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

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.

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.

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.

Почему нужно устанавливать такое реле

Если повреждаются ЛЭП в частном секторе. Если линейный провод замкнется с нейтралью, то напряжение в доме вместо обычных 220В поднимется до 380 В;

1. Обрыв нулевого провода – достаточно частое явление. В конечном итоге одна фаза будет значительно перегружена, другая же – остается в пассивном режиме.
2. Напряжение на одной из фаз становится примерно равным 380В. При таких обстоятельствах «жизнь» бытовых приборов находится на грани;
3. В том случае, когда ТП (трансформаторная подстанция) расположена вдалеке от дома, то, соответственно, напряжение будет падать до недопустимо низкой отметки;
4. Когда в сети появляется мощный потребитель, он значительно перегружает одну из фаз, и происходит перекос в трехфазной системе распределения.
5. Итог тому – сгоревший электродвигатель прибора.

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.

Реле контроля фаз Шнайдер

Компания Schneider (Шнайдер) считается одним из лучших производителей устройств в сфере электроэнергетики. Изделия этого предприятия активно применяются как на гражданских объектах, так и в крупных промышленных организациях.

Преимущества товаров предприятия заключаются в гибкой ценовой политике высоком качестве и специальных условий для покупателей.

Компания производит автоматические выключатели, предохранители, выключатели нагрузки и щитовое оборудование.

Кроме того, на заводе Schneider выпускаются реле, рубильники, розетки, контакторы и многие другие устройства.

К популярным моделям можно отнести реле:

• Контроля 1-фазного напряжения (от 65 до 260 В и временной выдержкой от 0,1 до 10 с — RM17UBE
• Контроля 3-фазного напряжения (от 208 до 480 В) — RM17TE
• Контроля 1-фазного напряжения (от 160 до 280 В, 30-секундная задержка) — EZ9C
• Контроля 3-фазного напряжения (от 208 до 480 В) — RM17TT00 и другие.

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.

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.

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.

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.

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.

Комбинированная установка реле и контактора

Дополнительный контактор устанавливается при слишком высоком значении коммутируемых токов. Часто установка реле вместе с контактором обходится дешевле, чем покупка РКН, которая будет соответствовать параметрам электронного потока.

В этом случае существует требование к номинальному току управляющего элемента: он должен превышать значение, при котором срабатывает контактор. Последний полностью возьмет на себя текущую нагрузку.

У такого варианта подключения есть один, но довольно существенный недостаток: низкая производительность. Это связано с тем, что время, необходимое для реакции контактора, добавляется к миллисекундам, необходимым для работы устройства управления. Исходя из этого, при выборе обоих устройств следует обращать внимание на максимально возможную скорость каждого из них.

При подключении этого жгута фазный провод от ВА подключается к нормально разомкнутому контакту.

Это вход цепи контактора. Фазовый ввод РКН необходимо подключить отдельным кабелем. Его можно подключить к входной клемме контактора или выходной клемме BA.

Поскольку фазовый ввод управляющего элемента соединен с проводом меньшего сечения, необходимо обратить внимание на надежность подключения. Чтобы он не выпал из розетки, где находится более толстый кабель, оба провода необходимо скрутить и закрепить пайкой или обжать специальной гильзой.

При установке убедитесь, что соответствующий провод для реле надежно закреплен. Для подключения выхода RKN к клемме соленоида контактора используйте кабель диаметром 1–1,5 мм2. Ноль управляющего элемента и второй вывод катушки подключены к нулевой шине.

Выход контактора подключается к распределительной шине посредством фазного провода питания.

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.

Разновидности устройства РКН

Все модели реле, выполняющих функции регулятора напряжения, подразделяются на однофазные и трехфазные.

Однофазное реле. Обычно устанавливают в коттеджах и квартирах — большего в домовых щитках не требуется.

Трехфазное реле. Такие РНК предназначены для промышленного применения. Их часто используют в схемах защиты трехфазных станков. Причем если на входе подобной сложной техники требуется такой трехфазник, то его зачастую выбирают в комбинированном исполнении с контролем не только по напряжению, но и по синхронизации фаз.

Главный недостаток и одновременно плюс трехфазного реле – полное отключение питания на выходе при скачке вольтажа даже в одной из фазных линий на входе. В промышленности это идет только на пользу. Но в быту часто колебания напряжения в одной фазе не являются критичными, а РКН берет и отключает защищаемую сеть.

В отдельных случаях такая сверхнадежная перестраховка нужна. Однако в подавляющем большинстве ситуаций она излишня.

По типу исполнения и габаритам

Весь модельный ряд реле напряжения делится на три вида:

• переходники «вилка-розетка»;
• удлинители с 1-6 розетками;
• компактные “пакетники” на DIN-рейку.

Первые два варианта используются для защиты одного конкретного электроприбора или какой-либо группы. Они включаются в обычную комнатную розетку.

Третий вариант предназначен для монтажа в электрощитке в составе защитной системы электросети квартиры или коттеджа.

Галерея изображений

Фото из

Регулятор с проводом-удлинителем

Трехфазное реле для линий с большой нагрузкой

Реле для установки в электрическом щитке

Реле-переходник для подключения через розетку

Переходники и удлинители рассматриваемых регуляторов имеют достаточно большие размеры. Производители стараются сделать их как можно меньше, чтобы они не портили своими видом интерьер.

Но у внутренних компонентов реле напряжения свои жесткие габариты, к тому же их еще надо скомпоновать в одном корпусе с розеткой и вилкой. В плане дизайна здесь не развернешься.

