Реле напряжения для квартиры. схемы подключения

Общее устройство реле напряжения

Конструкция этих приборов состоит из двух основных частей. Это электронное часть, контролирующее напряжение и силовая в виде разъединителя нагрузки. Обе детали помещены в общий корпус.

Электронная часть изготавливается на основе микропроцессора или обычного компаратора – операционного усилителя, сравнивающего сигналы прямого и инверсного входов. Микропроцессорный вариант позволяет более плавно регулировать верхний и нижний пороги срабатывания.

Основным показателем работы реле напряжения считается его быстродействие. В некоторых устройствах этот параметр может составлять всего лишь несколько десятков наносекунд. Порог срабатывания устанавливается с помощью потенциометра по шкале, имеющей специальную градуировку.

Однофазное реле напряжения отличается от стабилизатора своей основной функцией. Оно не выравнивает сетевое напряжение, а выполняет мгновенное отключение защищаемого участка в случае скачков напряжения в сторону увеличения или уменьшения. После того как напряжение в сети стабилизируется, участок автоматически вновь подключается к питанию. Повторное включение осуществляется с некоторой задержкой с помощью таймера, обеспечивая тем самым корректную работу электронной бытовой техники. Время задержки может быть отрегулировано и установлено в нужных пределах. Такие возможности прибора дают максимальный эффект при перекосах фаз, перегрузках, обрывах нейтрали и других аварийных ситуациях, происходящих с фазами.

Однофазное реле контроля обладает более компактными размерами по сравнению с любыми типами крупногабаритных стабилизаторов. Это позволяет устанавливать устройство непосредственно в щиток на DIN-рейку и быстро подключать необходимые провода. Стабилизатор же требует отдельного ящика, монтируемого возле щитка или врезки в действующую сеть при его установке внутри квартиры. По параметру быстродействия с реле напряжения могут сравниться лишь дорогие стабилизаторы симисторного типа. Кроме того, реле практически работают беззвучно, а стабилизаторы сильно шумят во время работы.

Стабилизатор или реле?

Часто происходит, что при подключении в электрощите реле советуют монтировать в доме стабилизатор напряжения. Иногда такая установка может принести пользу. Но, в первую очередь, при выборе варианта защиты электроприборов необходимо помнить о многих нюансах.

Вообще, стабилизатор выравнивает напряжение и выключается при довольно высоких показателях. А функция реле напряжения заключается в защитной автоматике. Стабилизатор, конечно, может содержать функции реле, однако стабилизатор по отношению к РКН:

• Несколько дороже и создает больше шума.
• Более подвижен при резких перепадах.
• Нельзя настроить параметры.
• И, наконец, занимает немалое пространство.

С целью снижения параметров входного напряжения, для доступности выхода нужных характеристик, он «всасывает» в себя все из сети, из-за чего может быстро перегореть проводка, если она, конечно, не предназначена на такие нагрузки.

Вторым недостатком стабилизатора является его не функциональность, чтобы взять резкий перепад напряжения при обрыве нуля.

Необходимо всего лишь половины секунды с 350-370 Вт в розетке, чтобы большое количество бытовой электроники и оборудования загорелись в доме. Как правило, множество моделей не подстраиваться под подобные изменения и пропускают из-за этого дополнительный вольтаж, отключаются лишь спустя одну или две секунды после всплеска.

Кроме стабилизатора и реле от скачков вольтажа можно использовать расцепители типа максимального и даже минимального напряжения для дополнительной защиты. Однако они имеют несколько большую задержку срабатывания в отличии от РКН, и они не подрубают питание снова в автоматическом порядке. Они очень сильно похожи на УЗО по принципу работоспособности.

После отсоединения электричества расцепители следует переключить в исходное состояние, но сделать это будет нужно ручным способом.

Подключение несколько реле контроля напряжения

Технические условия допускают подключение к частному дому или квартире трех фаз. Если для защиты электрооборудования использовать трехфазные блоки, то при аварийной ситуации на одном ответвлении обесточиваться будет все оборудование, что не очень удобно. Эта проблема решается тремя реле, подключенными отдельно на каждую фазу.

