Как грамотно выбрать и подключить реле контроля напряжения

Те дома, которые подключены к старым линиям электропередач, остро страдают от перепадов напряжения в сети. Из-за таких нарушений нередко ломаются бытовые приборы. Решить же проблему можно простой монтажом реле напряжения. Проведем анализ, что представляет собой такое устройство и как его грамотно выбрать. А также разберемся, как подключить прибор в домашнюю сеть.

Прибор контроля в нише Источник hsto.org

Зачем нужно контролировать напряжение

У устройства есть официальное имя – реле контроля напряжения. Но среднее слово нередко отбрасывается. А профессионалы часто между собой называют устройство – защитой от обрыва нуля. Ведь он входит в категорию защитной автоматики. Разберемся, для чего нужно реле напряжения.

Рядовой потребитель привык, что все электроприборы запитываются от сети, вольтаж которой составляет 220 В. На самом деле разброс напряжения в розетке допускается с плюсом или минусом в 10 единиц. А всю бытовую аппаратуру производят, чтобы она могла работать с запасом. То есть в диапазоне от 170 до 265 В.

Но изношенные электросети иногда выдают всплески до 380 Вольт. Или в них происходит падение напряжения до 70 единиц. В обоих случаях ничего хорошего не происходит. При запредельном мгновенном повышении параметров, в домах оснащенных защитной автоматикой, просто перегорят предохранители. А если последние отсутствуют, то сценарий действий может пойти двумя путями.

Предохранители сгорят, если они есть в работающем телевизоре, компьютере или микроволновке. При их отсутствии любой прибор гарантированно выйдет из строя, если он в этот момент был задействован. Причем элементарно может произойти его возгорание. А это уже чревато пожаром в доме.

Казалось бы, что слишком низкое напряжение в сети не может грозить ничем ужасным. Ну, будет тускло гореть лампочка в светильнике. Или не нагреется утюг и вещи останутся не глаженными. Но это не верно.

В первую очередь пострадают все бытовые приборы, имеющие компрессор. Последний просто не запустится при слабом напряжении. Это чревато тем, что электромоторы у техники быстро начинают перегреваться. А достигнув критического состояния напрочь выходят из строя.

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на комплексном монтаже внутренних инженерных систем

Спрос потребителей на реле различных производителей

Производителей реле большое количество, среди отечественных часто используется продукция ФГУП «НПП «СТАРТ» в Великом Новгороде, реле РЭП-26 004. РЭП-26 002, РЭП-26 003.

РП-21М, РП-21МН производятся на московском и в Чебоксарах ООО «ПКФ Опытный завод энергооборудования» г.Чебоксары. Это продукция пользуется хорошим спросом и даже подделывается китайскими конкурентами.

Совет №2 При установке китайских моделей обязательно прозвоните контакты мультиметром или другими приборами, в исходном состоянии и после сработки реле. Бывает так, что контакты залипают, не замыкаются или не размыкаются.

ABB, Schneider Finder, Siemens, Electric , Relрol.

Износостойкость контактов этих изделий намного выше, сбои в системе управления сложного оборудования могут привести к остановке производства и дорогостоящему ремонту. Поэтому рациональнее использовать более дорогие реле, но надежные.

Причины проблем

Существуют три фактора, по которым происходит перепад напряжения:

• При замыкании фазы на нейтраль в розетке возникнет 380 Вольт.
• Если происходит обрыв нуля, а нагрузка в сети низкая, то напряжение будет резко стремиться к пиковому.
• По фазам может пойти «перекос» напряжения.

В редких случаях в обрыве нуля виноваты электрики. Провод могут повредить по неопытности и неосторожности. Чаще последний отгорает от старости. Предусмотренная защита обесточит линию и плачевные последствия не наступят. Возникнут временные неудобства до тех пор, пока не восстановят работоспособность сети.

