Что такое реле напряжения

Что такое реле напряжения — правильный выбор

Обязательно ли сегодня использовать для щитовой квартиры реле напряжения или можно обойтись обычными модульными автоматическими выключателями? Давайте сперва разберемся что это такое реле напряжения? Это устройство для отключения электроэнергии при перепадах напряжения в заданных диапазонах от нормального. А какое напряжение считается нормальным? Раньше номинальным считалось напряжение 220 Вольт. На сегодняшний день произошли некоторые изменение. Есть ГОСТ 29322-2014 напряжения стандартные, который устанавливает уровни напряжения:

• ⚡номинальное напряжение – 230В (не 220В!)
• ⚡наибольшее напряжение питания – 253В
• ⚡наименьшее напряжение питания – 207В
• ⚡наименьшее используемое напряжение – 198В

То есть как видно из данных, перепады напряжения при которых оборудование еще может работать, не должны превышать 10%.

Принципиальная схема действия РН заключается в недопущении возникновения излишнего или недостаточного сетевого напряжения питания. Чтобы понять причину необходимости установки РН, назовем некоторые способствующие причины:

• При обрыве проводов линии питания частных домов, возможен перепад напряжения сети на 160 вольт выше нормы, что обуславливает выход из строя незащищенных электроприборов, которые быстро сгорают и становятся неисправными.
• В ненастную погоду, либо по другим обстоятельствам отключение провода нейтрали приводит к увеличению нагрузки и неисправностям бытовой и другой техники.
• При большой протяженности линии сети питания от трансформатора, напряжение уменьшается до значения, ниже критического, что негативно отражается на электрических устройствах, подключенных к этой линии.
• При запуске мощного электроустройства происходит перегрузка фазы, напряжение падает, возможны проблемы с приборами, подключенными к сети.

Реле напряжения включает в себя микросхему, которая следит за величиной напряжения в сети. Если напряжение повышается или снижается, то от микросхемы поступает сигнал на электромагнитное реле, которое быстро включает аппарат, выравнивающий напряжение.

Рабочий интервал РН 100-400 В. Во время грозовой погоды разряд молнии создает превышение этих пределов, поэтому нельзя включать электрические устройства во время грозы с молнией, реле напряжения не справится с этой задачей. Для этого существуют приборы, ограничивающие напряжение.

РН состоит из силовой и электронной частей. Электронная часть занимается контролем напряжения, силовая часть распределяет нагрузки. Главной частью РН является микропроцессор. РН с микропроцессором превосходит по своим параметрам другие типы реле, так как производит плавную регулировку напряжения.

Основным параметром РН служит его быстродействие. Предел срабатывания настраивается потенциометром. Принцип действия этого прибора отличается от работы стабилизатора. При перепадах напряжения сети реле производит отключения участков, не достигших нормы напряжения, а стабилизаторы работают по всей сети равномерно. При возникшей аварии с задачей лучше справится РН, оно произведет отключение участков, на которых произошла авария.

Где применяются РН и их достоинства

Чтобы предотвратить перегрузки электрических приборов во время скачков напряжения в сети питания, применяют РН. Такими приборами могут быть котел отопления, бойлер, холодильник и другие приборы.

Широкая область использования РН обуславливается множеством приборов во всех областях жизни человека, во многих учреждениях и организациях.

Места применения реле напряжения:

• Защита сетей с 1-й и 3-мя фазами.
• Защита фаз сети от перекоса, слипания, обрыва.
• Блокировка неправильного порядка действия фаз.
• Защита электрооборудования от неисправностей.
• Применение в эксплуатации приборов с длительным периодом перехода.
• В устройствах с нагруженным электромотором.
• В спецустановках с требованием качества сети питания (полные фазы, качественное напряжение).
• Для защиты бытовой техники и приборов от перепадов напряжения в квартирах и жилых домах.
• В общественных организациях, кинотеатрах, компьютерных залах, супермаркетах, школах, больницах, чтобы защитить дорогостоящие электроприборы от неисправностей.
• На заводах и фабриках, для бесперебойной и безаварийной работы по выполнению технологических процессов.

