Реле напряжение УЗМ: назначение, виды, схемы подключения

Электробезопасность — один из тех моментов, которому требуется уделить максимум внимания. К тому что необходима защита людей и сетей, кажется, уже привыкли. А вот к необходимости защиты электроприборов постепенно приходим. Чем дороже технику покупаем, тем сильнее задумываемся: даже ремонт будет стоить немало, а предъявлять претензии, фактически некому. Есть недорогое — за пару тысяч рублей — устройство, которое может уберечь оборудование от слишком низкого или слишком высокого напряжения. Это реле зашиты от перенапряжения. Ранее мы рассматривали реле напряжения с фиксированными настройками Easy9 французской компании Schneider Electric. В статье речь пойдет об одной из марок — УЗМ, выпускаемой электрической (Россия). Реле этой марки защищают от кратковременных импульсных выбросов, некоторые виды — еще и от искрения.

Что такое УЗМ и зачем он нужно

УЗМ — это аббревиатура от названия «Устройство Защиты Многофункциональное». Это небольшое по размерам устройство (35 мм в ширину) крепится на DIN-рейку. Любое УЗМ может быть установлено в сети любого типа — ТТ, TN-C, TN-S, TN-C-S. Выполняет несколько задач (оно же многофункциональное):

• Отключает электропитание при снижении или превышении напряжения. Оба варианта — слишком низкое и слишком высокое напряжение — могут стать причиной выхода из строя бытовой техники. При восстановлении параметров сети питание автоматически восстанавливается.
• Сглаживает импульсные (кратковременные) скачки напряжения, которые возникают при включении/выключении некоторых типов оборудования (того же двигателя в холодильнике или морозильной камере).
• Модели УЗМ-50МД и УЗМ-51МД отслеживают появление искрения в проводке и отключают в этом случае питание.

УЗМ состоит из трех частей

То есть, установка УЗМ продлевает срок безаварийной эксплуатации электропроводки и подключенных к ней устройств. Также некоторые модификации — с приставкой «Д» — берегут дом/имущество от пожара. Зная состояние сетей в нашей стране, однозначно можно сказать — реле защиты от перенапряжения стоит использовать. И в доме, и в квартире. Это устройство не нужно, если на входе установлен стабилизатор, сглаживающий все неприятные моменты. Но цена на эти устройства далеко не всем позволяет их использовать, а УЗМ стоят порядка 2-3 тыс. руб. Замена не совсем равноценная, но действенная. Использовать можно не только УЗМ — устройства с похожими функциями есть и у других производителей. Называться они могут иначе, но задачи выполняют те же (или почти). Так что выбор есть.

Функции УЗМ и альтернативных устройств

Устройства с названием «УЗМ» различных модификаций выпускает Питерский . Над конструкцией идет постоянная работа, появляются новые модели с новыми характеристиками или возможностями. Но подкупает не только это, а то, что на удивление неплохо налажено сервисное обслуживание. Во время действия гарантии без вопросов ремонтируют или меняют вышедшие из строя аппараты. Гарантия дается на 5 лет. Исчисляется с даты продажи. Если дату продажи отследить невозможно (потеряли паспорт), считают с даты производства (стоит на корпусе). Если ехать далеко, можно позвонить, вам все объяснят по телефону. В общем, неплохой сервис.

Монтаж и схемы подключения

Устройство УЗМ-3-63 имеет крепление для монтажа на DIN рейку шириной 35 мм. Оно может устанавливаться в электрораспределительном щитке открыто, либо в пластиковом корпусе. Допускается вертикальное и горизонтальное расположение корпуса.

Существует две схемы подключения:

1. Когда проводник N соединяется с обеими клеммами устройства на входе и выходе
2. Когда соединение провода N производится только на входной клемме

Схема, на которой проводник N подсоединен на входе и выходе устройства

Схема, на которой проводник N подсоединен только на входе УЗМ-3-63

Для нормальной работы устройства, нулевая клемма должна быть задействована в обязательном порядке.

Устройство и внешний вид

УЗМ-50М и 51М, 16М состоит из двух частей. На входе стоит варистор — он сглаживает кратковременные всплески или проседания напряжения, которые образуются при включении оборудования, имеющего электромоторы. На выходе стоит электромагнитное реле, которое отключает нагрузку при опасном напряжении в сети. В моделях 51 МД и 50 МД добавлено еще одно устройство — обнаружение искрения. Так что модификация с буквами «МД» — противопожарная.

