Существует множество разновидностей реле контроля напряжения (РКН), которые отличаются как по внешнему виду, так и по способу подключения. На основании этих различий можно выделить три основных типа устройств, которые мы сейчас и опишем.
Реле напряжения: назначение и как выбрать
Мы уже обсуждали различные типы реле и их основные функции, а в данной статье более подробно рассмотрим еще один вид — реле напряжения. Это устройство официально называется реле контроля напряжения, хотя чаще всего его название сокращается. Как и многие другие реле, этот тип относится к системе защитной автоматики. Важно отметить, что его не следует путать со стабилизатором напряжения, который, в отличие от реле, стабилизирует уровень напряжения в сети. Реле напряжения имеет другую задачу: оно отключает сеть или сигнализирует о наличии отклонений от нормы. В данной статье мы детально разберем устройство и принцип работы реле напряжения, его назначение, а также расскажем, как правильно выбрать такое устройство. Забегая вперед, отметим, что это устройство является полезным инструментом, способным защитить бытовую технику и электроприборы от вредных последствий. Однако полноценная защита включает в себя не только реле напряжения, но и множество других устройств, выполняющих защитные функции.
Реле напряжения обычно изготавливается в пластиковом корпусе небольшого размера. Оно состоит из силовой части и электронной схемы, характерной для наиболее распространенных на сегодняшний день электромагнитных реле. Корпус устройства оснащен элементами управления, позволяющими настроить реле (об этом мы поговорим подробнее ниже), входными разъемами для подключения проводников, клеммами для подключения нагрузки, а также индикаторами состояния. Существует несколько видов реле напряжения, каждый из которых мы опишем ниже.
Принцип действия реле напряжения определяет его основное назначение. Устройство постоянно контролирует напряжение, поступающее в сеть, и измеряет его уровень. Внутри него присутствует блок, который имеет заранее заданные параметры контроля, то есть максимально допустимые и минимально допустимые значения напряжения. В простейших моделях эти параметры устанавливаются производителем, а в более совершенных устройствах пользователи могут их настраивать самостоятельно. Как только напряжение становится выше или ниже допустимого предела, блок отправляет сигнал модулю, который отключает нагрузку на данной линии. Отметим, что измерительный блок продолжает работать, и при возвращении параметров к норме линия может быть вновь подключена. Если параметры не вернулись в нужные значения, то процесс контроля продолжается. Этот процесс цикличен: пока напряжение не вернется в допустимые рамки, линия будет оставаться отключенной. Это и есть основное отличие реле от стабилизатора напряжения, который на уровне своих возможностей может исправлять изменения напряжения в пределах определенных значений. Чаще всего эти устройства работают совместно, что представляет собой разумное решение: стабилизатор справляется с незначительными отклонениями, в то время как реле защищает от более серьезных колебаний. Реле напряжения может срабатывать по нескольким причинам:
- Перекос напряжения по фазам;
- Обрыв нуля;
- Короткое замыкание фазы.
Существуют и другие возможные причины срабатывания, однако мы указали наиболее распространенные. Современные бытовые электроприборы зачастую оснащены предохранительными элементами, которые позволяют им функционировать при незначительных отклонениях напряжения, как правило, не превышающих 10 В. Однако у каждого устройства есть свои особенности: некоторые могут функционировать даже при более серьезных колебаниях, вплоть до ±50 В. В случае короткого замыкания фазы напряжение может резко возрасти до 380 В, что представляет собой серьезную угрозу для большинства домашних приборов. В таких случаях реле напряжения отключает линию, предотвращая возможные негативные последствия, которые могут включать в себя как повреждения техники, так и возникновение пожара.
Виды реле напряжения
Как упоминалось ранее, существуют несколько видов реле напряжения, которые следует рассматривать с разных точек зрения — как по исполнению, так и по конструкции. Рассмотрим каждый из этих типов подробнее.
Реле напряжения в формате вилка-розетка. Это компактное устройство устанавливается непосредственно в розетку и часто имеет цифровой дисплей, отображающий текущее напряжение. Отключение нагрузки происходит с помощью электромагнитного реле. Данное устройство отличается простотой в эксплуатации и надежностью. Оно используется для защиты конкретных потребителей, подключенных к данной розетке, и фактически выполняет роль переходника.