Преимущества применения

• Применение при любых температурных условиях, внутри и снаружи помещений (интервал температур -20 +40 градусов).
• Множество модификаций реле обуславливает выбор прибора по финансовым возможностям и функциям устройства.
• Реле защищает дорогостоящее оборудование от излишнего и недостающего напряжения, от возникновения неисправностей.
• Большой ассортимент моделей и изготовителей реле дает возможность покупателю выбрать прибор по индивидуальным запросам.
• Установка прибора не требует высокой квалификации, вызов электромонтера не потребуется.
• Приборы имеют оригинальный внешний вид, при установке в помещении легко впишутся в интерьер.
• При работе реле во время возникновения перепадов в сети питания освещение работает нормально, без видимых изменений светового потока.
• Реле исключает из схемы сети участки, которые повредились во время аварии или грозы.

Виды

По типу подключения реле делятся:

• В форме корпуса с вилкой и розеткой.
• По типу удлинителя.
• С монтажом на рейку DIN.

Первый тип реле выполнен с вилкой, которая втыкается в обычную розетку, не вызывает никаких трудностей. Этот прибор защищает несколько потребителей, питающихся от него. Управляющим элементом служит микроконтроллер, анализирующий напряжение питания. Текущее напряжение выдается на цифровой экран. Силовым элементом отключения и регулирования служит электромагнитное реле. На корпусе есть кнопки, которые дают возможность регулировать интервал напряжения и отключать питание.

Реле контроля напряжения в виде удлинителя подобно первому типу. Отличие заключается в том, что в удлинителе есть несколько розеток, под защитой оказывается несколько включенных устройств.

Третий тип реле устанавливается в распределительный шкаф на DIN рейку. Это более функциональное устройство, позволяющее защитить от перепадов напряжения квартиру или дом. В приборе имеется несколько дополнительных настроек и опций, несколько режимов эксплуатации.

По типу нагрузки реле делятся:

• 1-фазное.
• 3-фазное.

Для защиты трехфазных электромоторов и установок применяют приборы первого типа. Они защищают компрессоры, холодильники, кондиционеры и другие устройства с приводом от электромотора.

В помещениях, имеющих подводку сети питания на трех фазах, применяются также 3-фазные реле. Если отключится одна фаза, то остальные две отключатся с помощью реле. При небольших перекосах фаз, перепадах, скачках напряжения реле сразу сработает. Если на одной фазе будет 220 В, а на другой 210, то все фазы мгновенно обесточатся, хотя это не является причиной для отключения, такое напряжение не выведет из строя электроприборы.

Если в помещении имеются три фазы питания входа, то целесообразно будет монтировать отдельные реле защиты на каждую фазу. Во время выбора реле 1-фазного типа необходимо обращать внимание на то, что на корпусе прибора указана пропускная мощность, при которой цепь не размыкается. Поэтому, при выборе следует делать поправку на несколько ампер выше мощности сети питания.

Как выбрать тип РН

• Для приобретения реле лучше обратиться в магазин, специализирующийся на реализации приборов такого типа, в магазине вас проконсультируют о безопасной эксплуатации прибора, оформят гарантию.
• Стоимость реле зависит от факторов:
  — Тип прибора, реечный тип стоит дороже, с удлинителем – средняя цена, в виде розетки – самый дешевый.
  — Изготовитель, импортные реле стоят дороже, отечественные более доступны в цене.
  — Вспомогательные опции, наличие авторегулировок, ручных настроек.
  — Внешнее оформление, наличие разных цветов, красивый вид предполагают выше стоимость прибора.
• Если решили приобретать 1-фазное реле, определите мощность прибора. Реле бытовые имеют силовые контакты на 100 А. Желательно повысить мощность реле на 25%, и с учетом этого результата выбрать покупку.
• 3-фазные реле выбрать проще, так как они изготавливаются на одну силу тока в 16 А.
• Перед приобретением прочитайте инструкцию, проверьте талон на гарантию, проверьте на соответствие характеристики устройства, материал корпуса, эксплуатационные температуры.
• Перед монтажом сначала установить автоматический выключатель для аварийного отключения сети, если оно не соответствует норме.
• Предпочтительно наличие на корпусе реле дисплея, показывающего параметры.
• Если купили розеточные типы реле, то подключите к нему дорогостоящие двигатели.
• Необходимо обратить внимание на негорючесть корпуса реле, лучше, если материалом его будет поликарбонат.
• Опция контроля времени сработки реле желательна в составе.
• Блокировка от перегрева, определение мощности сети питания дает возможность реле выполнять свои функции качественнее.