К клеммам можно подключать проводники сечение которых не более 35 мм² (в модели УЗМ 16 провода до 2,5 мм²). Линейные провода подключаются к верхним клеммам, нагрузка — к нижним. При срабатывании разрываются только фазные провода, нейтраль не коммутируется. Она идет напрямую на выход. Любое из устройств может устанавливаться как на входе в дом или квартиру, так и на отдельные группы потребителей.

Внешние отличия хорошо заметны. У УЗМ-50МЦ есть цифровой индикатор, благодаря которому можно оперативной отслеживать напряжение, ток и мощность

Лицевая панель различных модификаций может иметь существенные отличия. Однако в любой модели присутствую индикаторы работы/аварийного отключения (зеленый — в работе, красный — отключен). Есть светодиод, который меняет цвет в зависимости от того, по «дуге» произошло отключение, или из-за аварийных параметров напряжения. Есть также кнопки ручного управления, в модификации УЗМ-51МД — ручки регулировки пределов включения и отключения электропитания.

Конструктивные особенности

Внешне изделие представляет собой единый корпус с четырьмя клеммами ввода (N, L1, L2, L3) и вывода (N, U, V, W). На передней панели имеются регуляторы настройки напряжения срабатывания(U макс, U мин) и времени включения после срабатывания. Они имеют настроечную шкалу, по которой пользователь может выбрать интересующие его значения. Здесь же расположены светодиодные индикаторы: зеленые – сигнализируют о наличии фаз L1, L2, L3; красные – о превышении (U>) или понижении (U<) напряжения; желтый ( ) – о работе силового реле.

Внутри корпуса расположены следующие элементы:

1. Основу защитного устройства составляет мощное трехфазное поляризованное реле, позволяющее производить замыкание/размыкание цепи при больших значениях тока
2. Варисторы, установленные на каждую фазу, обеспечивают защиту от импульсных сетевых скачков за счет способности изменять свое сопротивление в зависимости от величины поступающего напряжения
3. Блок контактов, приводимый в действие силовым реле.

Схематичное изображение этих деталей приведено на рисунке ниже.

Модели и их характеристики

В ассортименте Меандра на сегодня шесть моделей УЗМ для однофазных сетей и один — для трехфазной. Параметры в основном одинаковые, отличается функциональность. Модели выполняются в двух климатических вариантах (кроме 50Ц, который только в исполнении УХЛ4). Чем отличаются УХЛ 2 от УХЛ 4? УХЛ2 переносит более низкие температуры:

• УХЛ 4 работать может при температуре -25°C до +55°C,
• УХЛ 2 работают от -40°C до +55°C.

Еще раз: разница между УХЛ 4 и УХЛ 2 только в нижнем пределе температуры. УХЛ 2 более «морозостойкие». Их стоит применять в северных регионах страны при установке на улице. При монтаже в отапливаемом помещении, климатическое исполнение роли не играет.

Несколько слов об УЗМ 16. Оно тоже предназначено для отключения питания в случае понижения или повышения напряжения и сглаживания импульсных скачков. Но подключать к нему можно провода сечением до 2,5 мм². Номинальный ток нагрузки — 16 А. Это значит, что устройство можно ставить на отдельные группы потребителей. Также его можно использовать на даче, если суммарная нагрузка не превышает 4 кВт.

Аналоги устройства от других производителей

Рассматривая продукцию разных брендов, призванную выполнять функции по защите электрооборудования от возможных изменений состояния электрических сетей, можно отметить высокое качество исполнения и многофункциональность этих устройств. Они отличаются по названию и могут иметь различия в конструкции, но их объединяет общее назначение. Для сравнения, пользователям предлагается ознакомиться с некоторыми из них:

Как можно увидеть из таблицы, разница в ценах между изделиями разных производителей, незначительная. Но в отличие от продукции Меандр, изделия других брендов требуют использования в цепи дополнительных пусковых аппаратов, потому что конструкции этих устройств предусматривают недостаточно высокие показатели коммутирующей способности:

• перекидной релейный выключатель в изделии из Украины РНПП-302 рассчитан на токовую нагрузку 8А;
• max ток катушки контактора в СР-731 от Белорусской производственной компании составляет 2 А;
• max нагрузочная способность контакта Польского аналога PNM-31 – не превышает 16 А.

