Реле защиты от перенапряжения — устройство и принцип работы

Ввод 1

У заказчика есть 4 ввода на два здания, все они имеют отличия, буду обращать внимание читателей по ходу статьи. Первый ввод

В электрощитовой увидел такую картину:

Первый ввод. В электрощитовой увидел такую картину:

1 – электрощитовая

Вверху слева – щиток с вводным рубильником, трехполюсный автомат D80.

Подробнее внутренности щитка:

1 – внутренности электрощита

Вверху – Трехфазный счетчик Энергомера, цифровой вольтметр Digitop ВМ-3, переключатель улица-генератор.

Вот поближе первый ряд, он будет очень важен для нас, поскольку там будут происходить все подключения:

1 – Выходы счетчика на переключатель

На рубильнике, вверху слева – провода (белый, голубой, коричневый), в разрыв которых нужно будет включить нашу схему реле защиты. Вот это место, ещё ближе:

1 – Переключатель счетчик-генератор

Гибкие провода справа на рубильнике – от генератора, который установлен на крыше здания.

Не смотря на то, что электрощит этот собирала солидная фирма, сразу видно грубую ошибку – обратите внимание на автоматы 25 Ампер:

1 – Грубая ошибка в выборе защитных автоматов

И если в правой части фото провод сечением 2,5 мм² понять и простить можно, то шесть проводков 1,5 мм² ни в какие ворота уже не лезет. Тут бы понизить номинал до 13 или 10А, но надо разбираться с нагрузкой, да и не за этим я пришёл на этот объект. Кому интересно – подробно рассматриваю эту проблему в статье про выбор автоматов в квартирный щиток. Там же – много ссылок на релевантные статьи.

Ладно, приступаем к сборке нашей схемы, которую я вынес в отдельный щиток:

Процесс сборки электрощита 1

Провод для монтажа использовал ПВ1, одножильный, сечением 4 мм². А точнее – распущенный на жилы ВВГ4х4. Подключал в разрыв через клеммное соединение под винт, сфотографировать не получилось, ниже ещё примеры будут.

Вот что в итоге получилось:

1 – Окончательный вид трехфазного реле контроля напряжения

Напечатал на обратной стороне крышки инструкцию по эксплуатации и настройке для пользователей. Текст приведу ниже.

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.

Классы УЗИП

Существует всего три класса устройств по степени защиты:

  • Устройство I класса (категория перенапряжения IV) — защищает систему от прямых ударов молнии, и устанавливается в главном распределительном щите или в вводно-распределительном устройстве (ВРУ). Обязательно нужно использовать данное устройство, если здание находится на открытой местности и окружено множеством высоких деревьев, что увеличивает риск грозового воздействия.
  • Устройство II класса (категория перенапряжения III) — используется как дополнение к устройству I класса для защиты сети от коммутационного воздействия, т.е. от внутреннего перенапряжения сети. Устанавливается в распределительном щите.
  • Устройство III класса (категория перенапряжения II) — применяется для защиты от остаточных атмосферных и коммутационных перенапряжений, а также для устранения высокочастотных помех прошедших через устройство II класса. Проводится монтаж как в обычные розетки или разветвительные коробки, так и в сами электроприборы, которые необходимо обезопасить.

Классификация по степени разряда тока:

  • Класс В — разрядки воздушные или же газовые с током разряда от 45 до 60 кА. Устанавливаются на вводе в здание в главном щите или в вводно-распределительном устройстве.
  • Класс С — варисторные модули с токами разряда порядка 40 кА. Устанавливаются в дополнительных щитах.
  • Классы С и D применяются в тандеме в случае, если необходим подземный кабельный ввод.

Схема подключения и установка реле напряжения

Прибор будет выполнять свои функции независимо от положения. Но каждая модель обладает своей схемой подключения. Ее можно посмотреть на корпусе.

Для всех устройств существуют одинаковые правила, которые предназначены для контроля процесса соединения реле с электрической цепью.

Вводные контакты к сети присоединяют через контактор или пускатель. Проводники всех фаз совмещают с клеммами, которые находятся с верхней части прибора. Элементы помечают так:

  1. Фазы буквами А, В и С.
  2. N – клемма нулевого провода.
  3. 1,2,3 – нижние клеммы.

