Эксплуатация электрических сетей должна быть безопасной, поэтому для достижения этого используются различные устройства защиты. Одним из важных таких приборов является 1-фазное реле контроля напряжения. Его главная задача состоит в защите домашнего оборудования от негативного воздействия перенапряжения в электросети. При этом такое устройство не занимает много места, а его монтаж не вызывает особых трудностей.
Устройство и назначение
Для нормальной работы любого электрического прибора необходимо обеспечить определённый диапазон напряжения. Чаще всего он находится в пределе десяти процентов отклонения от величины 220 вольт. При выходе из этого диапазона устройства начинают работать в режиме перегрузок, что приводит к выходу их из строя. При этом последствиями перепадов напряжения в сети может быть не только физическая поломка электроаппаратуры, но и возникновение пожаров, а также нанесение вреда организму человека.
Все устройства защиты, применяемые совместно с электрической проводкой, разделяются на три типа:
- Автоматические выключатели. Предназначенные для защиты электрических проводов от перегрева из-за резкого увеличения, проходящего по ним тока.
- Устройства защитного отключения. Используются для защиты живого организма от негативного воздействия тока.
- Приборы контроля напряжения. Реагируют на изменение уровня входного сигнала, подстраивая или обесточивая электросеть при любом скачке или падении напряжения.
Обеспечить полную безопасность может только комплексное применение различного вида устройств защиты, но в первую очередь внимание уделяется установке дома реле напряжения 220 В. Ведь возникновения колебаний напряжения не зависят от потребителя и могут появиться даже в самой стабильной питающей сети. Например, причинами возникновения перепадов напряжения могут быть: пробой фазы на нулевой проводник, обрыв нейтрального провода, перекос фаз, включение в электросеть мощных приборов, возникновение аварии на электростанции, влияние грозы и тому подобное.
Все эти ситуации обычно связаны с мгновенным изменением уровня входного сигнала. Поэтому и возникает необходимость в применении устройства, способного за очень короткий промежуток времени автоматически отключить защищаемый им участок сети. Как раз для этого и используется реле напряжения. При этом следует понимать, что в отличие от стабилизатора оно не выравнивает входной сигнал, а лишь мгновенно обесточивает подключённый к ней участок.
Принцип работы
Современное реле напряжения 220 В для дома представляет собой сложное радиоэлектронное устройство, основной частью которого является микроконтроллер. Являясь «мозгом» прибора, он анализирует проходящий через него сигнал и, используя запрограммированные алгоритмы, выполняет те или иные действия.
Конструктивно устройство в зависимости от типа установки может выпускаться нескольких видов. Оно может монтироваться в электрическом щитке на din-рейку или быть непосредственно подключено к защищаемому оборудованию. Но независимо от вида монтажа можно выделить следующие основные части прибора:
- силовую;
- процессорную;
- управляемую.
Источник питания реле выполняется по классической схеме. В его состав входит выпрямительный узел и линейный стабилизатор. Кроме этого, часто используется тиристор, который работая в ключевом режиме, гасит паразитные гармоники питания, уменьшая нагрев ограничивающего стабилитрона. Процессорная плата, кроме микропроцессора, содержит микросхему памяти с зашитой в неё программой, а блок управления позволяет устанавливать граничные величины срабатывания реле. Включение и отключение электролинии происходит с помощью коммутационного реле, рассчитанного на большой ток.
С помощью механического или электронного регулятора пользователь устанавливает нижний и верхний предел напряжения, при выходе за которые происходит отсекание нагрузки от электросети. А также потребитель может настраивать время задержки включения нагрузки. То есть это время, по истечении которого происходит автоматическое подключение участка цепи с нагрузкой к сети после нормализации уровня входного сигнала.
Таким образом, при работе устройства микропроцессор постоянно сравнивает величину входного сигнала с установленным. При выходе величины входного напряжения из заданных пределов подаётся управляющий сигнал на реле, которое размыкает силовую линию. Как только уровень входного напряжения восстанавливается, управляющий сигнал снимается, и реле вновь замыкает линию, подключая к ней нагрузку.
По такому принципу работает как однофазное реле напряжения, так и трёхфазное. Кроме того, в последнее время в устройствах стали размещать датчики перегрева. Термозащита активируется, если температура внутри корпуса достигает 70—80° C, что позволяет избегать возникновения пожароопасных ситуаций.
Виды и характеристики
Главным параметром реле напряжения является быстродействие. Это время, в течение которого устройство среагирует на аварийную ситуацию и отключит нагрузку. Из-за особенностей работы устройства это время разное для нижнего и верхнего предела. Так, при снижении напряжения оно обычно составляет не более секунды, а при повышении — около 0,02 секунды. Но также к важным характеристикам отсекателя относят следующие технические параметры:
Номинальный ток. Обозначает максимальное значение силы тока, которое может пропустить через себя устройство без повреждения своих внутренних схем за короткий промежуток времени. Обычно это значение составляет 40—80 ампер.- Нижний предел отключения. В среднем это значение можно изменять в интервале 120—210 вольт.
- Верхняя граница срабатывания. Так же, как и нижний предел, имеет интервал регулирования. Обычно он составляет 220—280 вольт.
- Мощность. Фактически обозначает наибольшую мощность нагрузки, которую можно подключить к прибору контроля. Отсекатель может быть рассчитан как на 300—400 ватт, так и десятки киловатт.
- Погрешность измерения. Обозначает качество встроенного анализатора входного сигнала. То есть погрешность фактического значения напряжения к измеренному в процентном содержании.
