Меню

Реле контроля напряжения для одного прибора

Реле контроля напряжения: как выбрать и подключить

Реле контроля напряжения (РКН) – устройство, позволяющее защитить бытовые приборы, электроинструмент и другое электрооборудование, запитанные от электрической сети. Оно служит для непрерывного контроля напряжения и отключения потребителей при выходе его значения за допустимые пределы, которые задаются в настройках. РКН чаще всего устанавливают в зданиях старого жилого фонда, сельской местности и других местах, для которых характерно нестабильное напряжение.

Назначение РКН

Выясним, для чего нужно реле контроля напряжения. При достижении критически высокого или критически низкого значения напряжения реле обесточит электросеть и защитит электрические аппараты от повреждений, требующих дорогостоящего ремонта, или полного выхода из строя. При восстановлении нормальных параметров тока РКН генерирует команду на включение приборов с определенной выдержкой по времени.

Возможные причины срабатывания РКН:

  • Обрыв проводов линии воздушных передач. Перехлестывание фазного и нулевого проводов приводит к резкому росту напряжения в фазном проводе.
  • Обрыв нулевого провода в трехфазной системе. Приводит к опасному явлению, которое называется перекосом фаз. При обрыве нулевого проводника на одной из фаз вольтаж может резко понизиться, а на другой – возрасти.
  • Включение высокомощного потребителя. Становится причиной резкого падения напряжения и перекоса фаз.

Принцип работы реле напряжения

Прибор состоит из двух блоков – измерительного и исполнительного. Измерительный блок контролирует напряжение в электросети. При выходе его значения за обозначенные в настройках пределы измерительный блок формирует сигнал, в соответствии с которым исполнительный механизм немедленно отключает электропотребителей. После нормализации параметров электротока в сети измерительный блок формирует сигнал исполнительному механизму на включение потребителей. Временная выдержка может длиться от нескольких секунд до 15 минут.

Реле контроля напряжения работает на основе таких устройств, как компараторы или микропроцессоры. Первый вариант является более простым и дешевым, а второй способен обеспечить более точную настройку устройства. Большинство современных моделей РКН оснащены именно микропроцессорной базой.

Самые простые РКН имеют два светодиода, показывающие наличие напряжения на входе и выходе. Технически более совершенные устройства оснащены дисплеем, на котором отображаются: текущий вольтаж в электросети и заданные допустимые пределы напряжения.

Для регулирования пороговых вольтажей предназначены: потенциометр с градуированной шкалой или кнопки. В последнем случае выставляемые пороговые значения отображаются на экране.

Реле, обеспечивающее коммутацию электрических цепей, построено по бистабильной схеме. Оно имеет два стабильных состояния, для сохранения которых затраты электроэнергии не требуются. Энергия затрачивается только при переходе из одного стабильного состояния в другое.

Типы реле напряжения

Эти защитные устройства могут предназначаться для однофазной или трехфазной сетей. Однофазные модели обычно востребованы в квартирах, частных домах и на дачах. Трехфазные РКН устанавливаются в ремонтных мастерских, на производственных объектах для защиты станков с трехфазным питанием. Главная особенность трехфазных реле – полное отключение электропитания даже при скачке только на одной из фаз.

По способу установки приборы бывают стационарными и переносными.

Стационарные

Устройства стационарного монтажа делятся на две группы – встроенные в розетку (розеточные) и располагаемые на электрощитках.

Розеточные модели используются в случае, если прибор невозможно установить в электрощитке или в ситуациях, когда конкретный потребитель нуждается в индивидуальной защите. Розеточные устройства часто сочетают с основной защитой – реле напряжения, установленным в распределительном шкафу. Например, после нормализации параметров сети РКН, встроенное в щиток, включает нагрузки с выдержкой в 1 минуту. Компрессорные потребители (холодильники, кондиционеры) требуют более длительное время выдержки – не менее 300 сек. Для них устанавливают индивидуальное розеточное реле.