Сначала из клеммы 1 проводник подсоединяют к выходу катушки, которая находится в контакторе. Клемму 3 подключают к любой фазе. Второй выход присоединяют к нулевому проводнику трехфазной сети.

Силовые элементы соединяют так:

  1. Каждую фазу, которая подает ток, подключают к входной клемме контактора.
  2. Проводники соединяют с выходными клеммами.
  3. Чтобы подключить нулевые проводники, в распределительном щитке устанавливают общую нулевую шину.

Реле напряжения ТМ DigiTop

Данные реле выпускают в Донецке. Производитель выпускает несколько серий приборов с защитой от скачков напряжения.

Реле напряжения серии V-protektor предназначено только для защиты от перепадов напряжения. Выпускается на номинальные токи 16, 20, 32, 40, 50, 63 А в однофазном исполнении, имеет встроенную термозащиту от перегрева, срабатывающую при 100 градусах. Верхний порог срабатывания от 210 до 270 В, нижний — от 120 до 200 В. Время автоматического включения от 5 до 600 сек. Есть и трехфазное реле напряжения V-protektor 380, достаточно компактное 35 мм (два модуля), но максимальный ток в фазе не более 10А.

Схема подключения реле напряжения V-Protektor DigiTop

Диджитоп выпускает и совмещенное в одном устройстве реле напряжения и реле тока VA-protektor. Помимо защиты от перенапряжений, прибор обеспечивает и ограничение по току (мощности). Выпускают на номинальные токи 32, 40, 50 и 63 А. Все параметры по напряжению такие же, как и у V-protektor. По номинальному и максимальному току VA контролирует нагрузку и при превышении номинального отключает сеть через 10 мин. а максимального — через 0,04 сек. На дисплее прибора отображается и напряжение и ток. Гарантия на VA-protektor 2 года.

Ну и самый продвинутый из серии реле напряжений от ТМ DigiTop — многофункциональное реле МР-63. Собственно всё тоже самое, как и у предыдущего VA-protektor, только МР-63 показывает помимо тока и напряжения, еще и активную мощность.

УЗМ-51М рассчитано на ток до 63А, занимает 2 модуля на дин-рейке (ширина 35 мм ). При стандартном исполнении температура эксплуатации УЗМ от — 20 до +55 градусов, поэтому устанавливать в щите на улице не рекомендую. Есть правда и от -40 до +55, но такие мне в продаже не встречались, если только обращаться непосредственно в ЗАО «Меандр». Максимальная уставка по верхнему отключению напряжения 290 В, нижний порог срабатывания 100 В. Время повторного включения задается самостоятельно — это или 10 секунд или 6 минут. Может использоваться в сетях с любым типом заземления: TN-C, TN-S, TT или TN-C-S.

Схема подключения УЗМ-51М

Меандр производит еще два типа однофазных реле напряжения — это УЗМ-50М и УЗМ-16. Главное отличие УЗМ-50М от УЗМ-51М, пожалуй только в том, что у последнего, как мы знаем можно выставить уставку по срабатыванию самостоятельно, а в УЗМ-50М — уставка «жесткая», по верхнему пределу напряжения — 265 В, а по нижнему — 170 В.

УЗМ-16 рассчитано на ток 16А, поэтому его ставят только на отдельный электроприемник. Например, чтобы не ожидать 6 минут пока включится УЗМ-51, холодильник можно подключить через УЗМ-16. на котором устанавливают задержку на включение 6 минут, а на основном УЗМ-51М в 10 секунд.

Я выставляю на УЗМ-51М максимальное (верхнее) значение по напряжению 250 Вольт, а нижнее значение — 180 Вольт.

Меандр также выпускает трехфазное реле напряжение УЗМ-3-63, как я уже писал выше, такие реле используют в основном для защиты двигателей.

Хорошая надежная защита от перенапряжений. УЗМ не нужно включать с контактором, как это обычно делают с другими реле напряжения. Устройство производится в России. Гарантия на УЗМ 2 года

Что немаловажно, представитель Меандра присутствует на самом популярном форуме Mastercity, всегда проконсультирует по продукции, а также внимательно относится к комментариям пользователей форума, замечания которых в свое время и помогли улучшить УЗМ-51М

Пример установки УЗМ-51М в трехфазном щите для загородного дома, где УЗМ установлены в каждую фазу.