С нижней клеммы автомата производим подсоединение ко входу первого блока. С другой клеммы — на вход следующего блока. Для удобства обслуживания и ремонта делать это нужно разноцветными проводами, при этом помнить, что синий цвет — всегда «ноль». Нулевой провод выводим на нулевую шину.

Можно установить отдельные входные автоматы, чтобы в случае необходимости обесточить нужное реле, если вдруг придется его отключать. Как видим, монтаж ничем не отличается от рассмотренных примеров выше, только вместо одного блока — сразу три, каждый на свою фазу.

Выходы реле подключаем на автоматы, которые идут каждый непосредственно на свою нагрузку: освещение, розетки, бойлер. В соответствии с этим каждое реле можно настроить на разное время задержки.

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

Устройство реле напряжения

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.

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

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.

Назначение и функции

Данная технология применяется в сети трехфазных нагрузок. Наиболее востребована для защиты электродвигателя синхронного или асинхронного, трехфазных станков высокой точности, технологичной электроники, насосов. Заметьте, что неправильное чередование фаз приведет к низкой эффективности его работы, перегреву и снижению уровня изоляции, что может привести к пробою.

Применяется для следующих целей:

Для коммутации преобразовательного оборудования, которому важно соблюдение последовательности фаз: источников питания, выпрямителей, инверторов и генераторов;
Для систем АВР (введения в работу резервных источников питания) или подключения системы аварийного освещения;
Для специального оборудования – станков, крановых установок, мощность которых составляет не более 100 кВт;
Для электроприводов трехфазных двигателей, имеющих мощность не более 75 кВт.

Для коммутации однофазной нагрузки данное устройство не используется.

В целом реле контроля фаз применяется для различного промышленного и бытового оборудования и является обязательным предохранителем для тех схем управления, в которых требуется постоянный мониторинг величины напряжения и других параметров внешних линий.

В трехфазных сетях осуществляет контроль:

• уровня напряжения, реализуемая, в преимущественном большинстве, для оборудования такого класса в случаях, когда его величина выходит за установленные пределы;
• чередования фаз – выполнит коммутацию в случае аварийного слипания фаз или при их неверном расположении относительно питающих вводов оборудования;
• пропадания фазы – производит отключение потребителя в случае обрыва фазы и последующего отсутствия напряжения;
• перекоса фаз – производит коммутацию в случае изменения фазного или линейного напряжения по отношению к номинальному значению.

Преимущества реле контроля фаз

В сравнении с другими устройствами аварийных отключений данные электронные реле отличаются рядом весомых преимуществ:

• в сравнении с реле контроля напряжения не зависит от влияния ЭДС питающей сети, так как его работа отстраивается от тока;
• позволяет определять аномальные скачки не только в трехфазной сети питания, но и со стороны нагрузки, что позволяет расширить спектр защищаемых компонентов;
• в отличии от реле, работающих на изменение тока в электродвигателях, данное оборудование позволяет фиксировать еще и параметр напряжения, обеспечивая контроль по нескольким параметрам;
• способно определить дисбаланс уровней питающих напряжений из-за неравномерности загрузки отдельных линий, что чревато перегревом двигателя и снижением параметров изоляции;
• не требует формирования дополнительной трансформации со стороны рабочего напряжения.

В отличии от реле, работающих только по напряжению обеспечивает действующую защиту от регенерированного напряжения, вырабатываемого обратными ЭДС. В случае, когда одно из фазных напряжений пропадает, двигатель продолжает набирать достаточный уровень энергии с остающихся двух. При этом в обесточенной фазе будет генерироваться ЭДС от вращения ротора, который продолжает крутиться от двух фаз в аварийном режиме.