Реле контроля напряжения от

Приборы, предназначенные для установки на электрощитке, обеспечивают защиту всех электропотребителей объекта, что избавляет от необходимости индивидуально защищать каждую нагрузку. Обычно такие РКН имеют широкий диапазон настроек и возможность работать в нескольких независимых режимах: как устройства наибольшего или наименьшего напряжения, с задержкой времени на включение.

Переносные

Переносные РКН разделяют на два типа: вилка-розетка и удлинитель. Такие устройства удобны своей мобильностью, отсутствием необходимости монтажных работ, возможностью задавать индивидуальные настройки для конкретных потребителей (как и в случае стационарных розеточных моделей).

  • Вилка-розетка вставляется непосредственно в розетку. Ее работа управляется микроконтроллером, который анализирует текущий вольтаж и отображает его на экране. Допустимые пределы устанавливаются кнопками.
  • Удлинитель – устройство, по принципу действия аналогичное вилке-розетке. Но он может иметь две и более розеток и защищать сразу несколько потребителей.

Какие параметры учитывают при выборе реле контроля напряжения

Перед тем как выбрать реле контроля напряжения, необходимо определиться, какие технические характеристики РКН подходят для конкретных условий применения. Это:

  • рабочий диапазон;
  • допустимые верхний и нижний пороги срабатывания;
  • наличие или отсутствие индикаторов, показывающих уровень напряжения;
  • быстродействие – время, требуемое для обесточивания нагрузки при срабатывании РКН;
  • время задержки после нормализации вольтажа в сети;
  • наличие или отсутствие функции защиты устройства от перегрева;
  • максимальную коммутируемую мощность или максимальный пропускаемый ток, по этим характеристикам необходим запас не менее 20 %.

При эксплуатации удобны модели с дисплеем, позволяющим визуально контролировать вольтаж электросети. Материал корпуса должен быть прочным, не поддерживающим горение.

Особенности настройки РКН

Реле напряжения имеют три основные настройки:

  • Установка порогового срабатывания по максимальному значению – Umax.
  • Установка минимального значения, при котором происходит срабатывание устройства – Umin.
  • Установка времени задержки коммутации после нормализации параметров электрической сети.
Читайте также:  Бензогенератор не выдает напряжение 220 причины поломки

При установке пороговых значений необходимо соблюдать «золотую середину». Если пороги заданы слишком широко, то потребители могут не получить эффективную защиту. Пороги, заданные слишком жестко, становятся причиной слишком частого срабатывания РКН. Частые включения и выключения негативно влияют на эксплуатационный период как самого реле контроля напряжения, так и подключаемых нагрузок.

Управление настройками реле контроля напряжения может быть электромеханическим или цифровым. В первом случае пороговые значения устанавливаются переменным резистором, расположенным на передней панели, во втором – кнопками с отображением значений на LED-экране.

Некоторые РКН не имеют возможности настройки пороговых значений. Обычно нижний предел равен 170 В, а верхний – 265 В. Пороги определяются в заводских условиях, и изменить их самостоятельно невозможно. Эти приборы стоят дешевле. Но перед покупкой необходимо удостовериться, что такой допустимый диапазон соответствует эксплуатационным условиям.

Общие рекомендации по установке реле контроля напряжения

РКН являются достаточно дорогими устройствами, поэтому при их монтаже необходимо соблюдать несколько условий, среди них:

  • Установка перед РКН автоматического выключателя стандартного исполнения, токовая нагрузка которого ниже максимальной токовой нагрузки реле напряжения на 20 %. Эта мера обеспечивает защиту прибора от короткого замыкания.
  • Использование в комплексе с реле дополнительных защитных устройств – УЗО и стабилизаторов.
  • При стационарной установке – обеспечение доступа для осмотра, обслуживания и параметрирования прибора.

Схемы подключения однофазных реле контроля напряжения

В зависимости от производителя РКН могут иметь разные варианты подключения. Перед тем как подключить реле контроля напряжения необходимо ознакомиться со схемой, указанной в инструкции или на его корпусе.

Однофазные реле обычно подключают в электросеть напрямую, то есть через их контакты протекает рабочий ток электросети. РКН монтируют в разрыве между электрическим счетчиком и группой потребителей. Для защиты от сверхтоков перед ним устанавливают дифавтомат. До прибора учета устанавливают вводный автомат, поэтому проведение монтажных работ при выключенном вводном АВ совершенно безопасно.