Как установить и подключить РН

Перед установкой реле следует определить, если необходимость в монтаже такого устройства. Если ваша сеть питания имеет напряжение 150-180 В, то электроприборы не смогут проработать весь срок службы, определенный изготовителем. В вашем случае реле не окажет помощи, потому что будет отключать снабжение питанием, электроприборы будут постоянно отключаться. Для этой ситуации лучше поставить стабилизатор.

Если в электрической сети частые перепады и скачки напряжения, пропадания фаз, то реле необходимо.

Для монтажа реле необходимо иметь:

• Реле.
• Кусок провода сечением 0,5 мм 2 .
• Рейка для монтажа автоматического выключателя.
• Саморезы.
• Плоскогубцы с изолированными ручками.
• Индикатор напряжения.
• Отвертка.

Перед началом установки обесточьте сеть питания, отключите автоматы входа напряжения. Возле автоматов закрепите на стене DIN рейку с помощью саморезов и отвертки. Реле легко защелкивается на рейке с помощью специального механизма, расположенного сзади.

На автомате входа индикатором найдите фазу. Разрежьте входной провод в месте входа. Один конец подключается к контакту входа, второй к контакту выхода. Возьмите провод, соедините его с нулем автомата, второй конец подсоедините к РН на клемму нуля.

Включите сеть питания, проконтролируйте работу реле. Самая простая схема – розеточного типа. Такое устройство втыкается в розетку, вилка электроприбора втыкается в розеточное гнездо реле.

Вводной автомат– обязательный элемент защиты реле напряжения, ставится рядом с реле напряжения. Значение номинала автомата выбирается на одну ступень ниже номинала реле.

Если ток реле выше 65 А, то лучше применить устройство вспомогательного пуска, во избежание частых сработок реле.

Отличие трехфазного реле от однофазного

Приборы, предназначенные для подключения к трёхфазной сети, обладают расширенным функционалом по сравнению с однофазными устройствами. При защите 3-фазного электрооборудования, кроме контроля уровня питающего напряжения, дополнительно осуществляется отслеживание следующих параметров:

• симметричность трёхфазной системы питания;
• разрыв цепи (обрыв) нулевого провода, при котором линейные напряжения остаются в норме, а фазные отсутствуют;
• порядок чередования фаз;
• в некоторых видах реле присутствует функция контроля частоты питающей сети.

Под симметрией трёхфазной системы подразумевается равенство частоты и амплитуды напряжения во всех фазах и фазовый сдвиг между ними 120°.

Контроль симметрии осуществляется путём постоянного сравнения векторной разности фазных напряжений.

Наличие фактора симметрии важно для правильной работы 3-фазного оборудования – электродвигателей, трансформаторов. Крайний случай несимметричного режима проявляется при обрыве одной или двух питающих фаз.

Работа двигателейв сети 380 вольт в неполнофазном режиме не допускается, так как это приводит к повреждению их обмоток. СтабЭксперт.ру напоминает, что опасность такого режима усугубляется тем, что в этом случае обычно не срабатывают токовые защиты.

Пример: работая на двух фазах, трёхфазный двигатель потребляет ток, едва превышающий номинальный, но при этом он не набирает обороты, обмотки перегреваются и сгорают.

Нарушение порядка чередования фаз влечёт за собой реверсивное (то есть, направленное в обратную сторону) вращение электродвигателей, что приводит как минимум к неправильной работе механизмов, нарушению технологического процесса, а то и к повреждению установок. Такой вид нарушения питания может возникнуть в двух случаях:

• ошибочное подключение фаз в распределительном шкафу или на клеммах электродвигателя, выполняемое самим потребителем;
• ошибка персонала сетевого предприятия, которая может произойти, например, при подключении кабельных вводов в распределительных устройствах подстанций после ремонта.

Поэтому ставьте соответствующий стабилизатор, который будет следить за «перекосом» параметров, либо реле трехфазного напряжения с контролем фаз (обзор моделей ниже). А о том, как выбрать стабилизатор напряжения 380в для дома, у нас есть отдельная статья.

Что касается частоты питающей электрической сети, причины её изменения, в основном, две:

• 1. Снижение частоты может наблюдаться в регионах с дефицитом генерируемой активной мощности, проще говоря, когда суммарная нагрузка потребителей превышает генерируемую станциями мощность. В некоторых регионах это нарушение носит системный и длительный характер.
• 2. Повышение частоты наблюдается реже, например, при кратковременных «набросах» мощности, обычно происходящих при отключении мощных высоковольтных ЛЭП. В эти моменты появляется избыток вырабатываемой генераторами электростанций мощности, что очень быстро устраняется действием системной автоматики, поэтому потребителя особенно не тревожит.

