Реле напряжения. виды и работа. применение и устройство

Особенности распространенных видов реле напряжения

Виды реле напряжения

Благодаря реле напряжения во время перепадов энергии прибор не сгорит, не расплавится плата, не выйдет из строя электродвигатель. Стоимость приборов немалая, но они окупаются. Лучше предотвратить аварийные ситуации, чем покупать новую технику.

На рынке существует несколько видов несколько реле контроля разных производителей. Они обладают одинаковым принципом работы, хотя конструкция и набор дополнительных функций могут отличаться.

В современных устройствах установлена цифровая индикация. Она позволяет следить за уровнем напряжения в трех фазах. Также присутствуют дополнительные настройки. С их помощью регулируют работу прибора и обеспечивают простоту и удобство использования.

Принцип работы

Данное твердотельное защитное устройство необходимо для того, чтобы обезопасить всю бытовую технику и электронику, которая работает от электричества, от резких перепадов напряжения. Реле контроля фиксирует текущее значение напряжения на электрической линии. При слишком высоком или низком его уровне прибор производит разъединение цепи, предотвращая повреждение всех подключенных приборов.

В основе твердотельного защитного оборудования входит само реле. Этот элемент необходим для фиксирования вольтажа. Может представлять собой специальный микропроцессор или компаратор. Устройство со встроенным микропроцессором имеет улучшенную плавность регулирования минимального и максимального диапазона срабатывания. В современных образцах такой диапазон устанавливается произвольно, исходя из технических характеристик подключенных электроприборов.

Как только значение вольтажа в электрической цепи выйдет из допустимых границ, то оборудование должно произвести отключение всей линии. На сегодняшний день конструкции имеют достаточно высокую скорость срабатывания, которая может составлять несколько десятков наносекунд. От скорости срабатывания оборудования зависит сохранность вашей электроники. Устройство не способно выравнивать напряжение на линии, а только производит автоматическое отключение. Как только это значение стабилизируется до установленного, электроснабжение возобновится.

Маркировка устройства

Таблица технических характеристик реле

С целью маркировки контрольных приборов на их передней или боковой панели наносится последовательность из нескольких символов (иногда она указывается только в паспорте). В качестве примера рассматривается прибор российского производства ЕЛ-13М-15 АС400В, рассчитанный на подключение без нулевого провода. Он маркируется следующим образом:

  • ЕЛ-13М-15 –наименование серии;
  • сочетание АС400В – допустимое напряжение.

Маркировка импортных моделей несколько иная. Реле серии «PAHA», имеющее аббревиатуру PAHA B400 A A 3 C расшифровывается более подробно:

  • B400 – рабочее напряжение 400 Вольт.
  • А – тип регулировки.
  • А (Е) – способ крепления (на DIN рейку или на разъем).
  • 3 – габариты корпуса в мм.

Символ «С» означает завершение кодовой комбинации.

Энергопотребление защитных приборов

Установка дома защитных электроприборов естественно направлена на защиту от некачественного напряжения. Но мало кто задумывается, что на себя они тоже потребляют определенное количество электроэнергии. Это становиться причиной непонятно откуда выросших расходов.

Рассмотрев конструкцию стабилизатора, можно увидеть, что его электронная схема состоит с трансформатора, электронных ключей, охлаждающего вентилятора и другой электроники. Все это потребляет определенное количество электроэнергии, даже если дома ничего не подключено к розетке, то есть при холостой работе. При появлении нагрузки, прибор входит в режим стабилизации и его собственное энергопотребление увеличивается.

Реле контроля также потребляет на себя некоторое количество электроэнергии. Но потребление настолько минимально, что по сравнению со стабилизатором такой показатель в сотни раз меньше.

Сравнив между собой этих два устройства защиты, можно сделать вывод, что стабилизированное напряжение обходится хозяину дома дороже. Если реле контроля достаточно, чтобы обеспечить безопасное электроснабжение квартиры, не стоит устанавливать стабилизатор. Конструкции большинства современных электроприборов оборудованы импульсными источниками питания, которые не реагируют на малые перепады в несколько вольт.