Реле контроля напряжения: как выбрать и подключить

Этапы работ:

  • Обесточить электросеть с помощью вводного автоматического выключателя. Для контроля отсутствия напряжения используют индикаторную отвертку.
  • Установить РКН на DIN-рейку, защелкнуть фиксатор, проверить надежность удерживания прибора.
  • Зачистить концы разрыва проводов, идущих от счетчика к нагрузкам.
  • Закрепить провода, идущие от прибора учета, на штатных местах в верхней части РКН. Это – «фаза» и «ноль».
  • Провод «фаза», идущий к потребителям, закрепляется на штатное место внизу прибора.
  • Включить вводный автоматический выключатель и убедиться с помощью индикаторной отвертки, что напряжение поступает на вход реле.
  • Включить РКН и выставить пороговые значения и время задержки включения.

Схема подключения трехфазных РКН в электрическую цепь

Трехфазные реле контроля напряжения могут подключаться двумя способами:

  • Напрямую. В этом случае потребители в нештатных ситуациях отключаются контактами самого реле.
  • Опосредовано. Такая схема подключения предусматривает прохождение рабочего тока через контакты не реле, а управляемого им магнитного пускателя. После магнитного пускателя устанавливаются одно- и трехполюсные автоматы, с помощью которых нагрузки разделяют на группы. Опосредованная схема подключения применяется в случаях обслуживания высокомощных нагрузок.

Реле контроля напряжения: как выбрать и подключить

Проверка работоспособности реле контроля напряжения

Простых домашних способов проверки РКН на исправность не существует. Для того чтобы проверить реле контроля напряжения на работоспособность, в лабораторных условиях создают схему с имитацией нагрузки способом регулирования подаваемого напряжения. Прибор должен срабатывать на установленных пороговых значениях.

Источник



Что такое реле контроля напряжения и для чего его используют в домах и квартирах

Владимир СадовскийВладимир Садовский

Реле напряжения применяется для защиты бытовой техники от скачков в сети. Использование устройства заметно снижает риск выхода из строя дорогостоящей аппаратуры. Пригодится РН и для правильного функционирования промышленных агрегатов.

Для чего нужно реле контроля напряжения

Бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220-240 В. Периодически в электросети возникают нештатные ситуации. Напряжение в розетке прыгает в большую или меньшую сторону. Скачки способны нарушить работу бытовой техники или вовсе вывести ее из строя.

Перепады напряжения в сети

Распространенный случай перепадов напряжения — это обрыв нуля. При этом на одной фазе напряжение падает ниже допустимого уровня. На другой, наоборот, происходит существенное превышение вольтажа вплоть до 380в.

Другая ситуация свойственна старым домам с плохой электропроводкой и разболтавшимися контактами. Из-за плохого состояния кабелей и их перегрузки напряжение в розетках способно упасть до 170 В и ниже. Это опасно для электрических двигателей стиральных машин и холодильников.

На защиту электроприборов встает реле контроля напряжения. Это небольшое устройство располагается в распределительном щитке квартиры. Оно имеет компактную конструкцию, удобно крепится на дин рейку и выполняет свою задачу полностью автономно.

Устройство для установки на DIN-рейку

Дополнительная информация. Нужно отличать реле контроля напряжения от всевозможных стабилизаторов и УЗМ. Все перечисленные устройства применяются для защиты бытовой техники. Стабилизатор — прибор активный. Он способен самостоятельно корректировать напряжение в квартире. РН выполняет более простую и пассивную функцию. Оно просто отключает потребителя при превышении допустимого порога и, само по себе, на вольтаж никак не влияет.