Реле на DIN-рейку для монтажа в распределительном щитке имеют более компактные размеры, в них нет ничего лишнего. Подключение их в сеть производится посредством соединения проводов и клемм.

По базе и дополнительным функциям

Внутренняя логика и работа реле для контроля напряжения выстраиваются на основе микропроцессора либо более простого компаратора. Первый вариант дороже, но предполагает более точную и плавную регулировку порогов срабатывания РКН. Большинство продаваемых защитных приборов сейчас выстроено на микропроцессорной базе.

Как минимум, на корпусе реле присутствует пара светодиодов, по которым можно определить наличие напряжения на входе и выходе. Более продвинутые приборы оснащаются дисплеями, показывающими выставленные допустимые пределы и имеющийся в линии вольтаж.

Регулировка пороговых значений производится потенциометром с градуированной шкалой либо кнопками с отображением параметров на табло.

Само отвечающее за коммутацию реле внутри РКН выполнено по бистабильной схеме. У этой катушки два устойчивых состояния. Энергия затрачивается только на переключение защелки. Для удержания контактов в сомкнутом или разомкнутом положении электричество не требуется.

С одной стороны это минимизирует энергопотребление, а с другой – гарантирует, что катушка не станет греться при работе регулятора.

При выборе реле напряжения в параметрах надо смотреть на:

• рабочий диапазон в Вольтах;
• возможности по установки верхнего и нижнего порогов срабатывания;
• наличие/отсутствие индикаторов уровня напряжения;
• время отключения при срабатывании РКН;
• время задержки возобновления подачи электричества;
• максимальную коммутируемую мощность в кВт или пропускаемый ток в Амперах.

По последнему параметру реле следует брать с запасом в 20–25%. Если подходящего под существующие в линии высокие нагрузки РКН нет, то берется маломощная модель, а на ее выходе подсоединяется магнитный пускатель.

С установкой порогов ситуация следующая. Если их задать слишком жестко, то частота срабатывания реле получится высокой. Здесь придется идти на компромисс.

Регулировку этих параметров надо выполнять так, чтобы они обеспечивали должный уровень защиты, но не допускали слишком частого переключения РКН. Постоянные включения и выключения не пойдут на пользу как подключенной к сети технике, так и самому регулятору напряжения.

При этом некоторые реле вообще не имеют возможности самостоятельно корректировать пороги. Они у них установлены “жестко”. Например, уставка по нижнему пределу заводом выполнена на 170 В, а во верхнему – на 265 В.

Такие РКН дешевле, но подбирать их надо более внимательно. Потом перенастроить эти приборы не получится, при ошибках в расчетах придется приобретать новые на замену неподошедшим.

Если в электросети постоянно возникают кратковременные (на доли секунды) несильные падения напряжения, то время отключения по нижнему порогу лучше установить по максимуму. Так срабатываний выйдет меньше, а угроза запитанному оборудованию будет минимальной.

Задержку на включение следует подбирать в зависимости от типа включенных в розетку электроприборов. Если подключенная техника имеет компрессор или электромотор, то время подачи напряжения стоит увеличить до 1–2 минут.

Это позволит избежать резких скачков вольтажа и тока при возобновлении питания в сети, что убережет холодильники и кондиционеры от поломок.

А для компьютеров и телевизоров этот параметр можно снизить и до 10–20 секунд.

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.

Нюансы выбора устройства

Выбирая реле напряжения, необходимо обращать внимание на следующие параметры:

• Быстродействие элемента.
• Возможность регулирования (выставления нужного времени задержки, а также пределов срабатывания).
• Номинальная величина тока.

Если устройство имеет цифровой индикатор, его будет легче настраивать, но в целом наличие такого компонента не играет существенной роли. Перед тем, как отправиться за покупкой или заказать прибор через Интернет, неплохо будет посетить специализированные форумы и ознакомиться с отзывами.

Обратите внимание, общаются ли сотрудники фирм-производителей с пользователями. Открытость свидетельствует о том, что компания уверена в своей продукции.

Причины срабатывания реле напряжения

Установка этой защиты позволяет избежать выхода из строя бытовой и промышленной аппаратуры, а так же предотвратить возможное возгорание устройств.

Неисправность электропроводки

Один из случаев срабатывания защиты — отгорание нулевого провода в вводном щитке в здание. При этом вместо 220В в розетке может быть любое напряжение — от нескольких вольт, которое приводит к выходу из строя электродвигателей холодильников и кондиционеров, до 380В, при котором перегорает любая аппаратура — от лампочек и зарядок для мобилок до телевизоров и компьютеров.

Настройка рабочих режимов

Независимо от типа реле, различают три основных параметра для настройки:

• Верхний предел напряжения Umax — отвечает за максимально допустимое значение в сети, превышение которого приведет к отключению электричества.
• Нижний предел напряжения Umin — отвечает за минимально допустимое значение в сети. Снижение показания ниже заданной цифры приведет к отключению нагрузки.
• Время задержки на включение — время повторного включения питания после отключения. Устройство включается только в том случае, если напряжение находится в пределах установленных значений. Как правило, время задержки устанавливается в секундах.

Совет: если в помещении есть кондиционер или холодильник, время задержки должно быть более 300 секунд.

Для изменения параметров используют механические или цифровые кнопки, расположенные на переднем корпусе устройства. Как правильно изменить настройки прибора описано в инструкции по эксплуатации.