Следует ли отключаться от питающей сети при изменении частоты, решает сам потребитель, это зависит от того, насколько критично его оборудование к таким изменениям.

Цепи контроля реле напряжения должны быть постоянно подключены к питающей сети и при отключении нагрузки не должны отключаться вместе с ней. Это понятно, ведь если подключить цепи контроля после контактов исполнительного реле, то при первом же отключении контроль будет утрачен и автоматического повторного подключения не произойдёт.

Сферы использования реле контроля напряжения

Главная задача прибора – своевременно защитить подключенные к сети устройства от поломки из-за крайне низкого или высокого напряжения. Есть модели реле как для сетей с одной, так и тремя фазами. Прибор нивелирует негативные последствия перепадов напряжения, перекосов фаз, обрыва нейтрального провода.

Реле позволяет обеспечить эффективную защиту абсолютного любого оборудования. Как видно по фото реле напряжения, устройства могут иметь различное исполнение, что позволяет применять их в разных условиях и целях. Особенно актуально его применение при использовании техники, требующей наличия стабильного напряжения.

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.

Правила выбора реле напряжения для квартиры или дома

Подходить к выбору РКН необходимо с умом, ведь устройство отвечает за безопасность сети и электроприборов. Корректная работа реле возможна только в том случае, если правильно подобраны технические характеристики. При выборе реле напряжения необходимо учитывать:

• максимальный ток нагрузки и тип подключения по фазе;
• максимальную мощность потребителя;
• рабочий диапазон напряжений;
• время срабатывания защиты;
• тип управления (цифровой и электромеханический);
• степень защиты устройства;
• надежность (отзывы о производителе и модели).

Главный параметр при выборе прибора — максимально допустимый ток. Следует выбирать модель на одну ступень защиты выше, чем установленный автомат в распределительном щите. Если максимальный ток выключателя равен 32 А, тогда реле должно быть на 40 А.

Совет: стоит обращать внимание на дополнительные функции, такие как цифровая индикация напряжения, температуры прибора, возможность управления временем и т.д.

Советы по выбору РКН

Чтобы правильно и рационально выбрать устройство для защиты приборов и техники, необходимо следовать следующим советам:

1. оборудование целесообразно приобретать в специализированных торговых точках, где окажут консультационную помощь по подбору, монтажу, эксплуатации изделия и предоставят гарантию на проданный товар;
2. чем сложнее и функциональней устройство, тем стоимость его будет выше. Цена РКН зависит от следующих факторов:

• тип устройства – розеточного типа будет наименее дорогим, реечное – наиболее дорогостоящее;
• производитель;
• дизайн, материал деталей реле;
• дополнительные функции изделия;

1. правильный подбор устройства по мощности защищаемых бытовых приборов. Для нормальной работы системы целесообразно использование реле с мощностью на 25% выше номинальной по сумме всех включенных в электрический контур потребителей. То есть, при номинальной мощности используемого трансформатора 10 А необходимо установить защитное реле с порогом не ниже 13 А. Стоит отметить, что все трехфазные аппараты рассчитаны на 16 А;
2. наличие цифрового индикатора (дисплея) для визуального контроля рабочих параметров сетей;
3. материал корпуса желательно должен быть выполнен из материалов, не поддерживающих горение;
4. наличие функции регулировки время защитного отключения для предотвращения частого срабатывания устройства;
5. наличие паспорта с техническими характеристиками прибора, электрической схемой;
6. наличие функции защиты прибора от перегрева, измерения мощности сети для отключения нагрузки.

Рейтинг моделей

Теперь пришло время рассмотреть лучшие предложения на рынке, которые обеспечат надежность и позволят забыть об обновлении реле на долгие годы. Мы проанализируем только наиболее популярные вариации исполнения, потому как в зависимости от региона технические характеристики могут незначительно отличаться.

Volt Control PH-116

Ее можно назвать самой базовой и простой моделью, целью которой является обеспечение базового контроля за электрической сетью. И для этого здесь есть все, начиная от пятилетней гарантии и максимально приемлемой нагрузки в 3.5 кВт. Максимальная же скорость срабатывания 0.03 секунды. Из особенностей отметим:

• компактность;
• наличие индикатора включения;
• возможность простой регулировки всех значений.

