Реле контроля напряжения: принцип работы и нюансы подключения

Что такое колебание напряжения?

Колебание напряжения – частое явление, приводящее к сгоранию электротехники и ее повреждению. Организации, занимающиеся ремонтом, обслуживанием и модернизацией подстанций, трансформаторов, силовых линий не слишком спешат что-то изменить, улучшить, достичь большей стабильности. С каждым годом становится только хуже.

Причины появления нестабильного напряжения – различны. В основном это неисправность оборудования, повреждение линий электропередач и применение «древних сварочников», перегружающих бытовую сеть.

Обычное колебание напряжение допустимо в пределах 170-240 В. Когда оно выше или ниже, начинаются проблемы: возрастает мощность (сила тока), начинает плавиться и гореть изоляция, выходить из строя электроооборудование и бытовая техника, не рассчитанные на такую нагрузку.

На фоне неразберихи и безответственности появляются аварийные ситуации, провоцирующие появление причин для резких скачков напряжения:

Появление в розетке напряжения 380 В в результате попадания фазы на нейтральный провод (например, при порыве ветра);
Когда обрывается или перегорает нулевой провод при низкой нагрузке – напряжение стремится к росту к 400 В;
Перекос по загруженности сети, ток распределяется неравномерно;
Сварочные работы, при подключении к электросети трансформатора или выпрямителя.

Защитить свою бытовую технику стало возможным благодаря применению реле напряжения, установленному на схеме ввода электропитания.

Популярные модели реле контроля напряжения: настройки, схемы монтажа

Несмотря на довольно обширный список производителей подобного оборудования, в нашей стране популярностью пользуются единицы. Сейчас мы поговорим именно о таких брендах и моделях РКН, которые они производят.

Компания «Меандр» и её реле напряжения «УЗМ 51 М»

С самого начала рассказа о подобном реле уточним, что подобные РКН были сняты с производства. После многочисленных жалоб на новый «УЗМ 51 МД» с защитой от дуги, модель вернули, однако, звание «лучшего РН»устройство успело потерять. На сегодняшний день компания «Меандр» производит множество новых моделей приборов защитной автоматики, однако, все они пока «сыроваты» и до «УЗМ 51 М» никак не дотягивают. Подключить устройство довольно просто: на корпусе расписаны вход/выход и отмечены ноль/фаза. Это можно увидеть на картинке.

Внешний вид «УЗМ 51 М» – чётко видно контакты для подключения входа и выхода питания~~Реле напряжения Меандр УЗМ 51 М~~

Реле контроля напряжения «РН113» от «Новатек»

Это устройство пользователи считают более удобным по причине отсутствия необходимости отдельного приобретения вольтметра. Здесь он установлен на самом РКН. Сквозь тонированную крышку современных пластиковых боксов светящиеся цифры, показывающие напряжение в сети в данный момент времени, видны достаточно чётко. Прибор имеет довольно широкий диапазон настроек – 160-220 В для установки нижнего предела и 230-280 В по верхней планке отключения.

Схема подключения реле напряжения РН113~~Реле напряжения Новатек РН113~~

Однофазное реле «ABB» и схема его подключения

Под этим брендом, существующем на российском рынке очень давно, производится множество различных моделей защитных устройств, в том числе и реле контроля напряжения. По причине огромного ассортимента рассмотрим общую схему подключения РКН произведённого под брендом «АВВ».

Схема подключения РКН производства «АВВ»~~Однофазное реле напряжения ABB~~

Реле напряжения «Legrand»: существует ли подобная продукция

К сожалению, несмотря на очень широкую линейку производимых электротоваров, фирма «Legrand» не производит реле контроля напряжения. Это вдвойне огорчительно по той причине, что остальные изделия и автоматика этого бренда обладают весьма хорошими характеристиками и отменным качеством. Будем надеяться, что под этой маркой в будущем всё же будет производиться нечто подобное. А пока остаётся выбирать устройства от других производителей.