Но, если отсекатель напряжения отсутствует, то в доме наступает настоящий кавардак. В одних помещениях вольтаж в розетках падает до 50-100 единиц. В других квартирах – резко повышается до 300-350. Причем итог полностью локален и зависит от конкретной нагрузки на домашней линии.

В результате у одних владельцев бытовая аппаратура просто перестает работать. Тем, кому повезло меньше, понесут ее в ремонт. Но после критического скачка напряжения бывает так, что починка прибора становится нерентабельной. И тогда остается только купить новый. А претензии предъявить, как правило, некому.

Как работает защита

Принцип работы реле напряжения прост. В прибор вмонтирован блок слежения за нагрузкой в сети. Параметры контроля обычно закладывает производитель. Но собственник вправе установить свои пределы.

Блок постоянно занят измерением напряжения на линии. И если оно отходит от нормы в любую из сторон, то об этом мгновенно подается сигнал на исполнительный модуль. Последний сразу же отключает нагрузку на линии, уберегая работающие приборы.

Но измерительный блок продолжает свою работу в цикличном режиме. Через определенный промежуток времени модуль снимает показания с линии. Если нарушения сохранились, то автоматика бездействует. Она ждет следующего временного отрезка для измерений.

Его также можно установить вручную. Или оставить заводские настройки. Когда замеры покажут заданную норму, то исполнительный блок также оповещается об этом. И тот замыкает силовой контакт, возобновляя подключение к внешним источникам электропитания.

Основные технические параметры промежуточных реле

Все реле, в том числе и промежуточные, оцениваются по следующим параметрам:

• Величина коммутируемого напряжения;
• Номинальное значение тока на коммутационных контактах;
• Минимальный ток коммутации;
• Допустимый кратковременный ток через контакты коммутации;
• Интервал величины напряжения на катушке электромагнита;
• Потребляемая мощность катушкой включения;
• Время замыкания;
• Время размыкания контактов;
• Износостойкость контактов оценивается количеством срабатывания реле;
• Предельно допустимая мощность нагрузки, которая подключается через контакты реле.

Это общие параметры технических характеристик, в зависимости от конструкций и назначения могут быть дополнительные. Рассмотрим конкретные технические характеристики на примере РЭП – 26 различных модификаций.

параметры	величина
Интервал коммутируемых напряжений	Переменное 5–381 В Постоянное 5-221 В
Номинальный ток на контактах	10,1 А9,1 А8,1 А6А
Минимальный ток контактов	0,06 А0,01А
Сквозной ток на контактах (А)	161А
Интервал изменений напряжения в цепи управления	+5,1 %-15,1%
мощность потребления катушкой— при пост. токе с 1-3 контактами — при пост. токе с 4 контактами — при переменном токе	1,6 кВ2,1 кВ3,1 кА
Время срабатывания, не более.	0,03 сек
Время отпускания, не более.	0,03 сек
Механическая износостойкость.	30 миллионов срабатываний
Отключаемая мощность— при переменном токе — при постоянном токе	1,6кВт3кВт150 Вт250 Вт

Выбор защитной автоматики

Реле перенапряжения можно классифицировать по трем признакам. Обращают внимание на место размещения и габариты. Учитывают возможности прибора. А также количество фаз в электрической сети. Ввиду этих показателей монтаж прибора во многом отличается.

А при выборе защитной автоматики обычно обращают внимание на:

• диапазон работы в вольтах;
• максимальную мощность;
• пропускаемую силу тока;
• скорость отключения сети при подаче аварийного сигнала;
• задержку перед повторной подачей электричества;
• наличие индикации.

Немаловажным фактором выступает присутствие ручной настройки. Многих владельцев квартир не устраивают параметры, установленные производителями. И они желали бы самостоятельно устанавливать верхние и нижние пороги для срабатывания автоматики.

Фазность

Поскольку система электроснабжения может отличаться, то приборы разделяются на однофазное реле контроля напряжения и трехфазное. Первыми оборудуются квартиры и большинство частных коттеджей. Они работают с сетями с напряжением в 220 В.