Зачем устанавливать трехфазное реле

Основной функцией данной аппаратуры является контроль над разностью потенциалов в трехфазных электрических сетях. В них нормальное напряжение составляет 380 вольт с безопасными отклонениями в ту или иную сторону.

Если же значение напряжения превысит безопасные границы, в этом случае могут наступить следующие неприятные последствия:

  • Повышенное напряжение приводит к выходу из строя любых электроприборов. В них расплавляется изоляция, сгорают элементы и детали без возможности восстановления.
  • При пониженном напряжении наблюдается сбой и некорректная работа бытовых устройств и оборудования. Некоторые приборы отключаются самостоятельно, а все виды электродвигателей сгорают.

Подобные неприятности вполне возможно предотвратить, если установить в электрическую сеть реле контроля трехфазного напряжения. Это особенно актуально в частных домах с трехфазными электрическими цепями. Однако далеко не все хозяева стремятся установить данные устройства, преимущественно из-за их высокой стоимости. Они не могут или не хотят сравнить убытки от негативных последствий, которые во много раз превысят цену даже самых дорогих защитных устройств. Кроме того, следует помнить, что именно в сетях на 380 В сбои напряжения чаще всего приводят к пожару.

В настоящее время на рынке электронных устройств продаются различные реле, позволяющие контролировать напряжение, отличающиеся конструкциями и количеством функций. Тем не менее, принцип работы всех приборов этого типа один и тот же.

Как выставить время повторного отключения?

На корпусной части прибора, рядом с дисплеем, имеется кнопка настройки времени повторного включения. Она находится между кнопками ▲ и ▼, обозначена значком часов. После нажатия на нее и удержания на дисплее появится настроечное число, выставленное на заводе. Чаще всего это 15 секунд.

Что дает эта функция? Если, например, на одной фазе произойдет перепад разности потенциалов, превышающий предельные значения, реле отключит питание сети.

После того, как напряжение нормализуется, контрольный прибор включит подачу электричества через тот период, который установлен при заводской настройке (15 секунд). Для изменения значения удерживайте кнопку настройки до появления этой цифры на экране. После этого установите нужную цифру, манипулируя верхней или нижней кнопкой. Шаг изменения, предусмотренный устройством – 5 секунд.

Совместная установка реле и контактора

Дополнительный контактор устанавливается в случае, когда величина коммутируемых токов слишком велика. Зачастую установка реле вместе с контактором обходится дешевле покупки РКН, которое будет соответствовать параметрам потока электронов.

К номинальному току контрольного элемента в таком случае одно требование – он должен превышать значение, при котором срабатывает контактор. Последний полностью возьмет на себя токовую нагрузку.

У этого варианта подключения имеется один, но довольно существенный, недостаток – пониженное быстродействие. Оно обусловлено тем, что к миллисекундам, нужным для срабатывания прибора контроля, добавляется время, необходимое для реакции контактора

Исходя из этого, при выборе обоих устройств нужно обращать внимание на максимально высокое быстродействие каждого из них

При подключении этой связки фазный провод от ВА подсоединяется к нормально разомкнутому контакту.

Им является вход контакторной цепи. Фазный вход РКН должен подключаться посредством отдельного кабеля. Он может подсоединяться к клемме входа контактора или к контакту выхода ВА.

Поскольку фазный вход контрольного элемента подключается проводником меньшего сечения, необходимо обратить внимание на надежность соединения. Чтобы он не выпадал из гнезда, в котором находится более толстый кабель, оба провода нужно скрутить вместе и зафиксировать припоем или опрессовать специальной гильзой

При выполнении монтажа нужно убедиться, что проводник, подходящий к реле, прочно закреплен. Для подключения выхода РКН к клемме соленоида контактора используется кабель диаметром 1 – 1,5 кв.мм. Ноль контрольного элемента и вторая клемма катушки подсоединяются к нулевой шине.

Выход контактора соединяется с распределительной шиной с помощью силового фазного проводника.

