.Το φαινόμενο αυτό οφείλεται σε βύθιση της τάσης, η οποία μπορεί να συμβεί είτε λόγω βραχυκυκλώματος στο δίκτυο διανομής (π.χ. κατά τη διάρκεια θεομηνίας) είτε κατά την εκκίνηση μεγάλων κινητήρων.Ο απλούστερος τρόπος για την επίλυση των προβλημάτων που συνδέονται με τις βυθίσεις τάσης εξαιτίας εκκίνησης μεγάλων φορτίων σας είναι η ευαίσθητη συσκευή σας να τροφοδοτείται από συσκευή αδιάλειπτης τροφοδότησης ισχύος (UPS).

Τα μόνο που αντέχουν από υψηλές τάσεις (βέβαια μέσα σε ορισμένα όρια πάντως πολύ μεγαλύτερα από τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα ) είναι τα μοτέρ. {καθώς ανεβαίνει η τάση μειώνεται το ρεύμα και μικρότερο ρεύμα ισοδυναμεί με λιγότερη θερμότητα στα τυλίγματα του κινητήρα). Ενώ υψηλότερες τάσεις ευνοούν τα μοτέρ αντίθετα οι υποτάσεις προξενούν υπερθέρμανση διότι ο κινητήρας για να αποδώσει την ισχύ του τραβάει περισσότερο ρεύμα και άρα πρόωρη βλάβη. (ενθυμούμαι τα πρώτα χρόνια στις ‘Μικρές Κυκλάδες’ η τάση έπεφτε και κάτω από 180 V με αποτέλεσμα τα ψυγεία να …..όλα τα σπίτια είχαν εφοδιαστεί με σταθεροποιητές). {περίπου για κάθε 10οC ανέβασμα της θερμοκρασίας του κινητήρα η ζωή του μειώνεται 50%}.

2. Σταθεροποιητής Τάσεως (voltage regulator)

Δείτε εδώ τιμές Προσπαθεί να κρατήσει τα 220Volt σταθερά εντός μιας στενής περιοχής (εννοώντας βεβαίως ότι η τάση που μας δίνει η ΔΕΗ παραμένει εντός των ορίων που αναφέρονται στα χαρακτηριστικά του regulator). Επειδή λοιπόν υποτάσεις (<220) και υπερτάσεις (>220) είναι σε μερικές περιοχές συχνές αυτές επηρεάζουν άμεσα την καλή λειτουργία των ηλεκτρονικών συσκευών . Αν δε οι μεταβολές τάσεως είναι συνεχόμενες – ‘’παίζει’’ η τάση όπως λέμε (ο χειρότερος εχθρός των ηλεκτρονικών συσκευών) μπορούν να προξενήσουν ΜΟΝΙΜΗ ζημιά σ΄αυτές. Συμπέρασμα: Ο Σταθεροποιητής Τάσεως θα πρέπει να είναι η πρώτη σου επιλογή σε τέτοιες προβληματικές περιοχές – απομακρυσμένα νησιά κυρίως. Καλόν όμως είναι να προηγείται αυτού και ένα φτηνό πολύμπριζο προστασίας. Η ισχύς τους είναι σε VoltAmpere. Για μικρές συσκευές υπάρχουν των 500 έως 5000 VoltAmpere (Μελετείστε προσεκτικά τη διαφορά watt και VoltAmpere παρακάτω). Αν η διαφορά τιμής δεν είναι μεγάλη καλύτερα αγόρασε με υψηλότερα VoltAmpere ώστε στην έξοδό του να βάλεις απλό πολύμπριζο για να τροφοδοτείς πολλαπλάσιες ηλεκτρονικές συσκευές. Το βολτόμετρο του σταθεροποιητή μπορεί να είναι αναλογικό ή ψηφιακό. Βέβαια εδώ ο τύπος του οργάνου δεν μας ενδιαφέρει. Αν τώρα η ΔΕΗ μεταβάλλεται εντός των ορίων που έχει ο σταθεροποιητής σου (πχ +10% to -25% ) τότε το όργανο σου θα δείχνει μόνιμα 220V. Το πρόβλημα είναι αν η μεταβολή είναι μεγαλύτερη. Τότε θα αρχίσει να δείχνει άλλη ένδειξη….. Αν θέλεις να βλέπεις και τις μεταβολές της ΔΕΗ αγόρασε και ένα βολτόμετρο AC μέχρι 8 ευρώ – δες εδώ: και βάλτο σε μια πρίζα με την οποία έχεις καθημερινά και συχνά οπτική επαφή. Αν ξεπερνούν το 10% έως -25% των 220V τότε ακόμα και σταθεροποιητή να βάλεις θα κάνεις ζημιά (τότε χρειάζεται και το UPS) και παράπονα στη ΔΕΗ….