Защиту на три фазы в основном применяют в промышленности. Например, защищают станки, которые для своей работы используют несколько фаз. Причем в некоторых случаях дополнительно контролируют синхронизацию по фазам.

Реле на три фазы применяют и в частных домах, если цепь напряжения имеет 380 Вольт. Но у прибора есть особенность, которая негативно сказывается при домашнем использовании. Защита срабатывает, если колебание происходит в любой из трех фаз, что не критично на частной линии. А вот для производства такая подстраховка часто выступает плюсом. Хотя во многих случаях и без нее можно легко обойтись.

Классификация разновидностей промежуточных реле

Вариантов много, рассмотрим основные разновидности:

Реле разделяют по типу переключения

• Минимальные — снижают определенный параметр до установленного порога;
• Максимальные – повышают определенный параметр до установленного порога;

По функциональному назначению

• Комбинированные – соединение группы реле для решения определенной логической задачи;
• Логические – работают с одинаковыми параметрами в дискретных электрических цепях;
• Измерительные – регулируются интервалы определенных параметров.

По способу управления нагрузкой

• Прямого воздействия – контакты реле подключают непосредственно нагрузку;
• Косвенного воздействия – нагрузка подключается через цепи вторичных элементов.

По способу подключения

• Первичные – включаются контактами в цепь напрямую;
• Вторичные – включаются через индуктивные или емкостные элементы.

Промежуточные реле в цепях защиты имеют свои конструктивные особенности и разделяются по следующим признакам:

• Полупроводниковые – не имеют коммутационных контактов, цепи размыкаются и замыкаются р-n-р и n-р-n переходами под воздействием управляющего напряжения. В качестве полупроводниковых элементов используются, варисторы, тиристоры, симисторы и транзисторы.
• Индукционные – управляющее напряжение в обмотке наводится от соседней катушки, не связанной прямым электрическим контактом;
• Магнитоэлектрические – магнит занимает неподвижное положение в конструкции, катушка с контактами на каркасе вращается, замыкая или размыкая цепи;
• Поляризационные – работают, как электромагнитные направление переключения контактов определят полярность подключения на катушке;

Видео описание

Видео покажет, как работает реле напряжения однофазное, какое лучше выбрать по результатам тестирования:

Габариты устройства

Все изделия разделены на 3 вида:

• Переходник на одну розетку. Защищает только один, подключенный через него прибор.
• Удлинитель, где розеток может быть от одной до шести. В этом случае защита распространяется уже на целую группу приборов.
• Пакетник на DIN-рейку. Монтируется в общий электрощит и контролирует всю систему электроснабжения квартиры.

Последний вариант реле напряжения 220 В для дома не только самый функциональный. Еще он наиболее приемлем в дизайнерском отношении, поскольку все устройства прячутся из вида. А приборы из двух первых пунктов чаще всего имеют крупные размеры. И выполнить их более компактными, чтобы они не портили интерьер жилища, чаще всего не представляется никакой возможности.

Основа и дополнительные функции

У большинства современной защитной автоматики контроль за напряжением осуществляет микропроцессор. Дешевые аналоги реле работают на основе обычного компаратора. Микропроцессор позволяет реализовать точную настройку прибора. Включая плавную ручную регулировку для порогов срабатывания.

Также приборы могут отличаться индикацией. В простые конструкции встраиваются лишь пара светодиодов, которые показывают напряжение на выходе и входе. Все современные модели имеют на корпусе дисплей, демонстрирующий вольтаж. А еще он может показывать заданные пороги срабатываний.

Доступные схемы подключения

В щитке однофазное реле напряжения монтируют после счетчика. Помещать его нужно в разрыве фазного провода. Потому что контролировать прибор должен вольтаж только у него. И отсекать фазу в случае нужды.

Схем подсоединений существует две. Более распространена установка реле под прямой нагрузкой. Но можно подключить к нему дополнительный магнитный контактор. Устанавливая прибор, главное не перепутать подсоединение проводов ко входу и выходу. Правда это трудно сделать, поскольку на корпусе автоматики всего три клеммы, и они все подписаны – вход, ноль, выход.