- Диапазон рабочей температуры. Это такой интервал, при котором устройство будет работать согласно заявленным характеристикам.
Кроме этого, однофазное реле контроля напряжения, впрочем, как и трёхфазное, может обладать функцией корректировки показаний вольтметра, энергонезависимой памятью, уменьшенным искрением при коммутации контактов, дополнительной световой и звуковой индикацией режима работы.
По внешнему виду отсекатели различают по способу монтажа. Их делят на устройства с вилкой и розеткой, монтажом на din-рейку, удлинительного типа. Первый вид предназначен для вставки его вилки в обыкновенное розеточное гнездо, а уже к его розетке подключается нагрузка. Чаще всего такие устройства являются маломощными. В своей конструкции они имеют экран, на который выводится уровень присутствующего напряжения в сети. Для настройки параметров используются как механические, так и электронные регуляторы.
Удлинительного типа подобны розеточному, но при этом в своей конструкции имеют сразу несколько розеточных гнёзд. Приборы контроля с монтажом на din-рейку предназначены для расположения в щитовом шкафе. Они являются самыми мощными устройствами и более функциональными. Их назначение — защитить электрические приборы всего дома или квартиру от скачков входного сигнала, поэтому и располагаются они на вводной линии. Такие реле обладают широким диапазоном регулировок и могут работать в независимых режимах, например: как реле только минимального или максимального напряжения.
Монтаж отсекателя
Установка устройства на din-рейку заключается в его фиксации на ней с помощью специальной защёлки, конструктивно выполненной на корпусе отсекателя. Такой монтаж занимает считаные минуты и не сложнее, чем включение реле напряжения в розетку. Для этого сначала заводится одна защёлка за верхний край рейки, а после просто прижимается корпус устройства защиты до щелчка. При этом само реле перенапряжения может свободно перемещаться по длине рейке.
При подключении устройства придерживаются следующих правил:
Реле устанавливается в доступном месте, исключающем попадание влаги.- Монтаж прибора происходит после счётчика учёта электроэнергии и вводного автомата.
- Отсекатель должен быть рассчитан на силу тока, превышающего ток вводного автомата.
- Подводимый к прибору провод должен иметь сечение, исходя их коммутируемой нагрузки. Например, для тока 40 A (9 кВт) — не менее 6 мм², а для тока 63 A (14 кВт) — не менее 10 мм².
- Концы коммутационного провода зачищаются от изоляции не более одного сантиметра.
- При использовании многожильной проводки применяются кабельные наконечники.
- При зажатии провода должен быть обеспечен надёжный контакт, но при этом следует знать, что слабый контакт приводит к нагреву места соединения, а пережатый — к повреждению.
- Суммарная мощность нагрузки не должна превышать рабочую мощность нагрузки прибора защиты.
Монтаж и подключение осуществляется только при обесточенном щитке. Ошибка при коммутации может привести к выходу из строя как самого прибора защиты, так и устройств, подключённых к нему. Поэтому коммутирование прибора осуществляется строго по схеме подключения реле напряжения. Она обычно указывается на корпусе устройства или в паспорте на изделие.
Типовое подключение
Обесточив электрический щиток и смонтировав на рейку устройство защитного отключения, фазовый провод, выходящий из автомата отключения, подводится согласно схеме на прибор к клемме «вход». К контакту «выход» подключается проводник, идущий в сторону нагрузки. Нейтральная клемма устройства соединяется напрямую с нулевой колодкой, расположенной в щитке. Согласно принятым нормам фазовый провод находится в изоляции коричневого цвета, нулевой — синего, а заземляющий — зелёного.
Для подсоединения проводов откручиваются крепёжные клеммы, под которые просовываются зачищенные концы проводника. При этом соблюдаются два условия:
- изоляция на проводе не должна попасть под зажим;
- из-под зажима не должен выглядывать оголённый проводник.
Клеммы затягивают и после проверки правильности монтажа подают напряжение. При правильном подключении на индикаторе устройства должно отобразиться действующее напряжение. С помощью кнопок или механических регуляторов устанавливается диапазон отключения нагрузки и время задержки включения.
Не рекомендуется выставлять небольшой промежуток между фактическим напряжением сети и значением верхней границы срабатывания отсекателя. Например, если напряжение в сети 240 вольт, то устанавливать границу следует не менее 250 вольт. А также для электроприборов, использующих в своей конструкции двигатели, холодильники, насосы, кондиционеры, рекомендуется устанавливать время включения реле не менее чем через 2—3 минуты после нормализации питания в сети.
Советы по выбору
Покупку реле лучше всего осуществлять в специализированном магазине, в котором исключена возможность продажи не сертифицированной продукции. Стоимость на изделие зависит от нескольких факторов, основными из которых являются: тип прибора, наличие опций, производитель, технические параметры.
Важно перед покупкой определиться с необходимой мощностью устройства. Для этого суммируется вся планируемая к подключению нагрузка, и полученная цифра увеличивается на 15—20 процентов. Если подсчитать требуемую мощность по каким-то причинам не получается, то следует обратить внимание на силу тока, указанную на вводном автомате или приборе, стоящем на защищаемом участке цепи, и приобрести реле, превышающее это значение.
Предпочтительнее будет покупка прибора с электронным способом настройки параметров. Механический способ менее удобен, но настройка производится обычно только сразу после установки. Поэтому этот параметр не очень критичный. А вот наличие в конструкции реле термозащиты очень желательно.