УЗО схема подключения

В квартирах подключение трехфазной сети встречается редко. Этот вариант популярен для частных домов. Аппарат защиты в них подключается несколькими способами:

Реле напряжения 380 В 2-полюсное для дома не подходит. Используют 4-полюсные аналоги. К ним подключают 1 нулевую жилу и 3 фазных. Схема усложнена тем, что каждая линия оснащена своим прибором УЗО

Важно правильно подобрать провода. Для однофазной сети подойдет стандартный вариант ВВГ, но для 3-фазной нужен устойчивый к возгоранию ВВГнг.
Общее УЗО для 3-фазной сети + счетчик

В схеме присутствует счетчик электроэнергии. Групповые УЗО находятся в системе обслуживания отдельных линий. Эта схема требует установки большого электрощита с множеством проводов и электроприборов.

Как подключить реле

Если при подключении промышленного или бытового оборудования используются частотные преобразователи, то использование реле контроля фаз вовсе не обязательно.

Подключение к внешним и внутренним источникам осуществляется с помощью проводов под зажимы. Под него подводят либо один провод сечением 2,5 мм либо два провода с сечением до 1,5 мм. Для подключения обязательно нужно соблюсти строгое чередование фаз A, B и С.

Обычно реле проверяет разрыв плюса их чередование, и уровень напряжения сети. При обнаружении неисправности в сети в действие вступает реле. Схема подключения может быть как трёх проводная без ноля, так и четырёх проводная с нулём. В квартирах часто применяется такая схема подключения. Подключаемую нагрузку формируют равномерно на каждую из 3-х фаз.

При выходе за заданные значения какой-либо из фаз, срабатывает реле, отвечающее за данный контур, а остальная нагрузка (при условии нахождении в границах нужного диапазона) продолжает работать.

Рассмотрим схему подключения с нулем. Такая схема обеспечивает полный контроль над напряжением на каждой фазе, перекос и правильное чередование, и еще стоит отметить тот факт, что они применяется, как промышленный вариант. На выходе устройства с помощью силового контакт подсоединяем контактор, который одним концом своей обмотки подключён к нулевому проводу, а вторым концом к выходу одной из фаз.

Контакты 1, 2 и 3 подключают напряжение снятое с реле контроля напряжения на любую трёхфазную нагрузку такую как электродвигатель, или проточные обогреватели высокой мощности и прочее. Внутренняя схема реле измеряет значение напряжения на каждой из фаз и при нахождении U пределах нормальных значений, то подаёт энергию на подключённый контактор. Тот в свою очередь держит контакты в замкнутом состояние, и напряжение достигает внешней подключенной нагрузки.

В случае если вольтаж на любой из фаз выходит за заданный нами диапазон, то реле прекращает питать обмотку нашего контактора и тот, в свою очередь, размыкает свои контакты, обесточивая всю подключенную внешнюю нагрузку.

Назначение и принцип работы реле контроля фаз

Реле для контроля напряжения фаз следует включать в схемы приборов, которые приходится часто переподключать к питающей трехфазной сети. К примеру, винтовой компрессор, не являющийся стационарным аппаратом, постоянно перемещают с одного места на другое, каждый раз подсоединяя его к линии заново. Если неправильно выполнить действия по его подключению, спутав при этом фазы, пяти секунд после запуска оборудования будет достаточно для того, чтобы произошла серьезная поломка.

Ремонт аппаратуры сопряжен с немалыми затратами, поэтому в таких устройствах контроль напряжения фаз просто необходим.

Есть и другие приборы, которые при неправильном соединении проводов не сгорают, а просто не включаются. В этом случае работники обычно приходят к выводу, что аппарат сломан, начинают его проверять – а прозвонка показывает, что все в порядке. И хорошо, если понимание того, что при подключении были просто перепутаны фазные жилы, придет быстро, иначе рабочее время будет потрачено впустую.

Что такое реле напряжения и как оно настраивается – на следующем видео:

Теперь поговорим о том, как работает реле контроля. Основная задача прибора заключается в защите электрических аппаратов от повреждения в результате воздействия некачественного напряжения

Это очень важно для дорогостоящего оборудования, поэтому электроприборы импортного производства устанавливаются только вместе с контрольным реле. Оно обеспечивает защиту аппаратуры при обрыве фаз, неправильном подсоединении, а также асимметричном напряжении

При соответствии фаз параметрам контрольного прибора релейные контакты включаются, пропуская через контактор в цепь трехфазное напряжение. Если ток хотя бы на одной фазной жиле отсутствует, напряжение в линию пропущено не будет

После восстановления питания на фазном проводе по истечении нескольких секунд произойдет автоматическое включение нагрузки. Итак, как можно убедиться, реле осуществляет автоматический контроль, отключая подачу напряжения в случае аварии и включая нагрузку после нормализации параметров электрической цепи.