Из-за того, что контакторы электродвигателей не размыкаются от реле при такой работе, возникает риск повреждения электрической машины с ее дальнейшей поломкой. Реле контроля, в свою очередь, способно обнаружить смещение фазового угла, за счет чего обеспечивается полноценная защита.

Такая функция особенно актуальна, когда рабочий режим двигателя, в случае его реверсивного вращения, способен повредить вращаемый элемент или травмировать работника. Как правило, такая ситуация возникает при внесении изменений во время обесточивания электрической машины, смене фазных нагрузок, порядка чередования фаз и прочих.

Устройство и принцип работы реле

Реле представляет собой катушку, состоящую из немагнитного основания, на которое намотан провод из меди с тканевой или синтетической изоляцией, но чаще всего с диэлектрическим лаковым покрытием. Внутри катушки установленной на нетокопроводящее основание, размещается металлический сердечник. Также в устройстве имеются пружины, якорь, соединительные элементы и пары контактов.

При подаче тока на обмотку электромагнита (соленоида) сердечник притягивает якорь, который соединяется с контактом и электрическая или электронная цепь замыкается. При снижении силы тока до определенного значения, якорь, под действием пружины, возвращается на исходную позицию, вследствие чего происходит размыкание цепи.

Более плавная и точная работа достигается благодаря использованию резисторов, а защиту от скачков напряжения и искрения обеспечивает установка конденсаторов.

У большинства электромагнитных реле имеется не одна, а несколько пар контактов, что позволяет управлять несколькими цепями одновременно.

Простейшая схема устройства электромагнитного соленоида

Если в двух словах, то этот вид коммутационного устройства работает по принципу электромагнитной индукции. Благодаря довольно простому принципу действия реле имеют высокую надежность в эксплуатации.

В видеоролике ниже разъясняется принцип действия электромагнитного КУ:

Watch this video on YouTube

Параметры реле ФиФ СР-721

Приведу технические данные реле из руководства по эксплуатации со своими комментариями.

Реле контроля напряжения Евроавтоматика ФиФ – технические данные

Напряжение питания – 50-450 В. Похвально, что реле спокойно выдержит отгорание нуля с повышением фазного напряжения 220 В до линейного 380 В. И если напряжение питания реле будет в пределах 400-450 В, квартира будет обесточена, а реле будет спокойненько ждать, когда местные электрики устранят проблему и заменят отгоревший нулевой болт.

По этим пределам мы ещё проверим, соответствуют ли они реальности, в экспериментальной части статьи.

Максимальный ток контактов реле – 30 А АС1 (15 А АС15). Речь идёт про переменный ток силовых контактов, включенных параллельно. Режим работы АС1 – такой режим, когда нагрузка чисто активная , например, если включены только утюги, электрочайники и лампочки накаливания. Когда включаются холодильники, пылесосы и кондиционеры (реальная ситуация) – режим работы смещается на АС15. Это означает, что максимальный коммутируемый ток уменьшается. То есть, реле работать будет, но его контакты (а ничего не вечно) будут подгорать немного быстрее. Выход из такой ситуации – дополнительный контактор, об этом ниже.

Контакт: 1NO (1 Нормально Открытый). При активации реле (когда входное напряжение в пределах нормы) контакт замыкается. На схеме обозначены две пары контактов, что это значит, рассмотрим ниже.

Диапазон контролируемых напряжений: нижний – 150-210, верхний – 230-300 В. Тут имеется ввиду, как можно менять пределы напряжения. Если пределы поставить очень узкими (210…230), то нагрузка будет максимально защищена от перепадов напряжения, но реле может срабатывать очень часто. Если пределы поставить очень широкими – ситуация будет обратной. Какие пределы устанавливать? – нужно искать компромисс.

Погрешность измерения – не более 2%. Реле не является измерительным прибором типа вольтметра, хотя оно и измеряет и показывает входное напряжение. Поэтому точность тут не является краеугольным камнем, как у вольтметра. 2% – это не более 4 В на напряжении 200 В, надо это учитывать.