~~Реле напряжения Legrand~~

«Зубр» – реле напряжения родом из Донецка

1-фазное реле контроля напряжения «Зубр RBUZ D63t» со встроенным вольтметром ничем не уступает известным европейским брендам. Очень качественное исполнение, долговечность и широкий диапазон настроек – вот причины высокой популярности продукции этого бренда. Нижний предел падения напряжения можно выставить в диапазоне от 120-210 В, а верхний – от 220 до 280 В. При этом, скорость срабатывания при падении ниже установленного предела составляет 1.2 с, а на отключение при скачке выше верхнего порога уходит всего 0.05 с, что позволяет не беспокоиться за сохранность бытовой техники.

Литера «t» в конце маркировки модели говорит о том, что прибор оборудован встроенной термозащитой, что также добавляет плюсов в его копилку. Рассмотрим схему его подключения.

Схема подключения реле контроля напряжения «Зубр»~~Реле напряжения Зубр~~

Какое реле напряжения купить себе домой?

Если вам необходимо защитить технику в доме или квартире, где проживаете постоянно, тогда лучше брать реле под DIN-рейку. Для того, чтобы подобрать подходящее РКН, необходимо рассчитать, с каким коммутируемым током ему придется работать. Для этого стоит воспользоваться следующей формулой:

Pr = P*K, где Pr — мощность, на которую рассчитано РКН; P — суммарная мощность всех электроприборов в доме; К — поправочный коэффициент работы электроприборов. Так как практически не бывает, чтоб все приборы работали одновременно, то поправочный коэффициент берется 0,8. Однако если у вас все устройства будут работать одновременно, тогда берите коэффициент 1.

Предположим нам необходимо защитить бойлер на 2 кВт, стиральную машину на 2,4 кВт, микроволновку мощностью 1 кВт и котел на 7 кВт. Тогда Pr = (2+2,4+1+7)*0,8 = 11 кВт. Так как в характеристиках к прибору указывается коммутируемый ток, то переводим 11 кВт в амперы. 11000/220 = 50 А. Выбираем ближайшее подходящее, например, RBUZ D-50t на 50 А.

Также стоит обратить внимание на количество фаз, с которыми может работать прибор. Розеточные устройства предназначены для однофазных сетей

Для трехфазной сети потребуется соответствующее РКН. Причем прибор будет показывать рабочее напряжение для каждой фазы отдельно. Трехфазные реле рекомендуется устанавливать для защиты станков, работающих от трехфазного двигателя.

Разновидности РКН по другим параметрам

Помимо различий по типу питания эти устройства отличаются по ряду характеристик, определяющих способ их монтажа, и по функционалу.

Тип исполнения и габариты

В соответствии с этим признаком все выпускаемые промышленностью модели РКН делятся на три вида:

переходники типа «вилка-розетка»;
удлинители с несколькими гнездами (от одного до шести);
компактные выключатели, монтируемые на DIN-рейке в щитке.

Первые два варианта изделий применяются с целью защиты отдельных электроприборов или нескольких потребителей, объединенных в группы. Они подключаются к обычной сетевой розетке. Приборы третьего типа устанавливаются в электрический щит, в котором монтируются остальные устройства защиты.

Корпуса переходников и удлинители делаются достаточно удобными в пользовании. Производители стараются уменьшить их габариты насколько это возможно, чтобы они не портили своим видом интерьеры помещений.

База и дополнительные функции

По внутренней логике работы и электронной начинке все известные образцы РКН делятся на микропроцессорные изделия и приборы, изготовленные на базе цифровых компараторов. Первые из них стоят несколько дороже, но зато обеспечивают более точную и плавную регулировку нижнего и верхнего порогов срабатывания. Большинство из этих защитных устройств изготовлено на основе микропроцессоров и выделяется среди других изделий следующими особенностями:

наличие двух порогов срабатывания (Umax и Umin);
использование встроенных светодиодов, вмонтированных в панель прибора – по ним контролируется наличие напряжения на входе и выходе;
применение жидкокристаллического дисплея, на который выводятся значения допустимых пределов отклонений и действующего напряжения.

Все эти возможности заметно повышают функциональность устройств и упрощают работу с ними при установке в квартире или частном доме.