Зачем нужно регулирующее напряжение реле

Грамотное название рассматриваемого устройства – «реле контроля напряжения». Но среднее слово в разговорах электриков между собой нередко выпадает из этого термина. В принципе, это один и тот же электротехнический прибор защитной автоматики. Плюс данное оборудование часто называют еще и «защитой от обрыва нуля». Почему – станет понятно ниже.

Не стоит путать автоматы УЗО и РКН. Первые защищают линию от перегруза и короткого замыкания, а вторые от скачков напряжения. Это разные по функциональному предназначению приборы.

Главная задача РКН – это отключение электроприборов от сети при слишком высоких и слишком низких напряжениях в ней, чтобы подключенная к электропитанию техника не вышла из строя

Надпись «~220 В» привычна всем россиянам. На таком переменном вольтаже работает в доме бытовая техника, подключенная к розеткам. Однако по факту максимум напряжения в домашней электросети только колеблется вокруг этой отметки с разбросом +/-10%. А в отдельных случаях перепады достигают и больших величин. Вольтметр вполне может показывать падения до 70 и всплески до 380 Вольт.

Для электротехники страшно излишне как низкое, так и высокое напряжение. Если компрессор холодильника “недополучит” электроэнергии, то он просто не запустится. В итоге техника неизбежно перегреется и сломается.

При низком вольтаже обыватель в большинстве случаев даже не в состоянии внешне определить, исправно или нет работает оборудование в такой ситуации. Визуально можно лишь увидеть тускло светящиеся лампочки накаливания, напряжение к которым подается меньшее, чем положено.

С высокими всплесками все гораздо проще. Если на вход питания телевизора, компьютера или микроволновки подать 300–350 Вольт, то в лучшем случае в них перегорит предохранитель. А чаще всего они “сгорят” сами. И хорошо еще, если при этом не произойдет реального возгорания техники и возникновения пожара.

Многоквартирные дома обычно запитаны от трехфазной сети 380 В, а к квартире уже идет однофазная проводка на 220 В от электрощита на этаже

Основные проблемы с перепадами напряжения в многоэтажках возникают из-за обрыва рабочего нуля

Этот провод повреждают по неосторожности электрики во время ремонта либо он сам просто перегорает от старости. Если в доме на подъездной линии стоит комплект необходимой защиты современного уровня, то в результате такого обрыва происходит срабатывание автоматики УЗО

Все заканчивается относительно нормально.

Однако в старом жилом фонде, где не стоят защитные автоматы, пропадание нуля приводит к перекосу фаз. И тогда в одних квартирах напряжение становится низким (50–100 В), а в других резко высоким (300–350 В). У кого что в результате выйдет в розетке, зависит от подключенной в данный конкретный момент к электросети нагрузки. Заранее точно рассчитать и предугадать это невозможно.

В итоге у одних вся техника перестает работать, а у других сгорает от перенапряжения. Здесь-то и нужно реле контроля напряжения. При возникновении проблем оно отключит сеть, предупредив поломку телевизоров, холодильников и т.п.

В частном секторе проблема с перепадами напряжения несколько иная. Если коттедж расположен на большом удалении от уличного трансформатора, то при повышенном потреблении электроэнергии в домах до него в этой крайней точке вольтаж может упасть до критически низких отметок. В результате из-за длительной нехватки «вольт» электродвигатели в бытовых электроприборах неизбежно начнут гореть и выходить из строя.

Устройство промежуточного реле

Невзирая на большое количество разновидностей реле данного типа, конструкция их во многом сходна. Основой устройства является управляющий соленоид, также оно состоит из контактов, сердечника и пружины. В зависимости от номиналов тока и напряжения, а также типа цепи – переменного или постоянного тока, производятся различные модели промежуточных реле.