Тем не менее, это реле по-прежнему розеточное и не способно быть встроено в щиток, чтобы охватывать всю сесть, а не конкретно подключенный к ней прибор.

Volt Control PH-101M

Это устройство также являет собой представителя базового сегмента, однако предоставляет большую широту напряжения от 160 до 280 В. Помимо, здесь также в разы больше время повторного включения. Фактически эту модель можно считать универсальной. Обусловлено это возможностью исполнения им не только функций реле, но также токового автомата и сетевого фильтра. Главным чертами являются:

• наличие защитных шторок;
• возможность дополнительно защитить подключенный прибор от перепада напряжения;
• яркая и большая индикация, которую легко заметить.

И хотя сама панель достаточно небольшая, что может усложнить постоянное переключение в ней значений, но если она используется не так часто и нерегулярно, то это не составляет проблем.

V-protector Vp-10AS

Хорошая модель, которая предоставляет еще больший диапазон по напряжению от 120 до 270 В. При всем этом время отключения составляет не более 0.02 сек, что является лучшим результатом среди розеточных реле.

• аккуратный дизайн, который не выделяется на фоне других приборов;
• яркий светодиод на индикаторе, который отображает состояние красной подсветкой;
• возможность регулировки на шаг в 1 В.

Тем не менее, здесь нет защитных шторок и без инструкции разобраться в интерфейсе попросту невозможно ввиду его минималистичности.

ZUBR R116y

Эта модель высшего класса, чем остальные, и предоставляет не только защиту от электричества, но и перегрева. Управление по-прежнему осталось физическим, позволяя регулировать верхний и нижний пороги по ситуации. Помимо, производитель дал здесь доступ к «истории», которая позволяет получить последнее значение напряжения, при котором было произведено отключение. Это полезно, потому как позволяет отслеживать хронологию поведения сети. Особенно выделим:

• блоки от внешнего воздействия детей;
• наличие соответствующих защитных шторок;
• обновленный вид линейки.

Однако преимущества компенсируются сложным интерфейсом. И хотя пользователей не заставляют заглядывать в характеристики, но умение разобраться в них, порой, является необходимым.

PH-260T

Хороший вариант, который уже на фронтальной панели предоставляет пользователю трехразрядный индикатор, 7 светодиодов и потенциометр. На самом корпусе также расположена схема подключения, что избавляет от необходимости использовать лишнюю документацию и иметь под рукой всегда рабочий шаблон. Из особенностей отметим:

• поддержка высоких порогов: 160 до 220 В;
• парольная защита для блокировки;
• долгий срок гарантийного обслуживания.

Все 3 клеммы, в которые производится подключение расположены снизу. Это добавляет удобства, потому что в разы упрощает продумывание схемы подключения.

УЗМ-50Ц

Это простая модель, сделанная в России. Ожидаемо, что все пункты и элементы управления русифицированы, что делает ее простой к установке для людей, не являющимися носителями языка и не обладающими соответствующими навыками. Форм-фактор корпуса небольшой, его ширина составляет примерно два модуля. Из сильных черт выделим:

• широкий порог: 100 до 295 В;
• быстрая скорость «реакции»;
• правильное расположение клемм для подключения.

Здесь также есть трехразрядный индикатор и физическая панель управления. Тем не менее, отсутствует предупреждение, когда напряжение подходит к верхнему допустимому порогу.

УЗМ-51М

Усовершенствованная версия модели с «Ц», однако несколько дороже. Здесь проведена работа над интерфейсом и регулировка теперь осуществляется исключительно механикой, потому что дисплея теперь нет. Поставлены другие клеммы и от платы забрали изоляционную карту. Вот что стоит выделить:

• полная механика;
• повышена скорость;
• модифицированная печатная плата.

Пользователи также отмечают, что программная часть здесь несколько доработана, справляясь со своими задачами лучше. Это отразилось как на скорости срабатывания, так и быстродействии в целом.

Теперь мы знаем, что такое реле напряжения, и как оно работает. Этих минимальных знаний будет достаточно, чтобы выбрать устройство и не ошибиться с его установкой. Тем не менее, когда дело касается корпоративного или производственного сектора, лучше всего обратиться за помощью к профессионалу. Он сможет точно подсказать где нужно исправить, а где выбрать другую модель.