В продажу поступают приборы с различной расчетной мощностью. Поэтому в подборе нужного для своей домашней сети проблем не возникнет. Но всегда существует возможность выполнить монтаж нескольких маломощных реле, используя параллельную схему. В этом случае к каждому контролеру подключается только своя группа электроприборов.

Конструкция и принцип работы промежуточного реле

Это изделие можно сравнить с миниатюрным магнитным пускателем, количество групп контактов в котором определяется схемой, где он применяется его функциональным назначением.

Не во всех схемах они могут применяться для коммутации цепей электропитания основное их назначение, передача сигналов управления. Это связано с тонкими пластинами контактной группы, редкие модели способны пропускать длительное время рабочий ток выше 10 А.

Классическая конструкция малогабаритного промежуточного реле включает в себя следующие элементы:

• Основание, на котором крепятся все составляющие;
• Электромагнитная катушка с сердечником;
• Подвижная пластина с рычагом для смещения подвижной группы контактов;
• Пружина привода рычага в исходное состояние после снятия управляющего напряжения с обмотки катушки;
• Панель с группой контактов;
• Клеммы на основании для подключения проводов к контактам коммутации и катушки.

Как пример разновидности можно привести конструкции промежуточного реле в системе управления тепловозов.

Как настроить устройства

Самые простые конструкции имеют заданные пороги срабатывания, установленные по умолчанию производителем. Как правило, диапазон работы реле выступает от 170 до 265 В. Параметры могут отличаться, поэтому при выборе нужно обращать на них внимание, поскольку перенастроить потом уже не получиться.

Регулируемые реле имеют 3 настройки:

• Устанавливается нижний порог для срабатывания.
• Выбирается максимальное значение напряжения.
• Устанавливается промежуток задержки перед повторным включением.

Подключение реле напряжения процесс серьезный. Но еще большей ответственности требует настройка. Необходимо изучить всю используемую в доме бытовую аппаратуру. И лишь затем выставлять пороги. А что касается задержек включения, то там придется искать компромисс.

Если приоритет в защите имеют приборы с компрессором (холодильник, кондиционер), то время повторной подачи напряжения необходимо ставить довольно продолжительное. От пары минут. А в некоторых случаях доводить даже да пяти. Это убережет приборы от резких скачков вольтажа.

Но если под защиту берутся лишь телевизор с компьютером, то достаточно задержки всего в 10-20 секунд. Для настройки на корпусе предусмотрены плавные регуляторы. Современные приборы комплектуются удобными сенсорами.

Некоторые эксперты рекомендуют подключать стабилизатор напряжения, а не реле контроля. Мотивируют это тем, что кроме функций последнего, он в дополнение выравнивает напряжение. Поэтому получается более надежная защита.

Но у стабилизатора есть существенные недостатки:

• Он шумит при работе.
• Занимает много места из-за громоздкости.
• Не позволяет провести точную настройку.
• Повышает сетевую силу тока и этим создает опасность для неподготовленной проводки.
• При обрыве заземления, скачок напряжения остается без внимания.
• Его стоимость гораздо выше обычного реле.

Поэтому стабилизатор напряжения привыкли использовать лишь локально. Например, для защиты только одного холодильника.

Расшифровка аббревиатуры промежуточных реле

Для удобного определения функционального назначения, количества контактов и других параметров реле имеют буквенные и цифровые обозначения:

• П – промежуточное;
• Э – электромагнитное;
• 46 или (ХХ) – серия изделия;
• 1 – сигналы управления импульсные.

Дальнейшие обозначения, могут определять, для каких климатических условий адаптировано изделие и количество контактных групп.