Sensitivity – Ευαισθησία

Κάθε εξάρτημα μιας ηλεκτρονικής συσκευής εργάζεται εντός, μιας καθορισμένης από τον κατασκευαστή του, περιοχής στάθμης τάσεως. Όταν αυτό το επίπεδο πέσει κάτω από τα όρια δεν λειτουργεί ή λειτουργεί προβληματικά ή καταστρέφεται. Το εύρος της περιοχής των τάσεων που μπορεί να λειτουργήσει η συσκευή είναι ένα μέτρο της ευαισθησίας του.

Πχ ας θεωρήσουμε 2 συσκευές που λειτουργούν κανονικά σε μια περιοχή πχ

+/-10% της ονομαστικής τάσης η μία και

+/-5% (ή λιγότερο) η άλλη.

Η δεύτερη προφανώς είναι πιο ευαίσθητη μεταβολές τάσεως.

Σταθεροποιητής

3. UPS (Uninterruptible Power Supply)

Δείτε εδώ τιμές: Είναι κάτι το εντελώς διαφορετικό από τα δύο παραπάνω. Απλά εξασφαλίζει για πολύ λίγα λεπτά back up σε black out της ΔΕΗ. Τα φτηνά όμως UPS μετά από λίγο περισσότερο από 1 έτος θέλουν αλλαγή μπαταρίας. Η πρόταση μου είναι, αν αγορασθεί, να τοποθετηθεί μετά τον Σταθεροποιητή Τάσεως – σε προβληματικές περιοχές. Υπάρχουν πολλοί τύποι UPS όσον αφορά το μέγεθος και τις δυνατότητες τους, όπως:

Standby UPS, Line Interactive UPS, Stanby On-Line Hybrid UPS, Stanby-Ferro UPS, Double Conversion On-Line UPS, and Delta Conversion On-Line UPS. Ενώ φαίνεται ότι τα τόσα ονόματα μας προκαλούν σύγχυση το έργο που επιτελούν είναι περίπου το ίδιο αν και φυσικά υπάρχουν διαφορές για το πώς το κάνουν αυτό το έργο. (βέβαια η περιγραφή τους ξεφεύγει του σκοπού αυτού του άρθρου)

UPS

Watts (W) Vs Voltampere (VA)

Θα προσπαθήσω εκλαϊκευμένα να δώσω στον επισκέπτη μερικές χρήσιμες γνώσεις.

Και τα δύο είναι μονάδες μέτρησης ισχύος.

• Τα Watts αναφέρονται στην πραγματική ισχύ δηλαδή στην ισχύ που παράγει ενέργεια ή ισχύς που παράγει θερμότητα.
• Ενώ τα volt-amperes απλά σου δίνουν πληροφορίες για το τι διατομής καλώδια απαιτούνται, τι ασφάλειες και τι διακόπτες πρέπει να ‘χει ο ηλεκτρικός πίνακας

Για το συνεχές ρεύμα (DC) VA = Watts

Για το εναλλασσόμενο ρεύμα αν το φορτίο (η οποιαδήποτε συσκευή) είναι ωμική (Τάση και ρεύμα συμφασικά- το Peak της τάσης είναι την ίδια χρονική στιγμή με το Peak ρεύματος) τότε πάλι VA=Watts (όπου V και A είναι rms τιμές). Πχ στις λάμπες φωτισμού με νήμα, στις ηλεκτρικές κουζίνες, ψηστιέρες, φριτέζες..…

Όμως στο εναλλασσόμενο ρεύμα τα volts και τα amps δεν είναι πάντα συμφασικά (το Peak της τάσης δεν είναι την ίδια χρονική στιγμή με το Peak ρεύματος). Αυτό συμβαίνει όταν οι συσκευές δεν είναι καθαρά ωμικές αλλά επαγωγικές (πηνία, κινητήρες, φωτιστικά φθορίου, μετασχηματιστές) ή χωρητικές (πυκνωτές).

Τότε λοιπόν (για ΟΠΟΙΑΔΗΠΟΤΕ συσκευή) : VA•συνφ = Watts

Είναι γνωστό λοιπόν το συνφ (συνημίτονο φ) ή ‘’Συντελεστής Ισχύος’’ όπως αλλιώς είναι γνωστός.

Το συνφ πάντα έχει τιμές από 0 – 1 διότι τα watts που τραβάει μια συσκευή είναι πάντα μικρότερα ή ίσα με τα VA. (συνφ = W/VA). Πολλές φορές εκφράζεται και σαν ποσοστό %.