Внешних особых различий в конструкции нет. Основная разница в материале магнитопровода – у реле для переменного тока сердечник набирают из отдельных стальных пластин, тогда как для постоянного тока его изготавливают цельнометаллическим.

Благодаря такому конструктивному решению снижаются энергопотери из-за нагревания стального сердечника из пластин, через который проходит переменный ток.

Конструктивные особенности

В процессе изготовление таких реле используют надёжные микропроцессоры, что объясняет простоту настройки, а также высокую надёжность этих устройств. Конструкция реле контроля обязательно включает в себя схему, вычисляющую порядок чередования фаз, и в соответствие с заложенным в схему алгоритмом срабатывают контакты на выходе реле.

В самых простых устройствах на вход подаётся 3-фазы и ноль, а на выходе имеем реле с переключающимся контактом. Запитка внутренней схемы осуществляется за счет фазы L1. Также обычно присутствуют 2 и более индикаторов – в зависимости от модели и производителя.

На выходы реле контроля можно подключать магнитные пускатели и контакты для запуска электродвигателей или любую сигнальную цепь, предупреждающую об отклонения в сети от нормы.

Разновидности РН

Существуют разные типы реле. Выбирая модель для дома, надо ориентироваться на такие особенности:

  • некоторые модели на корпусе имеют встроенный вольтметр. По электронному табло удобно определять состояние сети;
  • по типу монтажа РН могут устанавливаться на DIN рейку. В дальнейшем подключение проводов происходит к контактам, расположенным на корпусе. Такие модели устанавливают на всю квартиру внутри электрического щита. Для защиты отдельной бытовой техники разработаны устройства напоминающие тройник или переходник. Реле просто вставляется в розетку, а к его разъемам на корпусе подключается бытовой прибор;
  • РН бывает однофазное и трехфазное;
  • однофазные модели РН, монтируемые на DIN рейку, производятся с расчетом работы при номинальном напряжении сети от 8 до 80А. Однофазное реле, подключаемое к розетке, рассчитано на номинальный ток 6, 10 или 16А.

Реле напряжения Zubr (Rbuz)

Данное устройство предназначено для защиты от перепадов напряжения
(отгорания нуля). Производят ЗУБР в Донецке.

Отмечу особенности этого реле напряжения.

Индикация напряжения на устройстве — показывает значение
напряжения в реальном времени. Это достаточно удобно и необходимо для оценки
ситуации с напряжением в сети. Погрешность показаний низкая, разница
относительно высокоточного мультиметра Fluke 87 всего 1-2 Вольта.

Реле напряжения Zubr выпускают на различные номинальные токи: 25,
32, 40, 50 и 63А. Устройство при номинальном токе на 63А выдерживает в течение
10 минут ток 80А.

Верхнее значение по напряжению выставляется от 220 до 280 В с
шагом 1 Вольт, нижнее — от 120 до 210 В. Время повторного включения от 3 до 600
сек., с шагом 3 секунды.

Я выставляю на реле напряжения Zubr, максимальное (верхнее)
значение по напряжению 250 Вольт, а нижнее значение — 180 Вольт.

У приборов с индексом t
в названии, например Zubr D63t,
есть термозащита от внутреннего перегрева.  Т.е. при увеличении
температуры самого прибора до 80 градусов (например из-за нагрева
контактов) — он отключается.

Реле напряжения
Zubr занимает 3 модуля или 53 мм  на дин-рейке и бывают только
однофазными.

В паспорте и приведенных схемах подключения реле напряжения Зубр,
не сказано про ограничения по току, но в старой документации, ранее
указывалось, что не более 0,75 от номинального.

Схема подключения реле напряжения Zubr

В настоящее время, производители уверяют, что реле  можно
подключать по номиналу. Если номинал Зубра меньше номинала вводного автомата,
тогда нужно применять в схеме подключения реле напряжения — контактор.

Гарантию на реле напряжения
Zubr производитель дает целых 5 лет! Имеет очень хорошие отзывы от коллег — форумчан. И также, как у Меандра на форуме МастерСити есть
представитель Zubra, который не боится общаться публично. И кстати,
показательно на примере УЗМ и Зубра, что представители производителей
качественной продукции не боятся общаться на форумах.

