Зачем ставят реле напряжения

Реле контроля напряжения: принцип работы, схема, нюансы подключения

Перепады напряжения – далеко не редкость в отечественных домах. Происходят они из-за изношенности электросетей, замыканий и неравномерности распределения нагрузки по отдельным фазам.

В результате бытовая техника либо недополучает электроэнергию, либо перегорает от ее переизбытка. Чтобы избежать перечисленных проблем, рекомендуется устанавливать реле контроля напряжения (РКН).

Предлагаем разобраться, какие преимущества дает применение такого устройства, каковы отличия РКН от стабилизатора, как выбрать подходящее реле и осуществить его подключения.

Зачем нужно регулирующее напряжение реле

Грамотное название рассматриваемого устройства – «реле контроля напряжения». Но среднее слово в разговорах электриков между собой нередко выпадает из этого термина.

В принципе, это один и тот же электротехнический прибор защитной автоматики. Плюс данное оборудование часто называют еще и «защитой от обрыва нуля». Почему – станет понятно ниже.

Не стоит путать автоматы УЗО и РКН. Первые защищают линию от перегруза и короткого замыкания, а вторые от скачков напряжения. Это разные по функциональному предназначению приборы.

220 В» привычна всем россиянам. На таком переменном вольтаже работает в доме бытовая техника, подключенная к розеткам. Однако по факту максимум напряжения в домашней электросети только колеблется вокруг этой отметки с разбросом +/-10%.

В отдельных случаях перепады достигают и больших величин. Вольтметр вполне может показывать падения до 70 и всплески до 380 Вт.

Для электротехники страшно излишне как низкое, так и высокое напряжение. Если компрессор холодильника “недополучит” электроэнергии, то он просто не запустится. В итоге техника неизбежно перегреется и сломается.

При низком вольтаже обыватель в большинстве случаев даже не в состоянии внешне определить, исправно или нет работает оборудование в такой ситуации. Визуально можно лишь увидеть тускло светящиеся лампочки накаливания, напряжение к которым подается меньшее, чем положено.

С высокими всплесками все гораздо проще. Если на вход питания телевизора, компьютера или микроволновки подать 300–350 Вт, то в лучшем случае в них перегорит предохранитель. А чаще всего они “сгорят” сами. И хорошо еще, если при этом не произойдет реального возгорания техники и возникновения пожара.

Основные проблемы с перепадами напряжения в многоэтажках возникают из-за обрыва рабочего нуля. Этот провод повреждают по неосторожности электрики во время ремонта либо он сам просто перегорает от старости.

Если в доме на подъездной линии стоит комплект необходимой защиты современного уровня, то в результате такого обрыва происходит срабатывание автоматики УЗО. Все заканчивается относительно нормально.

Однако в старом жилом фонде, где не стоят защитные автоматы, пропадание нуля приводит к перекосу фаз. И тогда в одних квартирах напряжение становится низким (50–100 В), а в других резко высоким (300–350 В).

У кого что в результате выйдет в розетке, зависит от подключенной в данный конкретный момент к электросети нагрузки. Заранее точно рассчитать и предугадать это невозможно.

В итоге у одних вся техника перестает работать, а у других сгорает от перенапряжения. Здесь-то и нужно реле контроля напряжения. При возникновении проблем оно отключит сеть, предупредив поломку телевизоров, холодильников и т.п.

В частном секторе проблема с перепадами напряжения несколько иная. Если коттедж расположен на большом удалении от уличного трансформатора, то при повышенном потреблении электроэнергии в домах до него в этой крайней точке вольтаж может упасть до критически низких отметок.

В результате из-за длительной нехватки «вольт» электродвигатели в бытовых электроприборах неизбежно начнут гореть и выходить из строя.

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.

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.

Что лучше: стабилизатор vs реле

Нередко вместо подключения в щитке реле контроля электрики рекомендуют устанавливать в доме стабилизатор напряжения. В отдельных случаях это бывает оправдано. Однако есть ряд нюансов, о которых надо помнить при выборе того или иного варианта защита электроприборов.

В плане функционала стабилизатор не только выравнивает напряжение, но и отключается при слишком высоких показателях последнего. А реле напряжения – это исключительно защитная автоматика. Вроде бы первый включает в себя функции второго.

Но по сравнению с РКН стабилизатор:

• дороже и шумит;
• более инертен при резких перепадах;
• не имеет возможностей для регулировки параметров;
• занимает гораздо больше места.

При уменьшении входного напряжения, чтобы на выходе стабилизатора были нужные показатели, он начинает “втягивать” в себя больше тока из сети. А это прямой путь к перегоранию проводки, если она изначально не рассчитана на подобное.

Второй основной минус стабилизатора в сравнении с реле контроля – это его неспособность перехватить резкий скачок напряжения при обрыве нуля.

Достаточно буквально полусекунды с 350–380 Вт в розетке, чтобы вся техника в доме погорела. А большинство стабилизаторов не способно подстроиться под такие изменения и пропускает высокий вольтаж, отключаясь только через 1–2 секунды после начала всплеска.

Помимо стабилизаторов и реле для защиты линии от перепадов вольтажа в сети также можно применять расцепители максимального и минимального напряжения. Но у них в сравнении с РКН большее время срабатывания. Плюс они не включают питание обратно в автоматическом режиме, по работе больше походят на УЗО.

После отключения электроэнергии эти расцепители придется переключать в исходное состояние вручную.

Схемы подключения РКН

В щитке реле напряжения всегда устанавливается после счетчика в разрыв фазного провода. Он должен контролировать и по необходимости отсекать именно «фазу». Никак по-другому его подключать нельзя.

Основных схем подсоединения однофазных реле регулятора сетевого напряжения существует две:

• с прямой нагрузкой через РКН;
• с подсоединением нагрузки через контактор – с подключением магнитного пускателя.

При монтаже электрощита в доме практически всегда применяется первый вариант. Разнообразных моделей РКН с необходимой мощностью в продаже предостаточно. Плюс при необходимости этих реле можно установить по параллельной схеме и несколько, подключив к каждому из них отдельную группу электроприборов.

С монтажом все предельно просто. На корпусе стандартного однофазного реле имеется три клеммы – «нуль» плюс фазные «вход» и «выход». Надо лишь не перепутать подсоединяемые провода.

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы Вам проще было сориентироваться в схемах подключения и выборе подходящего реле регулятора напряжения, мы сделали подборку видеоматериалов с описанием всех нюансов работы этого прибора.

Как защитить оборудование от перепадов в электросети с помощью РКН:

Настройка реле напряжения:

Реле контроля сетевого напряжения – это отличная защита от «обрыва нуля» и резких перепадов вольтажа. Подключить его несложно. Надо лишь вставить соответствующие провода в клеммы и затянуть их. Практически во всех случаях применяется стандартная схема с прямой нагрузкой через РКН.

Поделитесь с читателями вашим опытом подключения и применения реле напряжения. Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы по теме статьи и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.

Источник

Для чего нужно реле напряжения

В развитых зарубежных странах о качестве напряжения сети говорить не приходиться, оно полностью соответствует всем требованиям. Поставщики электроэнергии строго выполняют свои обязательства перед потребителями. Иное дело в России и других странах СНГ. После приватизации электросетей на первом месте стоит прибыль. Ремонт и восстановление электрооборудования проводится редко, а то и вовсе не делается. Как результат напряжение сети скачет или совсем отключается, выходят из строя электрооборудование и техника. Чтобы оградить свою сеть от скачков напряжения, ставят реле напряжения.

Назначение реле напряжения

Если ваша электросеть постоянно занижена или меняется в больших пределах, тогда вам нужен стабилизатор напряжения, который при изменении напряжения сети в пределах 150 – 270 В, на выходе даст стабилизированное напряжение 220 В. При относительно стабильной сети, когда она меняется незначительно, вам необходимо в квартирный щиток установить реле напряжения. Для чего нужно реле напряжения?

Реле напряжения отключает напряжение сети, если оно станет меньше 170 или больше 260 В. Для старой электропроводки обгорание нуля не такое редкое явление. Нулевой провод в подъездном щите может отвалиться по таким причинам как обгорание при ослабшем креплении. Старение проводов увеличивает его сопротивление, нулевые провода греются, ослабляется болтовое соединение, как результат все это приводит к обгоранию нулевого провода.

Причиной обрыва нулевого провода может быть также неопытность и недобросовестность электрика, замыкание фазы на нулевой провод воздушных электросетей при сильном ветре. В подъездный электрощит приходят три фазы, которые равномерно распределяется по квартирам, а нулевой провод идет общим для всех. Если оборвется нулевой провод, меняется распределение напряжения по квартирам.

В розетке может появиться напряжение около 380 В, идущее через включенную нагрузку соседней квартиры, которая питается от другой фазы. В результате горят все подключенные электроприборы и техника. Поставив реле напряжение, при обрыве нуля отключится все напряжение сети в квартире, и все подключенные электроприборы останутся целыми. Обрыв нуля проводника может произойти в общедомовом щите или на подстанции. Вот для чего нужно реле напряжения.

Принцип работы реле напряжения

Конструктивно этот прибор выполнен в пластмассовом корпусе и предназначен для установки на din-рейку в электрощитах. Реле имеет электронную часть и электромеханическую.

Электронный модуль предназначен для определения высокого и низкого аварийного порога напряжения и подачи сигнала на управляющий элемент. В аварийном случае управляющий сигнал поступает на электромагнитное реле, которое срабатывает и отключает напряжение сети.

Некоторые реле напряжения имеют возможность ручной установки нижнего и верхнего порога аварийного напряжения и времени включения сети прибором, после появления нормального сетевого напряжения.

Более дорогостоящие устройства могут иметь дисплей, для удобного чтения параметров сети. Эти приборы не предназначены для защиты от скачков напряжения вызванных ударом молнии. Для молниезащиты используются специальные ограничители напряжения.

Как проверить реле напряжения

При приобретении реле напряжения в электротоварах, вряд ли кто проверит вам его на работоспособность. Поэтому от продавца требуйте гарантии на прибор. Проверить реле напряжения можно на ЛАТРе (лабораторный автотрансформатор), которым вручную на выходе можно менять напряжение от 0 до 250 В.

Собрав схему подключения реле напряжения с лампочкой вместо нагрузки, ручкой автотрансформатора меняют напряжение от номинального в сторону нижнего и верхнего порогов аварийного напряжения, контролируя тестером момент выключения лампочки и определяют пороги напряжения срабатывания

Источник

Зачем нужны реле контроля напряжения

Реле контроля напряжения (РКН) призваны защитить домашнюю электротехнику от перегрузок, импульсных помех, критических величин входного напряжения, от перекосов фаз, обрыва нуля.

От чего они защищают

Реле контроля напряжения защитят бытовые электроприборы в случае обрыва воздушной линии, попадания линейного провода (L) на провод нейтрали (N), то есть когда напряжение в сети может достичь 380 В при норме 220 В.

Кроме того, устройства предотвратят поломку техники при резком скачке напряжения в результате обрыва нейтрали (N), а также при перегрузке одной из фаз в трехфазной системе распределения.

Проблемой для электрооборудования является и падение напряжения ниже допустимых значений, так что если дом находится на большом удалении от распределительной подстанции, то без РКН просто не обойтись.

РКН эффективны в аварийных ситуациях и не предназначены для стабилизации напряжения. Они лишь отключают питание и, при установлении допустимых значений напряжения, возобновляют его.

Какими они бывают

Реле напряжения бывают одно- и трёхфазными. При наличии в доме трёхфазного ввода можно установить трёхфазное реле, но надо иметь в виду, что если пропадет одна из фаз, то устройство отключит и две остальные. Помимо этого, реле будет срабатывать даже при небольшом перекосе фаз. Так что лучше поставить на каждую фазу свое РКН.

Также устройства различаются по типу подключения. Существуют модификации для одного прибора (предназначены для монтажа в розетку), для нескольких приборов (в виде удлинителя или тройника) и для дома в целом. Чтобы запитать модели первого и второго типа, нужно всего лишь вставить вилку реле в розетку. Такие устройства рассчитаны на электроприборы с потребляемой мощностью до 3,5 кВт. Диапазон срабатывания — 160–210 В, предельное значение напряжения — 230–280 В, время повторного включения — от 5 до 250 сек.

Современные модели РКН включают в себя плату с микропроцессором и электромагнитный выключатель. Транзисторы, резисторы и диоды уходят в прошлое.

РКН на DIN-рейке

Для защиты всей бытовой техники в доме служат реле, устанавливаемые на DIN-рейку в электрощитке. Такие РКН могут управлять нагрузкой самостоятельно (если она не превышает 8,5 кВА) либо при помощи более мощных контактов: магнитного пускателя, контактора, автоматического выключателя соответствующей мощности. Устройства имеют широкий диапазон регулировок и способны работать в нескольких независимых режимах: реле допустимого напряжения, реле минимального напряжения, реле максимального напряжения и т. д.

Реле напряжения могут быть оснащены температурным датчиком, который сигнализирует о перегреве элементов устройства из-за плохих контактов.

Как они работают

Когда значения напряжения выходят за рамки заданного диапазона (190–250 В), микропроцессор РКН обесточивает сеть. Реле продолжает отслеживать входное напряжение и, по достижении им нормальных величин, возобновляет электропитание. Реакция устройства на отключение мгновенна — 0,02–0,10 сек. Включение же сети отсрочено на 5–6 мин. Причина в том, что резкий запуск и остановка двигателя для большинства электроприборов нежелательны и могут привести к их поломке. Недаром во многих инструкциях по эксплуатации бытовой техники время повторного включения оговорено особо (обычно 5–10 мин).

Выбираем реле с запасом

Чем больше в доме электроприборов, тем мощнее должно быть РКН. Есть устройства на 16, 25, 32, 40, 50 и 63 А. Желательно выбирать защитное реле с запасом по току 20–30%, чтобы предотвратить выгорание его контактов. Дело в том, что у находящейся в РКН катушки, размыкающей контакты, номинальное значение силы тока ниже, чем у реле. Так что при максимальной силе тока в сети, скажем, 25 А рекомендуется установить РКН на 32 А.

Источник