Назначение кнопок и выводов

На передней панели стандартного реле ограничения напряжения имеется 3 контакта. Они предназначены для подключения нулевого и фазных проводников. Если смотреть слева направо, то контакты имеют следующее назначение:

  1. Общий нулевой провод. Этот контакт бывает раздвоен на 2 точки.
  2. Вход питающего напряжения. К нему подключается фаза, идущая от счетчика.
  3. Выход на квартиру. Этот провод отключится при скачке или просадке напряжения.
Читайте также:  Зависимость напряжения аккумулятора от его емкости

Выводы 2 и 3 — это нормально разомкнутые силовые контакты. Если напряжение между 1 и 2 находится в пределах нормы, то 2 и 3 замкнуты, и фаза может свободно проходить в сеть квартиры.

Устройство реле напряжения

Реле контроля напряжения имеет простой принцип работы. Внутренний контроллер непрерывно измеряет напряжение в сети. Если оно выходит за пределы нормы, то электромагнитное реле отключает квартиру. Устройство цифровое. Оно срабатывает как на чрезмерно высокий вольтаж, так и на заниженный.

Задержка времени включения

Для РН свойственна задержка включения. Если вольтаж провалился ниже допустимой нормы, то устройство выключится и разорвет контакты 2 и 3. Когда напряжение снова входит в норму, реле не включается. Оно выжидает некоторое время. Например, 15 секунд. Это необходимо, чтобы избежать ложных включений РН. Регулятор для настройки этого параметра предусмотрен на передней панели устройства.

Диаграммы работы реле

На корпусе реле имеются кнопки с дисплеем. Они позволяют настроить диапазон рабочего напряжения и время задержки срабатывания. Подробная информация о настройке прибора содержится в руководстве по эксплуатации.

Технические параметры

К основным характеристикам РН относится рабочее напряжение, количество подключаемых фаз и максимальная пропускная мощность. Ниже рассмотрены параметры одного из популярных реле — RV-32.

Характеристика Значение
Питающее напряжение 220 В
Максимальная активная мощность потребителя 7 кВт
Предельный ток нагрузки 32 А
Погрешность измерений +/-1 %
Степень защиты от пыли и влаги IP20
Количество рабочих циклов реле 100 тыс.
Рабочая температура от -5 до+40°C
Предельное сечение подключаемых проводов 6 кв. мм

Из характеристики следует, что реле питается от сетевого напряжения 220 В. Внутренние контакты способны длительно пропускать ток, равный 32 А, что соответствует потребителю мощностью 7 кВт. Класс IP 20 говорит, что устройство непригодно для работы во влажном помещении или на улице. Его допустимо устанавливать в специальный электрический щит. 100 тыс. рабочих циклов — это количество включений и отключений реле, которые оно способно перенести без разрушения.

Реле напряжения DigiTOP Vp-50A IP20

к содержанию ↑

Виды РН

В защите от скачков вольтажа нуждаются различные типы приборов. Некоторые из них работают от бытового напряжения 220 В и потребляют минимальную мощность. К примерам таких устройств относятся зарядные устройства для смартфонов или led лампочки. Другие так же работают от 220 В, но потребляют уже тысячи ватт мощности, например, электрические чайники и утюги. Третьи устройства требуют трехфазного питания 380 В. Обычное однополюсное РН им не годится. Среди таких потребителей промышленные станки и мощные асинхронные двигатели. Поэтому все реле для контроля напряжения принято разделять по типу корпуса и виду нагрузки.

По типу корпуса

Данная классификация указывает на то, какие приборы и в каком количестве возможно подключить к реле. По типу исполнения РН подразделяется на 3 вида:

  • розеточные;
  • в виде удлинителя;
  • с установкой на din рейку.

Первый тип наиболее прост с точки зрения использования. Данное реле защиты от перенапряжения подключается непосредственно в розетку. С одной стороны корпуса имеется соответствующий разъем в виде штепсельной вилки. На другой части прибора расположена стандартная розетка для подключения нагрузки. Подобный тип РН можно быстро снять и подключить в другое место.

Прибор для установки в розетку

Второй тип выполнен в виде удлинителя. На его поверхности имеется несколько розеток для нагрузки. В отличие от 1-го типа данное реле оснащено кабелем с вилкой. Прибор удобен для стационарного подключения офисной техники.

Третий тип наиболее профессиональный. РН устанавливается в щиток. Оно имеет расширенный список функций, высокую пропускную мощность, и одновременно защищает все электрические приборы в квартире.