Назначение реле напряжения

Если ваша электросеть постоянно занижена или меняется в больших пределах, тогда вам нужен стабилизатор напряжения, который при изменении напряжения сети в пределах 150 — 270 В, на выходе даст стабилизированное напряжение 220 В. При относительно стабильной сети, когда она меняется незначительно, вам необходимо в квартирный щиток установить реле напряжения. Для чего нужно реле напряжения?

Реле напряжения РН — 111М

Реле напряжения отключает напряжение сети, если оно станет меньше 170 или больше 260 В. Для старой электропроводки обгорание нуля не такое редкое явление. Нулевой провод в подъездном щите может отвалиться по таким причинам как обгорание при ослабшем креплении. Старение проводов увеличивает его сопротивление, нулевые провода греются, ослабляется болтовое соединение, как результат все это приводит к обгоранию нулевого провода.

Причиной обрыва нулевого провода может быть также неопытность и недобросовестность электрика, замыкание фазы на нулевой провод воздушных электросетей при сильном ветре. В подъездный электрощит приходят три фазы, которые равномерно распределяется по квартирам, а нулевой провод идет общим для всех. Если оборвется нулевой провод, меняется распределение напряжения по квартирам.

В розетке может появиться напряжение около 380 В, идущее через включенную нагрузку соседней квартиры, которая питается от другой фазы. В результате горят все подключенные электроприборы и техника. Поставив реле напряжение, при обрыве нуля отключится все напряжение сети в квартире, и все подключенные электроприборы останутся целыми. Обрыв нуля проводника может произойти в общедомовом щите или на подстанции. Вот для чего нужно реле напряжения.

Схемы подключения РКН

В щитке реле напряжения всегда устанавливается после счетчика в разрыв фазного провода. Он должен контролировать и по необходимости отсекать именно «фазу». Никак по-другому его подключать нельзя.

Чаще всего для однофазных потребителей применяется стандартная схема с прямой нагрузкой через реле

Основных схем подсоединения однофазных реле регулятора сетевого напряжения существует две:

  1. С прямой нагрузкой через РКН.
  2. С подсоединением нагрузки через контактор (магнитный пускатель).

При монтаже электрощита в доме практически всегда применяется первый вариант. Разнообразных моделей РКН с необходимой мощностью в продаже предостаточно. Плюс при необходимости этих реле можно установить по параллельной схеме и несколько, подключив к каждому из них отдельную группу электроприборов.

С монтажом все предельно просто. На корпусе стандартного однофазного реле имеется три клеммы – «нуль» плюс фазные «вход» и «выход». Надо лишь не перепутать подсоединяемые провода.

Выбор реле и допускающиеся при этом ошибки

Чтобы правильно выбрать РН, необходимо обратить внимание на следующие нюансы:

  • Если принято решение самостоятельно выбрать реле, надо изучить его главные параметры, это номинальный ток, быстродействие, наличие регулировки задержки и пределов срабатывания устройства.
  • Наличие цифровой индикации на корпусе не обязательно, но для настройки параметров она очень удобна.
  • Прежде чем выбрать изделие конкретной марки, надо найти на форумах отзывы покупателей и узнать принцип его работы.
  • Согласно полученной информации, лучше отдать предпочтение изделию, подходящему по соотношению качества и цены.

Часто при выборе однофазного изделия встречается ошибка, связанная с неправильным подбором тока. Маркировка на корпусе реле указывает номинальный ток, который выдержат контакты. Но многие не знают, что сила тока сильно сцепляет контакты и, чтобы у катушки хватило силы разъединить их, она должна иметь запас мощности. Запас по току однофазного реле должен составлять 30%. Если, например, автомат на вводе 40А, тогда РН надо ставить 50А.

С трехфазными реле немного проще. Они все рассчитаны на максимальный ток 16А, так как их контакты управляют работой контакторов.

Разобравшись с устройством и работой РН, его можно установить самостоятельно, обеспечив защиту домашних электроприборов. Но если что-то вызывает трудности или сомнения, лучше обратиться к специалистам.

Ссылка на основную публикацию