Задержка отключения при росте напряжения – 0,1-1 с, при падении напряжения – 2-10 с. Хотелось бы побыстрее, но минимальное время ограничено работой электрической схемы реле, а также предотвращает срабатывание при кратковременных аномальных напряжениях. Примерно такие же времена срабатывания и у Барьера и Digitop, но у СР-721 огромный плюс в том, что эти параметры можно регулировать.

Время повторного включения – 2 с – 9,5 мин. Тут СР-721 – безусловный лидер, у конкурентов этот диапазон значительно уже. Что позволяет более гибко устанавливать время включения, в зависимости от пожеланий хозяина оборудования. Например, для мощных дорогих холодильников чем больше пауза перед включением, тем лучше.

Далее идут несущественные параметры, которые мы рассматривать не будем.

Где используются?

Твердотельные реле — уникальные устройства, которые после монтажа не требуют особого обслуживания. Здесь работает принцип «установил и забыл». К примеру, в простых моделях очистка контактной группы осуществляется с определенной периодичностью — как правило, через определенное число циклов. Если изделие работает редко, это не вызывает проблем.

Но как быть с аппаратурой, для работы которой требуется частое срабатывание — один раз в секунду или даже чаще? Пример такой техники — станок с клапанами соленоидного типа.

Подача напряжения происходит через реле, которому приходится разрывать до десяти ампер индуктивного I. Если поставить контактное устройство, его замену придется осуществлять раз в 1-2 месяца. Если поставить твердотельный аналог, об этом можно забыть на долгие годы.

Несмотря на надежность работы, ТТР требуют периодического осмотра. Базовые рекомендации в этом вопросе дает производитель изделия. Как правило, речь идет о проверке факта замыкания контактов, целостности корпуса и изоляции.

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.

Классификация и виды

Для защиты электросети частного дома, квартиры в старом и новых жилых фондах необходимы разные устройства. Реле напряжения делятся на две категории:

• по типу подключения;
• по количеству фаз.

По типу подключения

Существует две основных категории реле напряжения в зависимости от способа их подключения:

• стационарные;
• переносные.

Стационарные устройства контроля подразделяются на два типа. Приборы для установки в электрощитах и встроенные в розетку. Подробнее рассмотрим каждый из видов.

Реле напряжения, установленное в распределительном щите, обладает целым рядом преимуществ. Устройство монтируется на входе сети для защиты всего электрооборудования дома или квартиры. В случае его применения нет необходимости использовать дополнительные реле для защиты отдельных потребителей, что значительно экономит бюджет.

Розеточные реле напряжения представляют отличную альтернативу, когда нет физической возможности для установки устройства в щитке. Используют розетки для точечной защиты таких приборов, как холодильники, бойлеры, стиральные машины и т.д.

Переносные реле представлены двумя видами — вилкой-розеткой и удлинителем. Их используют в том случае, когда установка защитного устройства на входе сети невозможна. Несмотря на громоздкие параметры, переносные устройства пользуются спросом. Это связанно, в первую очередь, с их портативностью и легкостью в использовании (монтаж не требуется).

Вилка-розетка предназначена для защиты лишь одного потребителя. Устройство подключается к стандартной розетке и контролирует перепады напряжения в узле, не отслеживая общее состояние сети. Подходит для защиты дорогих и мощных электроприборов.

Удлинитель со встроенным реле контроля используют для защиты группы устройств от перепадов в сети. Удобное и простое решение имеет только одно основное ограничение — максимальная мощность нагрузки.

По количеству фаз

В зависимости от типа электросети различают два вида реле:

• однофазные;
• трехфазные.

Однофазное реле предназначено для контроля электрических сетей с рабочим напряжением 220 В. При правильной настройке, устройство подходит для защиты практически всех бытовых электроприборов.

Трехфазные защитные приборы используют, в основном, в загородных домах и новом жилом фонде, где предусмотрено подключение по трехфазной цепи питания. Причем РКН контролирует напряжение каждой фазы.