Επιτηρητής τάσης

Πριν αναφέρουμε τις λειτουργίες του επιτηρητή τάσης θα πρέπει να περιγράψουμε πρώτα τα προβλήματα που δημιούργησαν την ανάγκη αυτού του χρήσιμου εργαλείου!

Όλοι έχουμε εμπειρία από διακοπές ρεύματος.  Η διακοπή ρεύματος όμως δεν είναι το μόνο πρόβλημα που μπορεί να παρουσιαστεί στην ηλεκτροδότηση, είτε έχουμε ΔΕΗ είτε κάποιον από τους υπόλοιπους παρόχους ρεύματος. Ένα συχνό πρόβλημα είναι οι μεταβολές της τάσης προς τα πάνω (υπερτάσεις) ή προς τα κάτω (υποτάσεις). Στις περιπτώσεις αυτές ο έλεγχος ρεύματος και η συνεχής επιτήρηση της τάσης μπορούν να αποδειχθούν ιδιαίτερα χρήσιμα.

Όλοι οι πάροχοι ηλεκτρικής ενέργειας οφείλουν να παρέχουν ρεύμα με συγκεκριμένες προδιαγραφές. Στη χαμηλή τάση, η ονομαστική τάση είναι 230V και η συχνότητα 50Hz, ενώ οι επιτρεπτές αποκλίσεις καθορίζονται από το ευρωπαϊκό πρότυπο EN 50160. Οι τιμές όμως αυτές αφορούν μετρήσεις σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα, οπότε δεν αποκλείονται διακυμάνσεις της τάσης μικρής διάρκειας.

Τι μπορεί να πάει στραβά; Κατ’ αρχήν υπάρχουν τα ατυχήματα: Ένας κεραυνός μπορεί να χτυπήσει έναν μετασχηματιστή. Ένα δέντρο μπορεί να πέσει και να παρασύρει ηλεκτροφόρα καλώδια. Παλιές εγκαταστάσεις ή ελλιπής συντήρηση μπορούν να προκαλέσουν βραχυκυκλώματα.

Αλλά δεν είναι μόνο τα ατυχήματα: Υπάρχουν και εποχιακές διακυμάνσεις, κατά τις οποίες η ανάγκη για ρεύμα ανεβαίνει κατακόρυφα, όπως το καλοκαίρι που αυξάνεται σημαντικά η χρήση κλιματιστικών. Σαν να μην έφτανε αυτό, σε ορισμένα νησιά που παραμένουν μη διασυνδεδεμένα με το κυρίως δίκτυο ηλεκτροδότησης και η παραγωγή ρεύματος βασίζεται σε τοπικές μονάδες και γεννήτριες ρεύματος, τα συστήματα ηλεκτροδότησης μπορεί να φτάσουν στα όριά τους σε περιόδους με αυξημένο τουρισμό.

Οι επιπτώσεις μιας διακοπής ρεύματος είναι γνωστές: Μπορεί να μείνει το φαΐ αμαγείρευτο στο φούρνο ή να χαλάσει χωρίς ψύξη. Μπορεί να εγκλωβιστούμε στο ασανσέρ ή ακόμα και να χάσουμε ένα επεισόδιο της αγαπημένης μας σειράς. Οι διακυμάνσεις της τάσης όμως μπορούν να προκαλέσουν βλάβες σε ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές, γι’ αυτό σε αρκετές περιπτώσεις μπορεί να αποδειχθούν πιο επιζήμιες από μια απλή διακοπή ρεύματος.

Για τη λύση στα παραπάνω προβλήματα φυσικά δεν μιλάμε για μια γεννήτρια που μπορεί να τεθεί σε λειτουργία κατά τη διακοπή ρεύματος, καθώς έχει αυξημένο κόστος κτήσης και συντήρησης, προκαλεί θόρυβο και εξυπηρετεί διαφορετικό σκοπό.  Μιλάμε για μια συσκευή που μπορεί να ανιχνεύσει επικίνδυνες διακυμάνσεις της τάσης ρεύματος και να διακόψει την παροχή όταν αυτές ξεπεράσουν τα όρια που έχουμε θέσει. Η συσκευή αυτή λέγεται Επιτηρητής Τάσης και τοποθετείται στον ηλεκτρικό πίνακα, εφόσον υπάρχει ο ανάλογος χώρος. Εδώ θα κάνουμε μια διευκρίνηση: συχνά χρησιμοποιείται ο λανθασμένος όρος Πίνακας Επιτηρητή Τάσης, επειδή ο κόσμος μπερδεύει τη συσκευή με το σημείο τοποθέτησής της.

Συνδεσμολογία και ρυθμίσεις επιτηρητή τάσης

Ο Επιτηρητής Τάσης κατατάσσεται στα υλικά ράγας, όπως τα ονομάζουν οι ηλεκτρολόγοι, διότι όπως και οι συνηθισμένες ασφάλειες αγκιστρώνει πάνω στις ράγες του ηλεκτρικού πίνακα. Η τοποθέτησή του γίνεται συνήθως σε συνδυασμό με ρελέ ισχύος, μέσω του οποίου μπορεί να διακοπεί η παροχή όταν η τάση ξεπεράσει τα επιτρεπτά όρια. Για τους τεχνικούς ηλεκτρολόγους, η συνδεσμολογία του επιτηρητή τάσης συγκαταλέγεται στις απλές εργασίες ρουτίνας. Ο ηλεκτρολόγος σας θα τον εγκαταστήσει μετά τον γενικό διακόπτη και τη γενική ασφάλεια και πριν από τα υπόλοιπα υλικά του ηλεκτρικού πίνακα. Αυτό γίνεται ώστε ο Επιτηρητής Τάσης να μπορεί να ελέγχει συνεχώς την τάση, όπως υποδηλώνει και το όνομά του.

Σε έναν απλό Επιτηρητή Τάσης μπορούμε συνήθως να ρυθμίσουμε το κάτω και το πάνω όριο της περιοχής μέσα στην οποία θεωρούμε ότι η τάση μπορεί να αποκλίνει με ασφάλεια από τα 230 βολτ. Ανάλογα με το μοντέλο, μπορούμε επίσης να ρυθμίσουμε τη χρονοκαθυστέρηση αποσύνδεσης ή επανασύνδεσης της παροχής. Έτσι, με τη σωστή ρύθμιση του επιτηρητή τάσης προστατεύουμε τις συσκευές μας από επικίνδυνες υποτάσεις και υπερτάσεις.

Προστατεύεις τις συσκευές σου από τις μεταβολές της τάσης.

Μήπως μπορείς να μειώσεις και το κόστος του ρεύματος;

Επιτηρητής τάσης σε μονοφασικό ή τριφασικό ρεύμα

Δυστυχώς δεν ζούμε σε έναν τέλειο κόσμο κι αυτό περιπλέκει τα πράγματα. Πρώτα απ’ όλα θα πρέπει να διαχωρίσουμε τον επιτηρητή τάσης από τον μετρητή ρεύματος. Ο Επιτηρητής Τάσης δεν είναι πανάκεια. Είναι φτιαγμένος για να αντιμετωπίζει συγκεκριμένα προβλήματα, όμως σε μια συνηθισμένη οικιακή εγκατάσταση δεν είναι πάντοτε απαραίτητος και, αν δεν ρυθμιστεί σωστά, μπορεί να προκαλεί άσκοπες διακοπές της παροχής. Αυτός είναι και ένας από τους λόγους που δεν τον συναντάμε συχνά σε οικιακούς ηλεκτρικούς πίνακες.

Οι περιπτώσεις που ο Επιτηρητής Τάσης είναι ιδιαίτερα χρήσιμος αφορούν κυρίως επαγγελματικούς χώρους όπου υπάρχουν εγκατεστημένα τριφασικά μοτέρ, τα οποία εξαρτώνται από τη σωστή λειτουργία των τριών φάσεων, ή περιπτώσεις όπου το ρεύμα προέρχεται από πηγές πέραν του επίσημου δικτύου, όπως γεννήτριες, φωτοβολταϊκά ή ακόμη και μη διασυνδεδεμένα τοπικά δίκτυα. Σε τέτοιες εγκαταστάσεις, οι Επιτηρητές Τάσης, ανάλογα με το μοντέλο, πέρα από τις αποκλίσεις της τάσης μπορούν να ανιχνεύσουν διαφορές στις φάσεις του τριφασικού ρεύματος, αποκλίσεις στη συχνότητα του ρεύματος από τα 50Hz και να διακόψουν την παροχή ώστε να προστατεύσουν τον εξοπλισμό από σοβαρές και πολύ ακριβές ζημιές.

Από την άλλη, οι ωφέλειες του Επιτηρητή Τάσης μειώνονται σημαντικά όταν έχουμε μονοφασικό ρεύμα, όπως στα περισσότερα σπίτια, ή ακόμη και τριφασικό αλλά χρησιμοποιούμε την κάθε φάση ξεχωριστά. Αυτό συμβαίνει γιατί οι συσκευές που ως επί το πλείστον χρησιμοποιούν μονοφασικό ρεύμα κατατάσσονται σε δύο κυρίως κατηγορίες:

1. Αυτές που ονομάζουν οι ηλεκτρολόγοι «ωμικά φορτία» (δηλαδή χρησιμοποιούν αντιστάσεις που θερμαίνονται, όπως φωτιστικά με λαμπτήρες πυρακτώσεως, φούρνοι, θερμοσίφωνες, θερμάστρες, ηλεκτρικές εστίες κουζίνας, σίδερα σιδερώματος κ.ά.), στα οποία η χαμηλή τάση επηρεάζει κυρίως την απόδοσή τους, χωρίς συνήθως να δημιουργεί άμεσο κίνδυνο βλάβης.
2. Αυτές που χρησιμοποιούν παλμοτροφοδοτικά, τα οποία, ανάλογα με την κατασκευή τους, μπορούν να λειτουργήσουν σε ένα αρκετά μεγάλο εύρος τάσης χωρίς πρόβλημα. Τέτοιες συσκευές περιλαμβάνουν σύγχρονες τηλεοράσεις, υπολογιστές, φορτιστές, συστήματα συναγερμού κ.ά.

Στις παραπάνω κατηγορίες, επειδή μικρές αποκλίσεις της τάσης δεν δημιουργούν συνήθως άμεσο κίνδυνο, ένας Επιτηρητής Τάσης μπορεί να διακόψει το ρεύμα σε στιγμές που κάτι τέτοιο δεν είναι απαραίτητο. Επιπλέον, λόγω της χρονοκαθυστέρησης που αναφέραμε παραπάνω, ο Επιτηρητής Τάσης δεν είναι σχεδιασμένος για να προστατεύει από τις λεγόμενες «κρουστικές υπερτάσεις», δηλαδή από πολύ απότομες υπερτάσεις που μπορεί να προέρχονται, για παράδειγμα, από κεραυνούς. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η τάση μπορεί να φτάσει ακόμη και σε χιλιάδες βολτ για ελάχιστο χρονικό διάστημα, χωρίς ο Επιτηρητής Τάσης να προλάβει να προστατεύσει την εγκατάσταση.

Υπάρχουν ειδικές συσκευές για προστασία από κεραυνούς, οπότε αν χρειάζεστε κάτι τέτοιο ο Επιτηρητής Τάσης από μόνος του δεν αρκεί. Τέλος, ένας κλασικός Επιτηρητής Τάσης, ανάλογα με το μοντέλο, μπορεί να μην ανιχνεύει διακοπή του ουδετέρου μιας τριφασικής εγκατάστασης και σε αυτή την περίπτωση θα χρειαστούμε Επιτηρητή Διακοπής Ουδετέρου.

Χρησιμότητα του επιτηρητή τάσης

Ο Επιτηρητής Τάσης στοχεύει να δώσει λύση σε πολύ συγκεκριμένα προβλήματα, αλλά είναι εύκολο να παρασυρθούμε και να τον εγκαταστήσουμε εκεί όπου δεν είναι πραγματικά απαραίτητος, με αποτέλεσμα να το μετανιώσουμε αργότερα. Σήμερα, η έρευνα και η τεχνολογία έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη εξελιγμένων εργαλείων επιτήρησης τάσης, με σκοπό την προστασία από επικίνδυνες μεταβολές της τάσης που μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα είτε στον ηλεκτρολογικό πίνακα είτε σε ευπαθείς ηλεκτρικές συσκευές, όπως ψυγεία, πλυντήρια, συστήματα ήχου, συναγερμούς, ηλεκτρονικές συσκευές κ.ά.

Η χρησιμότητά του επιτηρητή είναι μεγάλη σε εγκαταστάσεις τριφασικού ρεύματος (όπου τα φορτία είναι τριφασικά, δηλαδή οι φάσεις δεν χρησιμοποιούνται ανεξάρτητα) και απαιτείται αυστηρός έλεγχος και ακρίβεια στη σωστή λειτουργία των φάσεων και της συχνότητας του ρεύματος. Από την άλλη, δεν προστατεύει από κεραυνούς και μπορεί να γίνει ενοχλητικός αν διακόπτει το ρεύμα πιο συχνά από όσο είναι απαραίτητο. Σε γενικές γραμμές, ο επιτηρητής τάσης αποτελεί ένα από τα μέσα προστασίας από το ηλεκτρικό ρεύμα.

Πώς επιλέγω επιτηρητή τάσης;

Πριν προβούμε στην αγορά επιτηρητή τάσης, θα πρέπει να γνωρίζουμε αν διαθέτουμε μονοφασικό ή τριφασικό ρεύμα και κατόπιν για ποιες λειτουργίες προστασίας τον χρειαζόμαστε.
Ανάλογα με τον τύπο και την κατηγορία, ένας επιτηρητής τάσης μπορεί να διαθέτει:

• ρυθμιζόμενα όρια υπέρτασης και υπότασης,
• ανίχνευση ασυμμετρίας τάσεων,
• χρονοκαθυστέρηση,
• έλεγχο απώλειας φάσης,
• έλεγχο λανθασμένης διαδοχής φάσεων,
• έλεγχο διακοπής ουδετέρου,
• έλεγχο ή παρακολούθηση της συχνότητας του ρεύματος.

Καλό είναι να γνωρίζουμε και την αγγλική ορολογία, καθώς μπορούμε να επιλέξουμε προϊόν και από κάποιο αγγλόφωνο ηλεκτρονικό κατάστημα. Έτσι, ένας Επιτηρητής Τάσης (Voltage Monitoring Relay) είναι πιο εύκολο να αναζητηθεί, εφόσον γνωρίζουμε τις παραπάνω ιδιότητες και δυνατότητες που μπορεί να παρέχει.

Πόσο κοστίζει ένας επιτηρητής τάσης;

Οι τιμές των επιτηρητών τάσης κυμαίνονται σε ένα ευρύ φάσμα, ανάλογα με τη χρήση για την οποία προορίζονται. Έτσι, το κόστος εξαρτάται από τον τύπο τους (μονοφασικό ή τριφασικό), την ονομαστική ένταση ρεύματος (A) που μπορούν να διαχειριστούν, τις λειτουργίες που διαθέτουν, την εργονομία που παρέχουν, την ποιότητα κατασκευής και τις προδιαγραφές των επιμέρους εξαρτημάτων τους (ρελέ, αντιστάσεις, διόδους, πυκνωτές, βαρίστορ κ.ά., όπου αυτά χρησιμοποιούνται), καθώς και από τον κατασκευαστή.

Τα παρακάτω εύρη τιμών είναι ενδεικτικά και αλληλοεπικαλύπτονται, καθώς ένα απλούστερο μοντέλο μπορεί να κοστίζει περισσότερο από κάποιο άλλο με περισσότερες λειτουργίες, ανάλογα με την ποιότητα κατασκευής, τις προδιαγραφές και τον κατασκευαστή. Στην αγορά συναντώνται τόσο οικονομικοί επιτηρητές λίγων δεκάδων ευρώ όσο και εξειδικευμένα επαγγελματικά μοντέλα αρκετών εκατοντάδων ευρώ.