Такие значения не могут обеспечить самостоятельную коммутацию мощных потребителей, и способны послужить только для управления пускателем нагрузки.

Еще одним преимуществом УЗМ-3-63 является возможность дистанционного управления, через клеммы Y1 и Y2, расположенные в нижнем левом углу передней панели устройства.

Однако некоторые аналоги также имеют позитивные конструктивные особенности, выгодно отличающие их. Например, РНПП-302обладает цифровым дисплеем, визуально демонстрирующим состояние электросети, что представляет определенные удобства в процессе эксплуатации.

Основные характеристики УЗМ

Параметры универсального устройства защиты сети от перенапряжения и импульсных токов
Модели УЗМ 50 М и 51 М отличаются тем, что подключать к ним можно проводники большего диаметра (до 35 мм²). Соответственно, они имеют больший номинальный ток нагрузки — до 63 А. Модификации с буквой «Д» — 50 МД и 51 МД — отличаются тем, что в них встроена защита от искрения. А серии УЗМ 51 отличается тем, что имеет ручную регулировку параметров отключения напряжения. При помощи ручного регулятора, который находится на лицевой панели, изменяются пределы отключения для высокого или пониженного напряжения.

УЗМ-50Ц и УЗМ-50МЦ (противопожарное) оснащены цифровым индикатором, который по умолчанию показывает напряжение и переключается на измерение тока и мощности. Конечно, можно использовать УЗМ-51МД, а в электрическом шкафу установить отдельный вольтамперметр ВАР-М01-08 АС20-450В УХЛ4 на дин-рейку. Но, если надо экономить место, лучше применить УЗМ-50МЦ. Есть и другие отличия — можно выбрать задержку срабатывания в широком диапазоне от 10 сек до 360 сек, встроенная энергонезависимая память, где сохраняется число отключений, минимальное и максимальное значение напряжения. И, как и в других моделях 50 серии, регулируемые значения порога отключения при повышении и понижении напряжения.

Принцип работы

С помощью регуляторов, установленных на корпусе прибора, можно выставить предел срабатывания реле по верхнему напряжению от 240 В до 290 В и по нижнему от 210 В до 100 В.

При подключении к питающей сети индикация на УЗМ-51М не срабатывает в течении первых 5 с. Мигание зелёного индикатора указывает на то, что происходит тестирование напряжения. Если оно соответствует заданным параметрам, электромагнитное реле включается, и об этом сигнализирует равномерное свечение жёлтого и зелёного светодиодов.

Справка. Ускорить запуск защитного устройства можно нажатием кнопки «Тест».

В нормальном режиме работы контроллер УЗМ-51М постоянно следит за величиной напряжения, а варистор демпфирует его импульсы до допустимой величины.

Работа световой индикации отличается при различных аварийных режимах.

Мигающий красный индикатор предупреждает о том, что напряжение значительно превысило норму.

Если жёлтый светодиод погас, а красный горит непрерывно, значит, напряжение превысило установленную величину, и реле отключило нагрузку.

Мигающий сигнал зелёного индикатора показывает, что начался отсчёт времени повторного включения.

Зелёный и жёлтый светодиоды, горящие постоянно, сигнализируют, что напряжение полностью нормализовалось, и реле включено.

Внимание. Время повторного включения можно устанавливать только на 10 секунд и на 6 минут.

Если на панели начинает мигать зелёный светодиод при постоянно горящем жёлтом, значит, входящее напряжение сильно уменьшилось.

Мигающий нижний индикатор, поменявший зелёный цвет на красный, сигнализирует, что начался отсчёт времени отключения электромагнитного реле.

Вспыхивающий с частотой в две секунды красный светодиод и погасший жёлтый оповещают о выключении реле.

При нормализации напряжения сигнализация работает, как и в первом случае.

Поочередно вспыхивающий красный и зелёный свет напоминают о запуске устройства повторным нажатием тестовой кнопки.