Пожалуй один недостаток в УЗМ-51М относительно других реле напряжения — это отсутствие индикации напряжения. Но и разница в цене между УЗМ и реле напряжения с контактором, позволяет купить и поставить вольтметр отдельно.

Виды и классификация

Так как существует множество приборов, отличающихся по своей конструкции и подключению, то они условно разделены на несколько типов. РКН вилка-розетка. Данный тип непосредственно должен подключаться к розетке электросети. Применяется для защиты одного устройства (водонагреватель, холодильник). Значение текущего напряжения выводится на циферблат прибора. Отключение и подключение осуществляется при помощи электромагнитного реле. Допустимое время реагирования устанавливается кнопками.

РКН удлинитель. Такой тип имеет похожий принцип действия, только к нему можно подключить отдельно целую группу приборов одновременно. Количество соединительных розеток может быть больше двух. Удобен тем, что его можно протянуть от электрической розетки на определенное расстояние. РКН для крепления на DIN-рейку. Устанавливается в распределительном щитке. При помощи данного типа можно обезопасить не одну группу приборов, но и весь жилой дом или квартиру. Имеет большее количество настроек, широкий функционал и режимы работы.

В чем преимущества использования

Подключение к сети реле контроля напряжения позволяет предоставить надежную защиту электрооборудования дома, а также в зданиях промышленного назначения, общественных местах и других помещениях. Преимуществом использования такого защитного устройства является его быстрое реагирование на значительное изменение напряжения в электрической сети.

В секторах с частными домами часто наблюдаются обрывы воздушных линий электропередач, обрывы нейтрального провода, что в результате может привести к резкому скачку напряжения переменного тока в сети на более чем 160 вольт. Такое изменение может привести к перегоранию всех электротехники, которая была подключена на этот момент. В результате хозяева дома буду нуждаться в дорогостоящем ремонте. В таком случае реле напряжения барьер, который позволит предотвратить такой исход, обесточив линию за короткий промежуток времени.

Не редко в электрической сети наблюдается понижение напряжения, которое также пагубно влияет на эксплуатацию всех приборов. Данное защитное оборудование также способно предохранить от этого всю технику в доме. Реле регулятор напряжения способен иметь допустимый диапазон функционирования от 100 до 400 вольт. Такой промежуток позволяет эффективно применять его на электрической сети в 220в и 380в, что делает его универсальным устройством.

Эффективно показал себя при изменении погодных условий, которые напрямую влияют на сеть (гроза). Регулятор можно одновременно использовать со стабилизаторов, обеспечивая подачу стабильного напряжения для всех потребителей. Реле контроля напряжения используется для защиты:

  • оборудования, которое медленно работает в переходном положении;
  • электрических приборов от резкого и плавного перепада напряжения в сети;
  • техники от изменения положения фазы, разрывов, слипания;
  • трехфазной и однофазной линии;
  • от непоследовательной работы фазных проводов.

К преимуществам также можно отнести большое разнообразие устройств, что позволяет сделать выбор более подходящего прибора, исходя из технических запросов покупателя.
Устойчивы к температурам от -20 до +40 градусов, что позволяет устанавливать их как внутри дома, так и снаружи.

Критерии выбора РН: что нужно знать при приобретении

Приобретая реле напряжения, следует обратить внимание на несколько параметров домашней сети:

  • диапазон напряжений, при котором работает устройство, и есть ли возможность его настройки самостоятельно;
  • наличие дополнительного функционала (термозащиты);
  • потребляемый ток. Не стоит опираться на то, что все приборы одновременно не работают. Лучше иметь небольшой запас. Если техническая документация прибора утеряна, а на корпусе лишь данные по потребляемой мощности, то по количеству Ватт также можно вычислить ток;
  • важным критерием является и большое количество отзывов о выбранной модели в сети Интернет. Многие не придают этому значения, а зря.

Мнение эксперта
Игорь Мармазов
Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО “АСП Северо-Запад”

“Приобретайте подобное оборудование только у проверенных продавцов. В магазине (а тем более на интернет-ресурсах) испытать вам его не удастся, а гарантийный ремонт – довольно затратная по времени процедура”.