По количеству фаз

Электрические потребители, работающие от переменного тока, подразделяются на 2 группы. Подобное деление имеет и реле контроля напряжения. А именно:

  • однофазное РН;
  • трехфазное.

Однофазная модификация пригодна для дома. Эти реле устанавливаются в квартирах, гаражах и дачах. Они пропускают через себя одну фазу и ноль. Поэтому их называют однофазными.

Рабочее напряжение для подобных РН составляет 220в. Их контакты рассчитаны на ток в 30-40 А, что соответствует максимальным значениям для квартирной проводки. Устройство имеет минимальный перечень настроек и, если почитать инструкцию, пригодно для пользования обычным человеком без профильного образования.

Трехфазное реле контроля напряжения ZUBR 3F

Второй вид реле сложнее. Он контролирует вольтаж одновременно на 3 фазах. Подобная модификация годится для агрегатов, потребляющих от сети 380 В. Реле имеет расширенный перечень регулировок и требует минимальный опыт в настройке систем автоматики.

Распространенные схемы подключения

Отличия существуют и в мощности потребителей, которые подключаются через РН. Одним достаточно для питания фазы и нуля. Другие требуют трехфазное питание. Для каждой категории мощности нагрузки необходима соответствующая схема подключения реле. Поэтому принято выделять 3 способа включения этих защитных устройств:

  • однофазное РН;
  • трехфазное;
  • схема подключения через контактор.

к содержанию ↑

Подключение однофазного РН

Схема применяется для подключения потребителей на 220 В. Она пригодна как для квартиры, так и для отдельного устройства.

Схема подключения однофазного реле

Первоначально имеется однофазное РН, питающая и отходящая линии. Монтаж схемы производится по нижеизложенному плану:

  1. Подключается общий нулевой провод. Соответствующая клемма имеется на реле. Она обозначается буквой «N». В зависимости от модели прибора нулевых клемм может быть и две. В таком случае на один контакт подключается ноль от питающей линии, а на другой от отходящей.
  2. Затем подсоединяется фазный провод отходящей линии. На корпусе прибора эта клемма имеет маркировку «L2», «выход L» или «out L».
  3. Третий этап — подключение фазного провода питающей линии. Напряжение на нем присутствует всегда и независимо от того, сработало РН или нет. В стандартном электрощите этот проводник идет от выхода прибора учета или дифавтомата.
Читайте также:  Стабилизация тока или напряжения для светодиодов

к содержанию ↑

Схема для трехфазного реле контроля напряжения

Разные модели трехфазных реле контроля напряжения имеют отличающийся набор клемм для подключения проводов. В стандартной комплектации их 8. Клеммы напряжения сети (4 шт.) нужны для подачи в устройство трех контролируемых фаз и нуля. На корпусе прибора они обозначаются L1, L2, L3 и N. Выходные релейные клеммы (4 шт.) используются для подключения последующих устройств защиты и автоматики. Они имеют маркировку «NO» у нормально открытых контактов, и «NC» у нормально закрытых.

Плодключение трехфазного реле

Схема подключения собирается в 2 этапа:

  1. К клеммам РН подключаются фазные и нулевые провода питающей линии. Здесь необходимо обратить внимание на максимальный допустимый ток контактов. Как правило, если потребитель трехфазный, то он потребляет большие мощности. Реле должно быть рассчитано на эти значения.
  2. К релейному выходу подключаются последующие устройства. Например, контактор, различные устройства сигнализации или индикаторные лампы «авария».

Обратите внимание! Дорогостоящие трехфазные РН способны контролировать не только напряжение, но и ряд других параметров сети. Например, критический перекос фаз и правильность их чередования. Эти функции важны для правильной работы асинхронных двигателей и тиристорных преобразователей.

Подключение нагрузок свыше 100 кВт с помощью контактора

Некоторые потребители электроэнергии берут от сети токи в сотни ампер. Никакое РН не способно справиться с такими мощностями. В этой ситуации используют отдельный контактор. Его необходимо соединить с выходным реле.

В этой схеме РН просто контролирует состояние сети и формирует слаботочный сигнал управления для контактора. Его втягивающая катушка подключается последовательно с выходом реле контроля напряжения. Основной ток нагрузки протекает непосредственно через контактор.

Схема контроля напряжения с контактором

Важно! Не следует ставить РН рядом с мощными источниками радиопомех, например, трансформаторами или беспроводными телефонами. Испускаемые ими помехи способны повлиять на измерительную цепь реле и привести к ложным срабатываниям.

Рекомендации по выбору

Из вышесказанного вытекает, что существует множество видов реле контроля напряжения. Подбор осуществляется с учетом конкретной ситуации, в которой РН предстоит работать. Наиболее значимые критерии выбора реле контроля напряжения таковы:

  1. Однофазная или трехфазная сеть. Практикуется вариант, когда вместо одного трехфазного реле устанавливается 3 однофазных.
  2. Тип исполнения реле. Подключаемые к розетке, рассчитаны на 1-3 потребителя. Они выдерживают ток до 16 А. Модификации под DIN рейку мощнее. Через них возможно подключить всю квартиру. Пропускаемый ток составляет 40-80 А.
  3. Допустимый ток реле. Для обычной квартиры подойдет прибор, способный пропускать 30-40 А. Этот ток больше, чем позволит сечение бытовой проводки, но РН лучше брать с запасом по мощности в 1,5-2 раза. Так устройство прослужит заметно дольше.
  4. Если реле приобретается для подключения одиночного бытового прибора, то перед покупкой следует узнать какой у него потребляемый ток. В этой ситуации достаточно делать запас в 30-50%.

Дополнительная информация. Существуют реле контроля напряжения, оснащенные встроенным амперметром. Эти приборы позволяют отслеживать потребляемый квартирой ток. На них возможно организовать защиту от короткого замыкания или перегрузки сети.

Настройка порогов срабатывания РН

Настройка реле защиты от перенапряжения производится после анализа текущего состояния электросети и проводки. Необходимо обратить внимание на такие факторы, как:

Монтаж и настройка реле напряжения

  1. Напряжение в розетке. Оно составляет 220 В только на страницах учебников. Реальный вольтаж в сети способен находиться в пределах 190-240 В. Бессмысленно настраивать РН на отключение при снижении до 210 В, если в розетке вольтаж редко поднимается выше 200 В. Особенно актуально для сельской местности и в частном доме.
  2. Мощность бытовых приборов. Некоторые образцы техники в момент запуска потребляют большие токи, что резко понижает напряжения в сети. Этот провал необходимо учитывать, чтобы выбрать нижний порог срабатывания защиты.
  3. В ночное время суток происходит обратное. Люди спят. Большая часть электроприборов в доме выключена. Напряжение в сети способно зашкаливать до 230-240 В. Это явление учитывается при выборе верхнего номинала срабатывания.

к содержанию ↑

Проверка РН с помощью мультиметра

Полноценные испытания удастся провести при помощи специального оборудования в электротехнической лаборатории. Однако точность показаний выходного вольтажа получится проверить и обычным мультиметром. Прибор необходимо переключить в режим измерения переменного напряжения до 700 В. На переключателе это обозначается как «ACV 700».

Затем мультиметром предстоит определить напряжение на выходе РН, и сравнить это значение с показаниями на дисплее защитного устройства. Нужно понимать, что оба прибора имеют некоторую погрешность измерения. Показания должны примерно совпадать. Разница в 2-3 В — это не повод для паники. Но если отличия более существенны, то в РН есть неисправность.

Применение РН защитит бытовые электроприборы от перепадов напряжения. Для этого потребуется правильно подобрать уставки его срабатывания. Ориентировочные значения можно посмотреть в паспорте на устройство.

Проверка реле контроля сетевого напряжения ASP

Реле контроля напряжения выбирается с учетом количества питающих фаз и максимальной мощности потребителя. Желательно приобретать защитное устройство с запасом по току в 20-30 %. Если необходимо контролировать потребляемый ток, то лучше установить прибор со встроенным амперметром.

Источник