УЗМ-3-63 |

В остальном хотелось бы отметить, что УЗМ-3-63 снабжено клеммами дистанционного управления, осуществляет контроль обрыва и чередования фаз, контролирует частоту сети. Помимо этого аппарат может коммутировать большой ток, 63 ампера по одной фазе.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

УЗМ-3-63К: обзор, характеристики, подключение Марка реле напряжения УЗМ-51М PH-111 DigiTop Zubr Номинальный ток, А 63 16 63 63 Верхний предел напряжения, В 290 280 270 280 Нижний предел напряжения, В 100 160 120 120 Время срабатывания, с 0,02 0,1 0,02 0,05 Место в щитке, кол-во модулей 2 2 3 3 Время повторного включения, с 10 или 360 От 5 до 900 От 5 до 900 От 3 до 600 Индикация уровня напряжения на экране нет нет да да. Спрашивайте, я на связи!

Куда устанавливать УЗМ

Как уже говорили ранее, реле напряжения можно ставить на входе в квартиру или дом, а можно на все или некоторые группы потребителей. Иногда бывает затруднительно выбрать место для установки УЗМ. Что точно можно сказать — ставится оно после вводного автомата и, чаще всего, после электросчетчика. В принципе, можно поставить и до счетчика, но только в том случае, если согласится эксплуатирующая организация. А они на это согласие дают редкою. Поэтому, обычно, УЗМ ставят после счетчика.

Два варианта схемы с УЗМ

В схеме электропитания может присутствовать еще противопожарное УЗО. Вот где тогда ставить устройство защиты от перенапряжения? Перед противопожарным УЗО или после? Если поставить перед, то при отключении питания оно окажется вне работы. А если после — может быть повреждено в результате скачков. В общем, тут решение принимаются индивидуально. Однозначно можно сказать, что ставить реле напряжения надо до первого ответвления на потребителей.

Подключение в трехфазных сетях

Есть специальные модели защитных модулей для трехфазных сетей — УЗМ-3-63. На это устройство заводятся сразу все три фазы, с выхода подаются дальше. При срабатывании отключаются одновременно все фазы, так что питание пропадает полностью. Это не всегда удобно, так как проблемы обычно возникают с одной из фаз.

Подключение трехфазного УЗМ

Вопрос решается, если поставить по одному УЗМ на каждую фазу. Тогда при перекосе на какой-то фазе остальные будут в работе. Это более удобно. Но такой способ подключения — три однофазных УЗМ — не подходит, если есть трехфазная нагрузка. В этом случае при установке трех отдельных УЗМ, при отключении в одной из фаз, через нагрузку может быть «переток» в соседнюю. Так что выбор за вами.

Назначение и сферы применения изделия

УЗМ-3-63 обеспечивает контроль частоты трехфазной электросети, защищает оборудование от повышения или понижения поступающего напряжения, импульсных сетевых помех, нарушения порядка чередования фаз или исчезновения (обрыва) одной из них. Каждое из перечисленных нарушений способно привести к выходу электроприборов из строя или существенно повлиять на качество их работы. Устройство защиты может нейтрализовать негативное действие, либо произвести защитное отключение.

Например, импульсные скачки напряжения, возникающие при включении/отключении мощных потребителей (электродвигатели, сварочные аппараты, прочее), пагубно влияют на электронику другой техники, подключенной к той же сети. Подобные помехи могут возникать при перепадах на трансформаторных подстанциях. Все фазы УЗМ-3-63 имеют полупроводниковую варисторную защиту, способную сохранить потребитель и его работоспособность при импульсных перенапряжениях с токовой амплитудой до 6,5 кА.

Максимальное значение силы тока на каждой фазе, при котором сохраняется способность реле коммутировать контакты, составляет 63А, что является высоким показателем и позволяет использовать устройство без использования в цепи магнитного пускателя. УЗМ-3-63 может применяться, как на производственных объектах, так и в административных зданиях или быту, для подключения потребителей трехфазного тока.

Устройство не осуществляет защиту от разрушительного действия КЗ, а также не реагирует на утечки тока, поэтому применение в электрической цепи таких защитных средств, как АВ и УЗО, является обязательным.