Пример как расшифровываются обозначения

РЭП26-004А526042-40УХЛ4

• РЭП – реле электромагнитное промежуточное
• 26 – серия
• ХХХ – функциональное назначение и количество контактов

назначение	Количество
	замыкающие	размыкающие	переключающие.
001	—	—	+
010	—	+	—
100	+	—	—
002	—	—	++
020	—	++	—
110	+	+	—
200	++	—	—
003	—	—	+++
120	+	++	—
210	++	+	—
300	+++	—	—
004	—	—	++++
220	++	++	—
310	+++	+	—
400	++++	—	—

• 001 – обозначает, что реле содержит 1 переключающий контакт, 010 – один размыкающий; 400 – четыре замыкающих контакта.
• А….Д – класс износостойкости материалов, из которых сделаны контакты;
• Х – вид тока в обмотке электромагнитной катушки, тип конструкции возврата механизма в исходное состояние,

1 – ~ ток;

5 – постоянный ток;

6 – постоянный ток в токовой катушке;

• ХХ – двухзначный цифровой код показывающий конструкцию крепления корпуса реле на поверхность и метод подключения проводов к клеммам:

Код	разъем	Способ подключения проводов
16	—-	Припой
18	—-	“фастон”
76	—-	печать
21	+	винтовые соединения
26	+	припой
78	+	печать

• ХХ – код показывающий величину, вид напряжения, тока в обмотке катушки

Коды электрических параметров включающей катушки
постоянный	~ ток 50 Гц
01… 6 В 02…12 В 03… 15 В 04…24 В 06…48 В 09…60 В 11…110 В 13…220В	21…12 В 22…24 В 24…40 В 26…110 В 27…220 В 28…380В 34…230 В 35…240 В

Коды от 01 до 13 указывают, что катушки этих реле постоянного тока с различными напряжениями от 6 до 220в. Коды от 21 до 35 указывают что катушки рассчитаны на ~I с U = 12…. 240 В частота 50 Гц.

Последнее обозначение Х указывает о наличии специальных элементов в конструкции:

2 – ручной переключатель реле;

5 – с ручной манипуляцией и электронным индикатором положения реле для изделий на 24В;

6 – с ручным манипулятором и диодом для защиты реле на 24В и меньше;

7 – реле включает все три ранее перечисленные элемента,

40 – это степень защищенности от влаги и пыли IР- 40…56..68;

УХЛ4 – модель для соответствующих климатических условий, данная для севера и средних широт. Буква «О» – указывает, что изделие адаптировано для тропиков.

РЭП26-004А526042-40УХЛ4 – данная аббревиатура указывает что промежуточное реле имеет 4 переключающих контакта с классом А (по износостойкости), постоянного тока, контактное соединение с разъемами, провода крепятся пайкой, катушка 24 В, конструкция имеет ручной манипулятор. Класс защиты IР – 40 для северных и средних широт.

Совет №1. Некоторые пренебрегают степенью защиты изделия, реле имеют тонкие контакты и чувствительны к пыли и влажности. Поэтому степень защиты обязательно надо учитывать особенно на объектах с повышенной влажностью, запыленностью. На взрывоопасных участках рекомендуется применять полупроводниковые изделия, которые не искрят в момент коммутации.

Не смотря на различные конструкции и технические характеристики, все промежуточные реле имеют основные общие параметры, по которым определяется соответствие функциональному назначению.

Коротко о главном

Чтобы обезопасить домашнюю аппаратуру от перегрузок в сети, необходимо установить в ней защитную автоматику. Можно воспользоваться обычным реле, которое будет контролировать напряжение. Устройство будет постоянно замерять показания последнего. А при отходе от заданной нормы самостоятельно отключаться от источника питания.

Обеспечить защиту можно каждому отдельно подключенному бытовому аппарату. Для это выпускаются специальные переходники и удлинители. Но более разумно защитить от перенапряжения всю домашнюю электросеть, установив одно реле прямо в электрощит квартиры.

Подключение автоматики несложное. Реле устанавливают сразу после счетчика, разорвав фазный провод. Основное внимание уделяют настройке прибора. Надежную защиту обеспечит установка верхних и нижних порогов срабатывания. А также времени задержки перед повторным включением.