Такое оборудование устанавливается как снаружи, так и внутри квартиры или частного дома

Выбираем РКН

Приобретение защитных устройств лучше всего делать в специализированных магазинах. На всю продукцию предоставляется гарантия, а также есть возможность проконсультироваться у сотрудников в определенных вопросах. На стоимость прибора будет влиять производитель, количество самостоятельных режимов, которые можно устанавливать произвольно, скорость реакции при изменении напряжения в электрической цепи, конструкция и способ подключения, и даже дизайн.

При выборе обязательно нужно учесть необходимую мощность сети, а также, какой вид конструкции нужен – для однофазной сети или трехфазной. При покупке следует изучить инструкцию, узнать о всех непонятных моментах в установке оборудования, обратить внимание на гарантию, материал изготовления и допустимую температуру, которую должен выдерживать прибор во время эксплуатации. Рекомендуется приобретать образцы из не горючих материалов (поликарбонат). Среди наиболее распространенных РКН обычно встречаются зарубежного производства. Реле напряжения Zubr

Данный прибор часто используется для обеспечения защиты от резких скачков напряжения в сети 220 вольт. Реле напряжения Zubr устанавливают в частных домах или на даче. Оснащен мощными клеммами, а скорость его реакции обычно не превышает 0,05 секунд у любой модели

Среди наиболее распространенных РКН обычно встречаются зарубежного производства. Реле напряжения Zubr. Данный прибор часто используется для обеспечения защиты от резких скачков напряжения в сети 220 вольт. Реле напряжения Zubr устанавливают в частных домах или на даче. Оснащен мощными клеммами, а скорость его реакции обычно не превышает 0,05 секунд у любой модели.

Реле напряжения PH 113. Такое устройство рассчитано на подключение к однофазной сети 220 вольт с частотой 50 герц. Реле напряжения PH 113 имеет 4 независимых режима работы, есть возможность произвольно изменять максимальный и минимальный порог чувствительности устройства, а также задержку времени включения подачи электричества после восстановления стабильности цепи. Срок службы до 3 лет.

Среди распространенных моделей также можно встретить реле напряжения Digitop,Tesla и Новатек. Приборы Tesla имеют очень похожую конструкцию РКН модели Zubr. Их габариты и характеристики очень похожи. Производитель Новатек-электро имеет в наличии устройства с различными характеристиками для подключения к сети разной мощности. Новатек производит РНК всех типов. Это зарубежный производитель, который поставляет на рынок качественный продукт, соответствующий своей заявленной цене. На сегодняшний день имеет хорошую репутацию.

Недостатки стабилизаторов

Несмотря на выраженные преимущества стабилизаторов, они имеют серьезные недостатки, ограничивающие их использование:

  1. Значительные размеры. Этот параметр прямо зависит от мощности прибора. Даже при минимальном количестве бытовой техники на входе нужно ставить стабилизатор, который не поместится в стандартный электрический щиток. Для него необходимо выделить отдельное место.
  2. Необходимость эффективного охлаждения аппарата, т.к. при работе его основные элементы и корпус нагреваются.
  3. Высокая цена, возрастающая с увеличением мощности.
  4. Необходимость надежной защиты от пыли и влаги. Электромагнитное поле внутреннего трансформатора активно притягивает пыль, а потому необходимо максимально оградить стабилизатор от запыления.
  5. Повышенный уровень шума, что требует дополнительной звукоизоляции или вынесение стабилизатора за пределы жилого помещения.
  6. Чувствительность электроники стабилизатора к помехам в электрической сети.

Наиболее значительными недостатками стабилизаторов является громоздкость, большой вес и высокая цена. Особенно они чувствительны для устройств мощностью 3 и более кВт, которые необходимы для установки на входе квартиры. При мощности менее 1 кВт эти характеристики находятся в разумных пределах, а потому стабилизаторы чаще применяются в качестве индивидуальной защиты отдельных бытовых приборов. Некоторые современные бытовые электроприборы имеют встроенные стабилизаторы.

Устройства для решения проблемы

В современном мире существует множество различных устройств для защиты от перенапряжения в сети, которые несложно подключить своими руками. Изделия могут эффективно справляться не только с перепадами напряжения, но и со сверхтоками, которые также губительно влияют на домашнюю проводку.