Технические характеристики

Для оценки рабочих параметров защитного блока необходимо учитывать максимальный ток нагрузки, передаваемый контактными элементами. Сила тока определяет допустимую мощность приборов, которые можно подключить к блоку. Хорошие изделия выдерживают ток до 63 А, что позволяет подсоединять оборудование мощностью до 13,9 кВт. Важным эксплуатационным параметром является защищенность корпуса от пробоя электрическим током, согласно стандарту изделия должны соответствовать нормативам IP20.

Сравнение технических характеристик защитных блоков.

Реле напряжения создаются под заданный температурный диапазон эксплуатации. Например, изделия, рассчитанные на температуру от -5° до 40°С, запрещается ставить в уличные щитки. Установленные на корпусе контактные площадки позволяют закрепить медный кабель ограниченного сечения. Еще одним важным параметром является ресурс контактной группы, определяющий срок службы изделия. Примеры технических параметров реле напряжения приведены в таблице.

Параметр	Digitop VP-32A	Digitop VP-63A
Номинальный ток, А	32	63
Максимальный ток (на протяжении 10 минут), А	40	80
Мощность нагрузки, кВт	7,0	13,9
Нижний предел срабатывания, В	120	120
Верхний предел срабатывания, В	250	250
Погрешность измерения, %	не более 1	не более 1
Диапазон программирования таймера, секунд	15-600	15-600
Стойкость контактов, тыс. циклов	100	100
Допустимое сечение провода, мм ²	8	16

Как подключается реле напряжения в трехфазных сетях?

Трехфазное РКН при наличии перенапряжения хотя бы на одной из фаз отключает питание на всех трех. От автомата ввода три фазы идут к входному контакту реле, такое же количество фазных жил – на выходной. Соленоид контактора подключается к любому выходу контрольного устройства.

Подключаемый контактор также должен иметь три фазы, к которым подсоединяются силовые фазные кабели. Подключая трехфазное оборудование, нужно быть внимательным, чтобы не перепутать фазы. Подключать к каждой из них отдельное РКН не нужно – отсоединив одну жилу, можно вывести из строя оборудование.

Подключение реле напряжения в трехфазной сети на видео:

Преимущества и недостатки реле контроля фаз российского производства

Многие считают, что при необходимости установки подобного оборудования лучше приобретать импортные модели. Однако здесь именно тот случай, когда можно вспомнить поговорку «где родился, там и пригодился». Конечно, оборудование «ЕЛ» не лишено недостатков, однако и достоинства таких устройств значительны. Попробуем разобраться с этим вопросом, перечислив плюсы и минусы реле «ЕЛ», перед зарубежными аналогами.

Зарубежный производитель изготавливает более аккуратные моделиФОТО: electroautomatica.ru

Достоинства:

более низкая стоимость. Зарубежные аналоги имеют цену в 2 и более раз выше;
некоторые из импортных реле требуют отдельного питания;
диапазон рабочих температур устройств зарубежного производства редко переступает нижнюю границу в -25ºС, что для нашего климата явно недостаточно;
импортные аналоги не выдерживают работу в тяжёлых условиях метрополитена или сталелитейных производств. Их работа в этих случаях становится нестабильной, что может привести к серьёзной аварии.

Недостатки:

довольно большое выделение тепла при работе. Особенно это заметно при плотной установке в электрошкафах небольшого объёма;
нестабильная работа устройств с аналоговой обработкой сигнала при слипании фаз;
несовершенный, ещё времён Советов дизайн. Хотя некоторые производители уже стараются его улучшить или же переходят на использование корпусов зарубежного производства.

Почему стоит использовать реле контроля напряжения?

Можно выделить несколько основных причин установки данного устройства:

обрыв на воздушной линии с попаданием линейного провода (L) на нейтральный (N), вследствие чего в здание поступает ток с напряжением 380 В;
обрыв нейтрального провода (N). Достаточно частое явление, особенно в многоквартирных домах со старой проводкой. Также приводит к повышению напряжения в электросети до 380 В;
в случае значительного расстояния между зданием и электроподстанцией, вследствие чего напряжение просаживается до слишком низкого значения;
высокая нагрузка на одной из фаз при подключении высокомощного потребителя. Если в сети недостаточно мощности, может произойти выход из строя электродвигателя.