Ειδικά στους ανεμιστήρες και πολλούς κινητήρες το συν φ = 0.65 στην δε εκκίνηση μπορεί να φτάσει και το 0.1.

Πιο πρακτικά: Είναι δυνατόν σε μια συσκευή να εφαρμόζεται μεγάλη τάση, να τραβάει σημαντικό ρεύμα αλλά να μη καταναλώνει ενέργεια (μηδενικά watts - άεργος ισχύς) αυτό αν και εκ πρώτης όψεως φαίνεται ότι δεν συμβαδίζει με τη λογική εν τούτοις είναι αληθινό αν η συσκευή μας είναι καθαρό πηνίο ή πυκνωτής.

Η συσκευή αυτή δεν παράγει έργο, δεν παράγει θερμότητα και δεν καταναλώνει watts.Αφού όμως τραβάει σημαντικό ρεύμα άρα θα έχουμε και σημαντικά VA. Σ’ αυτή λοιπόν την περίπτωση έχουμε συνφ = 0. Αυτό που συμβαίνει στην πραγματικότητα είναι ότι η σχέση φάσεως μεταξύ των κυματομορφών τάσεως και ρεύματος είναι τέτοια που αυτή η συσκευή απορροφά εναλλακτικά πραγματική ισχύ και την ξαναεπιστρέφει πίσω και άρα η κατανάλωση είναι μηδενική. Δηλαδή αυτή η άεργος ισχύς αντανακλάται από τη συσκευή και επιστρέφει στο ηλεκτρικό δίκτυο. Αυτή η άεργος ισχύς είναι ανεπιθύμητη αφού δεν παράγει κανένα έργο και ακόμα χειρότερα επιβαρύνει τα δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας με μια επιπλέον ποσότητα ρεύματος που αναλογεί απλά σε αντίστοιχες θερμικές απώλειες.

Τα Personal computers και τα αξεσουάρ τους έχουν ειδικά τροφοδοτικά (Capacitor Input supplies) και άρα έχουν συνφ

Για τα μικρά συστήματα UPS και Σταθεροποιητές Τάσεως είναι de-facto standard ότι τα watts είναι το 60 με 70% των VA.

Μερικοί κατασκευαστές UPS αναγράφουν και τα watts αλλά και τα VA άλλοι μόνο τα VA

Ας πάρουμε ένα παράδειγμα:

Έστω ότι έχεις αγοράσει ένα UPS 1000VA. Μπορείς σ’ αυτό να συνδέσεις ωμικό φορτίο (πχ λαμπτήρες..) των 800 Watt ?

Αφού αυτό φορτίο είναι ωμικό άρα συνφ = 1 και άρα 800 Watt =800 VA.

Αν και τα 800 VA εμπίπτουν εντός των χαρακτηριστικών του UPS που αγοράσαμε (1000VA) σίγουρα δεν θα μπορέσει να τροφοδοτήσει το ωμικό αυτό φορτίο διότι το 70% των 1000VA είναι 700 watt.

Σημείωση: Η άεργος ισχύς αντισταθμίζεται στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις και από τη ΔΕΗ με συστοιχίες πυκνωτών. Η διόρθωση του συντελεστή ισχύος εφαρμόζεται κυρίως στον επαγγελματικό τομέα.
Η άεργος αυτή ισχύς χρεώνεται από τη ΔΕΗ στον καταναλωτή (εξαιρουμένων των οικιακών καταναλωτών - επειδή οι μετρητές που είναι εγκατεστημένοι στα σπίτια από τη ΔΕΗ δεν έχουν τη δυνατότητα να μετρήσουν την άεργο ισχύ).

Πρακτικά αυτό σημαίνει ότι πληρώνουμε ηλεκτρική ενεργεία που δε χρησιμοποιείται πουθενά. Η ΔΕΗ όμως χρεώνει τους μεγάλους καταναλωτές όταν ξεπεράσουν κάποιο όριο συνφ ( συνφ <=0.85 ) άεργου ισχύος στο δίκτυο. Αλλά ακόμα κι αν οι μετρητές που είναι εγκατεστημένοι στα σπίτια από τη ΔΕΗ μετρούσαν άεργο ισχύ το ποσοστό της εξοικονόμησης δε θα ξεπερνούσε το 2 με 3% ή και 0,2% αν το σπίτι μας έχει μόνο ψυγείο και κάνα δυο λάμπες φθορίου…...

παραπληροφόρηση του καταναλωτικού κοινού με διαφημιστικά σποτς αλλά και με τηλέφωνα στα σπίτια των ανίδεων καταναλωτών σχετικά με συσκευές μείωσης κατανάλωσης ηλεκτρικού ρεύματος μέχρι και 50%! Δεν επιφέρουν καμία μείωση στο λογαριασμό ρεύματος των οικιακών και μικρών εμπορικών καταναλωτών.

Κρουστικές Υπερτάσεις

Ας πούμε και λίγα ενδιαφέροντα για τις κρουστικές υπερτάσεις που είναι οι απότομες αυξήσεις της τιμής της τάσεως, πχ από κεραυνούς ή ηλεκτροστατικές εκφορτίσεις η διάρκεια των οποίων κυμαίνεται από εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μέχρι κάποια χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Η αύξηση τιμής της τάσεως κυμαίνεται από μερικά Volts, μέχρι χιλιάδες Volts ή και εκατομμύρια Volts.

Αυτές οι απότομες αυξήσεις, ακόμα και αν ο κεραυνός πέσει εκατοντάδες μέτρα μακριά από μια εγκατάσταση, δημιουργούν ρεύματα με πολύ μεγάλη ένταση, που μπορούν να καταστρέψουν κάθε μορφής ηλεκτρολογική εγκατάσταση αλλά και να βλάψουν την ανθρώπινη ζωή.

Ο τρόπος που ένας κεραυνός επιδρά μπορεί να είναι άμεσος αν πέσει απ’ ευθείας στο κτίριο ή να είναι είτε επαγωγικός, είτε ωμικός, είτε χωρητικός, είτε συνδυασμός αυτών. Γι αυτό πρέπει τέτοιες εγκαταστάσεις να έχουν αντικεραυνική προστασία.

Οι κεραίες των τηλεοράσεων συλλαμβάνουν το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο των κεραυνών και μέσα από το ομοαξονικό τους καλώδιο διοχετεύουν την υπέρταση στις συνδεδεμένες συσκευές προκαλώντας την καταστροφή τους.

4. Αλεξικέραυνο

Είναι μια συσκευή που σχεδιάζεται να προστατεύει τα ηλεκτρικά – ηλεκτρονικά εξαρτήματα και συστήματα όπως computers από ζημιές που προκαλούνται από κρουστικές υπερτάσεις.

Οι Δημόσιες αλλά και πολλές ιδιωτικές υπηρεσίες τοποθετούν αλεξικέραυνα τα οποία εξασφαλίζουν ‘’εύκολο ‘’ δρόμο – χαμηλή αντίσταση (χάλκινα καλώδια ή και χαλύβδινα μεγάλης διατομής )διέλευσης του κεραυνού και οδηγούν αυτές τις κρουστικές υπερτάσεις στο έδαφος χωρίς να κάνουν ζημιές στα μηχανήματα για τα οποία βέβαια παίρνονται και άλλα μέτρα όπως με σταθεροποιητές και UPS που αναφέραμε αναλυτικά παραπάνω.

Στο σπίτι μας καλόν είναι να εγκαταστήσει ο ηλεκτρολόγος τη συσκευή ηλεκτροπληξίας που σε περίπτωση κρουστικών υπερτάσεων λειτουργεί και σαν αντικεραυνικό αφού ‘’ρίχνει’’ την ασφάλεια.

Στους πυλώνες του ΟΤΕ πχ σκάβεται το έδαφος σε 2 και πλέον μέτρα βάθος και τοποθετούνται πλατιές πλάκες χαλκού που συνδέονται με το αλεξικέραυνο και τους κλωβούς - περιμετρικό γεφύρωμα των αιθουσών που έχουν τα μηχανήματα, με πλατιά μπάρα χαλκού ή χαλύβδινη - και το χώμα αντικαθίσταται από καρβουνόσκονη ή χώμα χαμηλής αντίστασης.

ΤΕΛΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ:

1η επιλογή: 1ο + 2ο + 3ο σε "αλυσίδα". (προβληματικές περιοχές)

2η επιλογή : 1ο + 2ο

3η επιλογή: 1ο + 3ο

4η επιλογή : Μόνο το 2ο

5η επιλογή: Μόνο το 3ο

6η επιλογή: μόνο το 1ο (Καθόλου προβληματικές περιοχές)

Εγώ χρησιμοποιώ την 2η επιλογή: το 1ο+ 2ο και έχω συνδεδεμένα σε 1000 VoltAmpere σταθεροποιητή. Ενισχυτή κιθάρας, υπολογιστή με τα παρελκόμενα, Home Theater, και 2 TV Plasma.

Σκιαθίτης Στέφανος

Ηλεκτρονικός