Среди наиболее полезных для применения в доме и квартире выделяют:

  1. Стабилизатор. Является своего рода предохранителем, который контролирует напряжение в сети и в случае его предельно допустимого отклонения, отключает электричество в доме. К примеру, на своем опыте могут сказать, что стабилизатор не раз спасал нашу бытовую технику от перепадов, вызванных сварочными работами, проходящими вблизи. Устройства имеют диапазон от 150 В и до 240 В (как пример). Как только значение выйдет из данного диапазона, аппарат выключится. В то же время, когда все стабилизируется, устройство защиты снова включится. О том, как подключить стабилизатор напряжения. мы рассказывали в соответствующей статье!
  2. Реле. Вы наверняка не раз сталкивались с данными устройствами, которые являются миниатюрной версией стабилизатора. Чаще всего реле напряжения используется для защиты от перенапряжения одного определенного агрегата, к примеру, компьютера. Работает по такой же схеме, как и предыдущий вариант. Может быть представлен в виде электрической вилки (к примеру, ЗУБР), удлинителя и отдельного аппарата (всем известный Барьер), которое крепится на DIN-рейку щита. О том, как выбрать реле напряжения мы рассказывали в отдельной статье.
  3. Устройство защитного отключения. Широко применяется для защиты сети в домашних условиях, что вызвано высоким качеством работы и небольшой стоимостью. УЗО должно работать в паре со специальным датчиком ДПН, который будет подавать сигнал на отключение, если обнаружит перенапряжение в сети. Вместо этого можно использовать альтернативный вариант для защиты дома — устройство защиты многофункциональное. О том, как работает УЗМ-51М и как его подключить, мы рассказали в отдельной статье.
  4. Источник бесперебойного питания. Опять-таки, на своем опыте подтвержу его эффективность. Более десяти раз ИБП спасал мой компьютер от резкого выключения при срабатывании стабилизатора. «Бесперебойник» имеет небольшую стоимость, поэтому купить такой вариант защиты от перенапряжения при наличии ПК крайне необходимо.
  5. УЗИП. От импульсных напряжений (возникают во время грозы и могут вывести технику из строя) можно защититься, установив в доме УЗИП. Данный аппарат является достаточно популярным на сегодняшний день и широко применяется как в быту, так и на производстве. Более подробно о том, что такое УЗИП и как он работает, мы рассказали в отдельной статье, с которой настоятельно рекомендуем ознакомиться. Следует отметить, что УЗИП могут также называть модульными ограничителями перенапряжения (ОПН).

Купив все эти устройства для защиты от перенапряжения в сети 220 и 380 Вольт можно не беспокоиться о том, что пострадает бытовая техника, электропроводка и главное – Ваша жизнь в опасной ситуации.

Видео пример срабатывания ДПН и УЗО

Инструкция, как установить реле напряжения

Если реле предназначено для установки в розетку, никакого дополнительного монтажа оно не требует. Достаточно только настроить прибор по верхней и нижней границам, а также задать задержку. Это делается в соответствии с инструкцией к прибору от конкретного производителя.

В случае с монтажом в щиток, прибор устанавливается после счетчика, разрывая фазу. Нагрузка может идти как напрямую через реле контроля напряжения, так и через магнитный пускатель. Обычно в жилых домах применяют первый вариант.

На корпусе реле для установки в щиток имеется три контактных площадки – нейтральная, а также ввод и вывод на фазу. После монтажа реле в щиток необходимо подключить соответствующие провода к этим клеммам.

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.

Сгоревший плавкий предохранительИсточник p-advice.com

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.

Заключение

УЗИП или устройство защиты от импульсных перенапряжений и помех, является оборудованием защитного типа. Подобные неполадки часто возникают на электрических проводах. Монтаж осуществляется непосредственно в щиты или электрические шкафы. Способно отводить перенапряжение на установленное заземление. Встречаются модели на основе варисторов и газоразрядников. На рынке можно найти и модели комбинированного типа, в которых используются как разрядники, так и варисторы. В быту применяются конструкции для защиты электрических приборов:

  • работающих от 220/380 В;
  • индивидуального пользования до 1000 В;
  • сети передачи данных 5-110 В.
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий