Реле напряжение УЗМ: назначение, виды, схемы подключения

Многофункциональное устройство защиты УЗМ-51м используется для отключения потребителей линии при низком и высоком вольтаже. Стандартно устанавливаются границы, обеспечивающие нормальную работу, от 160 до 280 вольт. Кроме того, реле защищает от импульсных скачков, возникающих в результате удара молнии, включения и отключения мощных установок (двигателей, пускателей, магнитов). Прибор устанавливается на линии перед потребителем, в случае аварии он гарантирует разрыв цепи за промежуток времени 20 миллисекунд, что предотвращает поломку оборудования.

Данный агрегат – это контроллер напряжения, в состав которого входит электромагнитное реле и варисторный защитный элемент. Допускается установка устройства в сети TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ.

УЗМ-51М представляет собой отдельный элемент, не предназначенный для защиты линии, вместе с ним устанавливаются выключатели, работающие на автоматике (УЗО, УЗИП и т.д.).

К отличительным чертам прибора относятся:

• возможность выбора пределов срабатывания;
• дистанционное управление;
• защита от импульсов осуществляется полупроводниками и варистором;
• установка времени до выключения при низком и высоком напряжении.

Вернуться к содержанию

Сфера применения

Использование УЗМ-51 позволяет не допустить выхода из строя электрооборудования при резких скачка напряжения в сети. Устройство применяется преимущественно в быту, устанавливается на входе питающего кабеля в квартиру или индивидуальное жилище. Место расположения УЗМ не случайно — при таком способе размещения появляется возможность полного отключения дома или его части при возникновении аварийной ситуации без стабилизации напряжения.

УЗМ-51 — незаменимое устройство для защиты приборов и электрооборудования от перепадов напряжения

Согласно ГОСТ, напряжение в бытовой электросети должно составлять 220-230 В с допуском ±10%. То есть, для потребителей электроэнергии безопасным считается напряжение 207-253 В.

При расхождении напряжения с допустимыми значениями требуется монтаж защитных приборов, к которым и относится УЗМ-51.

Причинами перепадов напряжения являются:

• искажение фаз, то есть нагрузка на одну фазу оказывается большей, чем на вторую;
• отрыв либо выгорание «нуля» с увеличением напряжения до 380В;
• короткое замыкание в одной из линий;
• включение потребителей слишком большой мощности;
• попадание в ЛЭП либо прямо в потребителя мощного грозового разряда.

Как работает и где устанавливать

В аварийной ситуации устройство УЗМ 51МД обнаруживает дугу, анализирует параметры проходящего через него тока и самостоятельно разрывает цепь. Ему не нужен какой-либо дополнительный контактор или пускатель, на который подавался бы импульс отключения.

Номинальный рабочий ток коммутации — 63А. Что более чем достаточно для всех квартир и частных построек.

Все технические характеристики УЗМ 51МД (нажмите ‘+’ для просмотра)

Казалось бы, с одной стороны это хорошо. Однако с другой стороны, могут возникнуть существенные проблемы с чувствительностью защиты. Либо она будет через чур чувствительна, либо наоборот, не будет реагировать на малые значения.

Выставить настройки в таком широком токовом диапазоне задача не тривиальная. Словить дугу при Imax=1А, это не совсем то же самое, что при I=63А.

Как вы думаете, почему зарубежные аналоги выпускают обычно на номиналы до 20-25А и меньше. Они явно уже сталкивались с этими проблемами и выработали более грамотный подход.

Например, вы же не ставите УЗО с током утечки 10-30мА на главный ввод. В противном случае из-за суммирования всех помех и “левых” наводок, будут постоянные ложные отключения. Для всех уже стало нормой, что такие УЗО ставятся на отдельные линии или группы.

Еще одно замечание по поводу монтажа на главном вводе РЩ — это наши зимние условия. Задумайтесь, что будет зимой с котельной при минус 30 градусах, если в ваше отсутствие, данное устройство поймает глюк и ложно отключит все электроснабжение.

Поэтому здесь более правильным будет подход как с УЗОшками. Грамотнее ставить их на отдельные группы линий, а не целиком на весь дом.