Принцип действия реле контроля напряжения

Конструкция реле напряжения базируется на специальном микроконтроллере, отвечающем за управление устройством. Микроконтроллер отвечает за подачу сигнала на электромагнитное реле, непосредственно размыкающее и замыкающее цепь.

Микросхема постоянно контролирует напряжение и отправляет соответствующие сигналы на реле. После нормализации напряжения контроллер подает сигнал на включение, причем обычно можно установить определенный период задержки.

Сферы использования реле контроля напряжения

Главная задача прибора – своевременно защитить подключенные к сети устройства от поломки из-за крайне низкого или высокого напряжения. Есть модели реле как для сетей с одной, так и тремя фазами. Прибор нивелирует негативные последствия перепадов напряжения, перекосов фаз, обрыва нейтрального провода.

Реле позволяет обеспечить эффективную защиту абсолютного любого оборудования. Как видно по фото реле напряжения, устройства могут иметь различное исполнение, что позволяет применять их в разных условиях и целях. Особенно актуально его применение при использовании техники, требующей наличия стабильного напряжения.

Классификация реле контроля напряжения

Существуют различные типы реле напряжения, отличающиеся функциями, целями использования и вариантом исполнения. Прежде всего устройства принято классифицировать по типу сети – однофазная или трехфазная.

РНПП-311

Данный вид предназначен для трехфазной сети. Может использоваться с большинством типов электрических потребителей. Обязательный элемент в схемах ABP и управления питания.

РН-101

Автономная модель для однофазной сети. Подключается непосредственно в розетку, выступая промежуточным звеном между ней и прибором. Максимальная нагрузка на реле может составляет 3,5 кВт (16 А).

Нижнее значение напряжения позволяет регулировать в диапазоне от 160 В до 210 В, верхнее – от 230 В до 280 В. Повторное включение прибора можно отложить на промежуток от 5 до 250 секунд.

РН-111

Также предназначено для однофазной сети, но монтируется на DIN-рейку непосредственно в щитке. Автоматически отключает потребителей, если нагрузка превышает 3,5 кВт. Если нагрузка выше 3,5 кВт, необходимо использование магнитного пускателя.

Существуют как самые простые, так и более функциональные реле напряжения, такие как ZUBR. Последнее имеет более гибкие настройки, может быть рассчитано на разное количество потребителей (в зависимости от модели), есть даже модели с беспроводным управлением посредством смартфона.

Инструкция, как установить реле напряжения

Если реле предназначено для установки в розетку, никакого дополнительного монтажа оно не требует. Достаточно только настроить прибор по верхней и нижней границам, а также задать задержку. Это делается в соответствии с инструкцией к прибору от конкретного производителя.

В случае с монтажом в щиток, прибор устанавливается после счетчика, разрывая фазу. Нагрузка может идти как напрямую через реле контроля напряжения, так и через магнитный пускатель. Обычно в жилых домах применяют первый вариант.

На корпусе реле для установки в щиток имеется три контактных площадки – нейтральная, а также ввод и вывод на фазу. После монтажа реле в щиток необходимо подключить соответствующие провода к этим клеммам.

Защищает ли РКН от молнии?

Важно понимать, что реле контроля напряжения неспособно защитить от попадания молнии в сеть. Рабочий диапазон РКН варьируется в пределах от 100 В до 400 В (в зависимости от модели)

Разряд молнии может иметь напряжение в несколько тысяч вольт.

Для обеспечения такой защиты используются специальные 4-ступенчатые газовые разрядники. Первая ступень такого устройства монтируется на вводе опоры, а остальные – непосредственно в щитке. Прибор требует обязательного наличия заземления, поскольку разряд будет отведен именно в землю.

Реле контроля напряжения: принцип работы, схема, нюансы подключения

Что такое колебание напряжения?

Популярные в России модели реле контроля фаз

Zamel CKM-01 и его особенности

Реле отечественного производителя РНПП-311М

OMRON K8AB — более функциональное реле контроля фаз