Чем отличается УЗМ от УЗО

Надо сказать, что реле защиты от перенапряжения в любом его исполнении не заменяет УЗО или автомат защиты. Эти устройства дополняют друг друга, делая защиту более надежной:

• Автомат следит за тем, чтобы не перегревалась проводка.
• УЗО отключает питание при появлении утечек — пробое изоляции или прикосновении человека к токоведущим частям.
• УЗМ следит за сетевым напряжением, отключая питание если параметры вышли за установленные границы.

Функции различных устройств защиты бытовой электросети

Как видите, все три устройства нужны. Как правило, при сборке щитка для дома и квартиры пренебрегают установкой именно реле напряжения. Это крайне недальновидно, ведь УЗМ продлевает срок эксплуатации электроприборов и электрооборудования в условиях нестабильного напряжения сети. В варианте с детекцией искрения — 51МД и 50МД — оно еще и повышает пожаробезопасность. Что очень актуально в деревянных и каркасных домах, но и не только для них. По статистике около 15% пожаров возникают из-за искры в проводке. Так что отслеживать искрение действительно важно.

Какие проблемы существуют в домашней сети и как защитить абонентские сети от расхождения параметров

• превышение допустимого напряжения более, чем на 10 %;
• снижение напряжения в сети (просад) более, чем на 10 %;
• кратковременное скачкообразное повышение или снижение напряжения;
• изменение частоты переменного тока;
• искрение, дуга на контактах при включении мощного потребителя;
• обрыв нуля, как следствие — перекос фазы;
• короткое замыкание на линии или внутри электроприбора.

Часть этих проблем возникает по вине пользователя (содержание оборудования и линий в ненадлежащем состоянии), часть — по вине энергоснабжающей компании. Об этом расскажем подробнее.

Качество энергоснабжения зависит от целого ряда причин:

• изношенность и соответствие проектной нагрузке линий электропередач;
• техническое состояние (и собственно наличие) трансформаторных подстанций на каждой абонентской линии;
• работоспособность автоматики для поддержания параметров электросети в норме;
• распределение нагрузки между фазами;
• законность подключения новых абонентов (бывают случаи превышения нормативов ТУ).

Приведем пример

Условие: трехфазный ввод в многоэтажный дом, общий нуль, фазы «A», «B» и «C» равномерно распределены между подъездами 1, 2 и 3. По какой угодно причине (коррозия, механическое повреждение и прочее) происходит обрыв нуля. В это время 1 подъезд нагружен максимально (бойлеры, электродуховки), 2 подъезд — средняя нагрузка (холодильники, освещение), 3 подъезд — минимальная (пара телевизоров и несколько компьютеров).

Что произойдет с каждой фазой?

1. Фаза «A» — 1 подъезд. Напряжение упадет до минимального значения, близко к нулю.
2. Фаза «B» — 2 подъезд. С большой долей вероятности, напряжение останется в пределах 220 В, хотя возможно плавающее изменение потенциала.
3. Фаза «C» — 3 подъезд. На линии с минимальной нагрузкой напряжение приближается к значению между фазами, то есть порядка 380 В.

Поскольку рабочий ток для каждого подключенного абонента (группы абонентов) не превысил установленного значения, автомат защиты по току не сработает. Электроприборы на линии «C» (3 подъезд) выйдут из строя, в самом тяжелом случае — банально сгорят. Часто такая ситуация приводит к пожару.

Как правило, мы не задумываемся, что схема подключения электроэнергии к нашему счетчику вовсе не однофазная. Это касается не только дачных поселков и небольших деревень. Любая абонентская сеть в городах, будь то Москва или районный центр на Дальнем Востоке, создается по единому принципу.

Можно установить индивидуальную трансформаторную подстанцию или мощный стабилизатор. Но стоимость такого оборудования может превысить потери при аварийной ситуации на линии 220 В. Какой выход? Установить устройство защиты УЗМ.

Информация: Среди домашних электриков пользуются популярностью многофункциональные автоматы УЗИс, которые также защищают от скачков напряжения, дуги или искрения.

По надежности срабатывания и степени защиты — устройства аналогичные. Однако устройство защиты многофункциональное: например, УЗМ 51М, замыкает цепь самостоятельно, после восстановления параметров электропитания. А вот УЗИс надо включать вручную.