На Западе многие ТБшники вообще прямым текстом запрещают ставить подобные девайсы на вводах. (ссылка на оригинал)

А если общая нагрузка превышает 63А, можно ли таким аппаратом защиты подключаться через контактор, для увеличения коммутационной способности реле? Нет, нельзя.

Ток нагрузки должен всегда проходить только через УЗДП. Если вы его посадите на катушку пускателя, то никакой пользы этот прибор вам не принесет.

Принцип действия

Управление размещенными на корпусе устройства регуляторами осуществляется отверткой. Верхний регулятор позволяет выставить напряжение в интервале от 240 до 290 В, нижний — от 100 до 210 В. При измерении напряжения допускается погрешность до 3%.

Совет №1: перед подключением устройства следует выполнить его тестирование.

При тестировании происходит задержка на 5 секунд и последующая активация зеленого индикатора с включением внутреннего реле. Если напряжение соответствует нормам, загораются две лампочки — зеленая и желтая. Быстрый пуск активируется при нажиме кнопки тестирования.

После перепада напряжения и его возвращения к норме в определенном интервале реле включается через 10 секунд. Имеется возможность настройки реагирования реле после перепада. Настройка производится в интервале от 10 секунд до 6 минут, иные значения не предусмотрены.

Для настройки следует:

• отключить прибор нажимом тестовой кнопки;
• повторно прижать и придерживать кнопку до многократного мигания зеленого индикатора — при этом время реагирования прибора установится на 10 секунд;
• загорание лампочки красного цвета означает время в 6 минут;
• освободить кнопку и вновь прижать ее для повторного пуска прибора.

Следует понимать, что прижатие кнопки, переводящей прибор в режим теста, сказывается на безотказной работе УЗМ при возникновении аварийной ситуации. Когда величина напряжения приблизится к наибольшей величине, начинает моргать красный индикатор. Превышение допустимого порога приводит к деактивации желтой лампочки, загорается красная.

Когда напряжение падает ниже установленного значения, моргать начинает сначала зеленый индикатор, затем активируется таймер до отключения и моргания красного индикатора. Затем загорается красная лампочка с двухсекундной задержкой, а желтая — выключается. После стабилизации напряжения активируется таймер, показывающий, сколько минут и секунд остается до подключения. При этом зеленый индикатор продолжает моргать. Если параметры сети не соответствуют установленным, время обнуляется, начинается новый отсчет. По истечении времени задержки УЗМ включается.

При поочередном моргании красной и зеленой лампочек делается необходимо выключение реле кнопкой теста. При повторном ее нажиме и двухсекундном удержании реле начинает работу в нормальном режиме.

Включение УЗМ-51 разрывает силовой кабель, «ноль» устанавливается сквозным и не поддается коммутации. Также допускается одностороннее подключение нуля, благодаря чему нулевые фазы могут соединяться снизу трехфазных линий.

Принцип работы УЗМ-51М

УЗМ включает в себя внутреннее реле и систему защиты. На верхней части устройства расположены клеммы для фазного и нулевого проводов. Снизу вынесены отходящие клеммы U и N. Устройство рассчитывается на кабель, имеющий сечение до 35 кв.мм. На передней панели расположены два индикатора, которые указывают на работоспособность электролинии. Когда горит зеленый индикатор, это обозначает, что сеть находится в рабочем состоянии. В случае если загорается красный свет, это значит, что в сети имеется неисправность.

Второй индикатор должен светиться желтым светом, обозначающим рабочее положение прибора.Основным элементом УЗМ является микроскопический контролер, имеющий шесть выводов. Все элементы реле могут работать долгое время при напряжении 440 вольт.

В преддверии работы данный прибор необходимо протестировать. При этом следует нажать кнопку Тест, далее происходит пятисекундная задержка, затем загорается зеленая лампочка. После этого заводится внутреннее реле.

Следующее включение

Включение встроенного реле начинается через десять секунд после того как прибор придет в норму вследствие скачка напряжения. При этом можно самостоятельно установить этот временной параметр на 10 секунд или 6 минут. Для этого нужно: нажать кнопку Тест, затем еще раз нажать при этом удерживая ее до начала мигания индикатора зеленого цвета.