Μονοφασικοί επιτηρητές τάσης

• Απλά μοντέλα ράγας, για βασικό έλεγχο υπέρτασης και υπότασης, με ή χωρίς ψηφιακή ένδειξη και χρονοκαθυστέρηση: περίπου 10–150 ευρώ.
• Μοντέλα με περισσότερες δυνατότητες ελέγχου και ρύθμισης, μεγαλύτερο εύρος τάσεων, πρόσθετες ενδείξεις ή λειτουργίες αυτοματισμού: περίπου 30–400 ευρώ.
• Επαγγελματικοί ή εξειδικευμένοι μονοφασικοί επιτηρητές, για ειδικές εφαρμογές και αυξημένες απαιτήσεις επιτήρησης: περίπου 100–1.500 ευρώ και άνω, ανάλογα με το σύστημα και την εφαρμογή.

Τριφασικοί επιτηρητές τάσης

• Βασικά μοντέλα τριφασικού ρεύματος, για έλεγχο τάσης, απώλειας ή λανθασμένης διαδοχής φάσεων: περίπου 20–200 ευρώ.
• Πολυλειτουργικά μοντέλα, με έλεγχο υπέρτασης και υπότασης, ασυμμετρίας, απώλειας και διαδοχής φάσεων, συχνότητας ή άλλων παραμέτρων: περίπου 40–500 ευρώ.
• Επαγγελματικοί και βιομηχανικοί επιτηρητές, με αυξημένες δυνατότητες μέτρησης, ρύθμισης και παρακολούθησης ηλεκτρικών εγκαταστάσεων: περίπου 150–1.500 ευρώ και άνω.

Στην πράξη η επικάλυψη είναι μεγάλη: στην απλή αγορά βρίσκουμε σήμερα τριφασικούς επιτηρητές περίπου στα 50–70 €, ενώ βιομηχανικά monitoring relays μπορούν να κοστίζουν αρκετές εκατοντάδες ευρώ.

Πρόσθετο κόστος εξοπλισμού

Η αγορά του επιτηρητή τάσης δεν αποτελεί πάντοτε το συνολικό κόστος της εγκατάστασης. Ανάλογα με τη συνδεσμολογία και τον ηλεκτρικό πίνακα, μπορεί να απαιτηθεί πρόσθετος εξοπλισμός. Δεν είναι όλα τα παρακάτω απαραίτητα σε κάθε εγκατάσταση.

Ρελέ ισχύος (contactor)

Το ρελέ ισχύος χρησιμοποιείται συχνά ώστε ο επιτηρητής να ελέγχει τη διακοπή της παροχής χωρίς να διέρχεται από τον ίδιο ολόκληρο το φορτίο.

• Ρελέ ισχύος για μικρότερα και μεσαία φορτία: περίπου 10–200 ευρώ.
• Contactors μεγαλύτερης ισχύος ή περισσότερων πόλων: περίπου 30–1.000 ευρώ.
• Μεγάλοι βιομηχανικοί contactors, για ρεύματα εκατοντάδων Ampere και βαριές εφαρμογές: περίπου 200–9.000 ευρώ και άνω.

Η διαφορά μπορεί πράγματι να είναι τεράστια: απλά ρελέ ράγας 25–63A ξεκινούν από περίπου 10–20 €, ενώ υπάρχουν βιομηχανικοί contactors 630A που πλησιάζουν ακόμη και τις 9.000 €.

Ασφάλειες, μικροαυτόματοι και αυτόματοι διακόπτες

Ανάλογα με τη συνδεσμολογία, μπορεί να απαιτηθούν πρόσθετες διατάξεις για την προστασία του επιτηρητή, του κυκλώματος ελέγχου ή του εξοπλισμού που συνεργάζεται μαζί του.

• Απλές ασφάλειες και μικροαυτόματοι ηλεκτρικού πίνακα: περίπου 5–150 ευρώ.
• Πολυπολικοί ή αυξημένης ικανότητας διακοπής αυτόματοι: περίπου 20–600 ευρώ.
• Επαγγελματικοί και βιομηχανικοί αυτόματοι διακόπτες μεγάλης έντασης (MCCB): περίπου 150–6.000 ευρώ και άνω.

Σε βιομηχανικούς αυτόματους διακόπτες 630A το κόστος μπορεί πράγματι να φτάσει σε αρκετές χιλιάδες ευρώ.

Αντικεραυνικά συστήματα – SPD

Οι διατάξεις SPD (Surge Protection Devices) δεν αντικαθιστούν τον επιτηρητή τάσης. Λειτουργούν συμπληρωματικά και χρησιμοποιούνται για την προστασία από πολύ γρήγορες κρουστικές υπερτάσεις, τις οποίες ο επιτηρητής τάσης δεν μπορεί να αντιμετωπίσει αποτελεσματικά.

• SPD Type 2, για προστασία από μεταβατικές υπερτάσεις σε οικιακές και επαγγελματικές εγκαταστάσεις: περίπου 20–300 ευρώ.
• SPD Type 1, για εγκαταστάσεις όπου απαιτείται προστασία από ισχυρότερα κεραυνικά ρεύματα: περίπου 30–500 ευρώ και άνω.
• Συνδυαστικά SPD Type 1+2, που συνδυάζουν τα δύο επίπεδα προστασίας: περίπου 40–500 ευρώ και άνω.
• Εξειδικευμένες διατάξεις SPD, για φωτοβολταϊκά, βιομηχανικές εγκαταστάσεις ή ολοκληρωμένους πίνακες προστασίας: μπορούν να κοστίζουν από μερικές δεκάδες έως αρκετές εκατοντάδες ευρώ, ενώ ένα ολοκληρωμένο σύστημα μπορεί να αυξήσει ακόμη περισσότερο το κόστος.

Οι κατηγορίες αυτές δεν αντιστοιχούν σε αυστηρή κλίμακα τιμών· για παράδειγμα, ένα Type 1+2 μπορεί να είναι φθηνότερο από ένα διαφορετικό Type 2 με άλλες ηλεκτρικές προδιαγραφές. Επαγγελματικό τριφασικό Type 1+2 εμφανίζεται σήμερα ακόμη και γύρω στα 350 € προ ΦΠΑ.

Τροφοδοτικό ράγας

Ξεχωριστό τροφοδοτικό δεν χρειάζεται σε κάθε επιτηρητή τάσης, καθώς πολλά μοντέλα τροφοδοτούνται απευθείας από το κύκλωμα που επιτηρούν. Σε ειδικές όμως συνδεσμολογίες, συστήματα αυτοματισμού ή κυκλώματα ελέγχου μπορεί να απαιτείται τροφοδοτικό DIN Rail.

• Μικρά τροφοδοτικά ράγας χαμηλής ισχύος: περίπου 15–150 ευρώ.
• Τροφοδοτικά μεσαίας ή αυξημένης ισχύος: περίπου 30–400 ευρώ.
• Επαγγελματικά και βιομηχανικά τροφοδοτικά υψηλής ισχύος: περίπου 100–800 ευρώ και άνω.

Ένα απλό τροφοδοτικό ράγας 24V/30W μπορεί σήμερα να βρίσκεται κάτω από 25 €, ενώ βιομηχανικά μοντέλα 960W μπορούν να ξεπεράσουν τα 600–700 €.

Στο συνολικό κόστος πρέπει τέλος να υπολογιστεί και η εργασία του ηλεκτρολόγου για την εγκατάσταση, τη συνδεσμολογία και τη σωστή ρύθμιση του επιτηρητή τάσης. Το κόστος της εργασίας εξαρτάται από τον ηλεκτρικό πίνακα, τον διαθέσιμο χώρο, τις απαιτούμενες μετατροπές και τον πρόσθετο εξοπλισμό που θα χρειαστεί.

Σε κάθε περίπτωση, πριν προχωρήσουμε στην εγκατάσταση Επιτηρητή Τάσης, συμβουλευόμαστε ηλεκτρολόγο, ώστε να διαπιστωθεί αν η εγκατάσταση του επιτηρητή είναι πραγματικά απαραίτητη και όχι απλώς μια επιπλέον λύση προστασίας.