Это говорит о том, что установлена десятиминутная задержка во времени для повторного включения прибора. Если потребитель желает этот показатель заменить на шестиминутную задержку, нужно дождаться, когда загорится красный индикатор.

По окончанию этих манипуляций следует выключить кнопку и надавить на нее еще раз для приведения прибора в действие. Это нажатие способствует срабатыванию при возникновении аварийной ситуации. Если показатель напряжения отходит от нормированного и подходит к максимальному значению, загорается красная лампочка и начинает моргать. Одновременно с этим желтая лампочка приспособления гаснет, а индикатор красного цвета начинает гореть.

В случае если показатель напряжение начинает сильно уменьшаться начинается мигание желтой лампочки, после чего включается отсчет времени срабатывания и загорается красный индикатор. Притом оранжевая лампочка потухает. Когда напряжение приходит в норму прибор стабилизируется, в процессе чего мигает зеленый свет. После того как истечет время задержки прибор включается и работает, как и прежде.

В случае если прибор попеременно моргает красным и зеленым светом, это говорит о принудительном отключении прибора при помощи тестирующей кнопки. При этом необходимо произвести нажатие на нее еще один раз и подержать в таком состоянии две секунды прибор снова заработает, при этом загорится желтая лампочка.

Основные характеристики

Размеры устройства — 83х35х63 мм. Благодаря продуманности и эргономичности конструкции УЗМ подключается очень просто.

Основные технические характеристики прибора следующие:

• продолжительность службы — 10 лет;
• пауза до деактивации — 20 мс;
• поглощающая энергия -200 Дж;
• сила тока при коротком замыкании — 4,5 кА;
• сила сетевого тока — 80 А;
• Энергопотребление — 1,5Вт в час;
• масса — 160 г;
• степень защиты: корпуса — IP40, клемм — IP0;
• импульсная устойчивость к помехам — 3 уровень.

Особенности конструкции

УЗМ оснащено варисторной защитной системой с расположенным внутри реле. Корпус прибора, изготовленный из пластика, в верхней части содержит входные контакты L и N, внизу- N и U. Конструкция их — туннельная, гарантирующая надежный зажим провода площадью до 35 мм2.

На передней панели размещены два индикатора. Первый показывает актуальный рабочий режим:

• зеленый свидетельствует о нормальном режиме работы устройства;
• красный показывает неисправность.

Вторая лампочка — желтого цвета. Она указывает на работу реле.

Также спереди размещена кнопка работы в режиме теста, осуществляющая управление устройством вручную. В корпус УЗМ расположены регуляторы лимитов рабочего интервала напряжений.

Управляющая деталь — микроскопический контроллер PIC12F683, имеющий 6 выводов и работающий в онлайн-режиме. Каждый элемент устройства может длительное время работать под напряжением 440В. Плата содержит множество SMD-деталей.

Реле напряжения УЗМ-51М

Цифрового табло устройство не имеет. Регулировка осуществляется двумя переключателями с шагом в 5В для верхнего порога и 10В для нижнего. Присутствуют светодиодные индикаторы, которые показывают состояние реле. Если начинает моргать зеленая лампочка — значит напряжение в сети ниже нормы, если красная — идет превышение напряжения.

Время срабатывания зависит от напряжения в сети. От 0,02 сек (U=300В и больше) и 0,2 сек (U больше 230В). Ранее было много нареканий по качеству конденсаторов стоящих в УЗМ-51М. Они в течении двух лет высыхали и реле начинало «глючить». Как уверяют производители сейчас проблема решена.

Еще из особенностей:

• простое подключение (два входа – фаза+ноль)
• номинальный ток – до 63А
• по ширине на дин-рейке занимает 2 модуля (35мм)
• рекомендуемая температура эксплуатации от -20 до +55 градусов. Для установки на улице не подойдет, зато в подъезде дома вполне сгодится.

Есть и другие разновидности реле УЗМ, а именно – УЗМ-16 и УЗМ-50М. К УЗМ-16 подключают отдельный электро-приемник, так как это реле рассчитано на ток 16А.

Они уже заданы на заводе – 265В верхний и 170В нижний. Существуют и трехфазные УМЗ-3-63. Они в основном используются в схемах с электродвигательной нагрузкой.

Схемы подключения

Схемы, по которым подключается УЗМ-51, приведены на рисунках 1-3.

1. При подсоединении четырех проводов наверху размещается входной проводник, внизу — выход для электроприборов.
2. Если подключается три провода, то фаза пропускается сквозь УЗМ, «ноль» требуется для электропитания самого прибора.
3. При подключении ДУ «ноль» проходит по выключателю, через силовой кабель коммутируется сам прибор, подается нагрузка и напряжение.

Пример видео, где показана работа реле напряжения

Решать проблему скачков напряжения в сетях помогают специальные устройства – реле контроля напряжения. Принцип действия таких реле достаточно прост, есть “электронный блок”, который следит, чтобы напряжение находилось в заданных уставками пределах и при отклонениях сигнализирует расцепителю (силовой части), который отключает сеть. Все бытовые реле контроля напряжения включаются автоматически через определенное время. Для обычных потребителей достаточно задержки в несколько секунд, но для холодильников и кондиционеров с компрессорами нужна задержка в несколько минут.

Реле контроля напряжения бывают однофазные и трехфазные. Однофазные реле напряжения отключают одну фазу, а трехфазные – одновременно все три фазы. При трехфазном подключении в быту, следует применять однофазные реле напряжение, чтобы колебания напряжения на одной фазе, не привели к отключению других фаз. Трехфазные используют для защиты двигателей и других трехфазных потребителей.

Я разделяю приборы защиты от перенапряжений на три типа: УЗМ-51М от “Меандра”, Zubr от “Электроникс” и все остальные. Никому ничего не навязываю – это мое личное мнение.

Реле напряжения Zubr (Rbuz)

Данное устройство предназначено для защиты от перепадов напряжения (отгорания нуля). Производят ЗУБР в Донецке.

Отмечу особенности этого реле напряжения.

Индикация напряжения на устройстве – показывает значение напряжения в реальном времени. Это достаточно удобно и необходимо для оценки ситуации с напряжением в сети. Погрешность показаний низкая, разница относительно высокоточного мультиметра Fluke 87 всего 1-2 Вольта.

Реле напряжения Zubr выпускают на различные номинальные токи: 25, 32, 40, 50 и 63А. Устройство при номинальном токе на 63А выдерживает в течение 10 минут ток 80А.

Верхнее значение по напряжению выставляется от 220 до 280 В с шагом 1 Вольт, нижнее – от 120 до 210 В. Время повторного включения от 3 до 600 сек., с шагом 3 секунды.

Я выставляю на реле Zubr, максимальное (верхнее) значение по напряжению 250 Вольт, а нижнее значение – 190 Вольт.

У приборов с индексом t в названии, например Zubr D63t, есть термозащита от внутреннего перегрева. Т.е. при увеличении температуры самого прибора до 80 градусов (например из-за нагрева контактов) – он отключается.

Реле Zubr занимает 3 модуля или 53 мм на дин-рейке и бывают только однофазными.

В паспорте и приведенных схемах подключения Зубр, не сказано про ограничения по току, но в старой документации, ранее указывалось, что не более 0,75 от номинального.

Сеть двухфазная

Подключение прибора к двухфазной сети осуществляется несколькими методами.

Рекомендуется применить преобразователь с единственным переходником. Для подсоединения выбирается лучевой трансивер. Фильтры монтируются за триггером. Для стабилизации напряжения необходим динистр с небольшим напряжением. Параметр выходного напряжения в цепи должен быть не более 230 В.

Совет №2: Непосредственно перед выполнением подключения необходимо проверить сопротивление, которое не должно быть более 35 Ом. При резких перепадах напряжения следует устанавливать широкополосные динисторы. При схеме с двойным преобразователем дополнительно требуется установка контроллера.

УЗИС С1-40

В первую очередь, обратите внимание на схему подключения. Здесь напряжение питания 220В должно заводиться именно на нижние клеммы, иначе прибор нормально работать не будет

А вот например в аналогичных “автоматах” AFDD от ABB ARC1, подключение свободно производится как сверху так и снизу

О чем свидетельствуют надписи на корпусе

А вот например в аналогичных “автоматах” AFDD от ABB ARC1, подключение свободно производится как сверху так и снизу. О чем свидетельствуют надписи на корпусе.

Вот 3 схемы подключения УЗИС в зависимости от коммутационного аппарата на входе:

Некоторых волнует вопрос — а что будет, если перепутать подключение фазы и ноля, ведь не даром на корпусе прибора стоит маркировка L и N.

В большинстве случаев работа будет штатной, без замечаний. Но вот если случится параллельный пробой фазы на заземленную часть оборудования, может возникнуть непредвиденная ситуация.

Ток, который должен идти через специальный датчик, через него не пойдет. Его путь будет пролегать через нейтраль. В итоге параметры бросков будут для УЗИс абсолютно не предсказуемы, как по форме, так и по величине.

Так что ноль с фазой при подключении лучше не путать.

Однофазная сеть

К однофазной сети УЗМ подключается посредством проводных контактов. При таком соединении может использоваться тиристор на 200 В, фильтры ставятся за обкладкой, последним монтируется выпрямитель.

Для стабильности напряжения используются контакторы импульсного либо оперативного типа. Проблема с магнитными колебаниями устраняется посредством применения проходных фильтров. В щитках ВО фильтры применяются с сеточной обмоткой, преобразователь устанавливается с тремя контактами. При этом максимальное сопротивление должно быть менее 30 Ом, среднее выходное напряжение — 230 В.

Обзор производителей

Производитель	Особенности	Примерная цена ,руб
Меандр	УХЛ4, нагрузка 63А, 2 модуля	2530
ООО «Реле и Автоматика»	Интервал сетевого напряжения 160-280 В	2000
ООО «Автоматика-плюс»	УХЛ4, нагрузка 63А, 2 модуля	2540
Электроклуб Новокуйбышевск	Интервал сетевого напряжения 209-233 В	2800

Аналоги

К аналогам устройства УЗМ-51 можно отнести следующие приборы:

• ОМ-63 от ;
• РН-106 от фирмы НоваТек.

РН-106 представляет собой реле напряжения, защищающее от несанкционированного проникновения в квартиру напряжения 380 В. Слишком высокое напряжение приводит к выходу из строя всей бытовой техники, подключенной в тот момент к сети.

Реле напряжения РН-106 предотвращает выход из строя домашней бытовой техники

Ограничитель мощности ОМ-63 используется преимущественно в однофазных сетях. Устройство незамедлительно отключает подачу электроэнергии в жилище при превышении величиной потребляемой мощности установленного порога. Прибор также защищает подключенное к сети электрооборудование от негативного воздействия значительных перепадов напряжения от недалеких разрядов молний либо включения слишком мощного оборудования.

Ошибки при подключении

• Частой ошибкой является неправильный расчет нагрузки от потребителей электроэнергии, выполненный самостоятельно без должного опыта и наличия соответствующих знаний. Перед установкой УЗМ-51 необходимо правильно выполнить все расчеты, которые лучше всего доверить профессионалам.
• Также нередко через УЗМ пропускают нейтраль, в которой вовсе нет необходимости. Ее можно просто подсоединить к какому-либо контакту.

Схему подключения УЗМ-51 через варистор можно назвать эффективной, но не надежной. При грозе варистор перегорает в первую очередь. Потому лучше выбирать схему без варистора.

1. УЗИП — защита от импульсного напряжения, классы, схемы подключения
2. Указательное реле (область применения, виды, подключение)

Отключение токов КЗ

Еще одно замечание по конструкции, которое беспокоит многих опытных электриков — это полное отсутствие хоть какого-то подобия на дугогасительные камеры.

На том же УЗМ-51МД указано, что его предельная отключающая способность – 4,5кА.

А здесь ничего. Как это скажется на контактах в процессе работы при коммутационных отключениях – включениях? При нормальных условиях никак.

Объяснятся это в первую очередь тем, что УЗИс функционально должен работать только в паре с автоматом или диффом, на которые и возлагается вся функция защиты от КЗ и отключение аварийных токовых нагрузок.

При токах КЗ до 6кА, контакты УЗИс будут замкнуты и его главная задача — “вытерпеть” и пропустить через себя этот ток без последствий, с чем он успешно и справляется. Разрывать дугу таких величин, как раз таки должен именно автоматический выключатель.