Реле напряжения для установки на DIN-рейку. Это более сложный и дорогостоящий тип реле, которое устанавливается в распределительные щиты. Эти устройства позволяют обширную настройку и могут работать в нескольких режимах одновременно, включая функции других типов реле, таких как реле максимального напряжения. Их основной преимуществом является защита не отдельных потребителей, а целого дома. Однако, если возникают проблемы в самом здании, данное реле может не выполнить защитные функции.
Реле напряжения с функцией удлинителя. Это аналог реле вилка-розетка, но имеет несколько розеток, позволяя подключать несколько электроприборов одновременно. Это хороший вариант, когда необходимо подключить несколько потребителей, расположенных в одной зоне.
Кроме того, реле также делятся на однофазные и трехфазные, что касается большинства устройств защиты. Выбор такого реле зависит от параметров вашей электросети, требуя от пользователя не придумывать ничего нового.
Зачем нужно реле контроля напряжения
Корректное название обсуждаемого устройства — реле контроля напряжения. Однако в повседневной практике среди специалистов по электротехнике среднее слово может употребляться реже.
На самом деле, это один и тот же прибор, относящийся к защитной автоматике. Данное оборудование также часто называют защитой от обрыва нуля, что станет понятно позже.
Не следует путать устройства автоматического выключателя (УЗО) и реле контроля напряжения. Первые предназначены для защиты линий от перегрузки или короткого замыкания, тогда как вторые защищают именно от скачков напряжения. Функции этих приборов абсолютно разные.
Основной задачей реле контроля напряжения является отключение электроприборов от сети при слишком высоких или слишком низких значениях напряжения, чтобы защитить подключенную технику от поломки.
Согласно стандарту в России, напряжение в домашней сети должно составлять около 220 В. Однако фактически уровень напряжения колеблется в пределах диапазона ±10%. В некоторых случаях перепады могут быть значительно больше, и вольтметр способен фиксировать падение напряжения до 70 В или его резкий скачок до 380 В.
Как низкое, так и высокое напряжение представляет угрозу для электротехники. Например, если холодильник не получает достаточного напряжения, он может просто не запуститься, что в итоге приводит к перегреву и выходу устройства из строя. В большинстве случаев, пользователь не в состоянии визуально определить работоспособность аппаратуры при низком напряжении. Это может проявляться только нечетким светом ламп накаливания, когда напряжение ниже нормы.
Высокие скачки напряжения можно заметить гораздо проще. Если на вход питания телевизора, компьютера или микроволновки подать 300–350 В, это зачастую приводит к сгоранию предохранителя, а в худшем случае — к повреждению самого устройства, что может вызвать его возгорание.
Многоквартирные дома обычно получают питание от трехфазной сети с напряжением 380 В, а к отдельным квартирам подводится однофазная проводка на 220 В от распределительного щита на этаже.
Основные проблемы с перепадами напряжения в многоэтажных домах часто возникают из-за обрыва нуля. Этот провод может быть поврежден по неосторожности электриков во время ремонта или просто выходить из строя из-за старения.
Если на подъездной линии установлен современный комплект защиты, то в случае обрыва нуля срабатывает автоматический выключатель УЗО, что позволяет избежать серьезных последствий.
Однако в старых домах, где не установлена такая защита, обрыв нуля приводит к перекосу фаз. В этом случае в одних квартирах напряжение становится низким (50–100 В), в то время как в других — аномально высоким (300–350 В).
Что произойдет в результате, зависит от того, какие электроприборы подключены к сети в данный момент. Предсказать это заранее невозможно.
В конечном итоге у одних пользователей техника может просто не работать, а у других она может выйти из строя из-за перенапряжения. Именно здесь и требуется реле контроля напряжения, которое своевременно отключит сеть и предотвратит поломку телевизоров, холодильников и прочей техники.
В частных домах проблема перепадов напряжения имеет иные корни. Если загородный дом расположен относительно далеко от уличного трансформатора, то при повышенном потреблении электроэнергии в домах в удаленной точке может наблюдаться значительное падение напряжения до критически низких значений.
Разновидности реле контроля напряжения
Все модели реле, которые выполняют функции контроля напряжения, можно разделить на две категории — однофазные и трехфазные.
Однофазное реле. Этот тип обычно используется в квартирах и коттеджах, поскольку в домовых щитках не требуется более мощных устройств.
В электрических щитках как частных, так и многоквартирных домов традиционно применяются однофазные реле в компактном исполнении для монтажа на DIN-рейку.
Трехфазное реле. Эти устройства предназначены преимущественно для промышленного использования. Их часто применяют в схемах защиты для трехфазных машин. Если на производственном оборудовании используется трехфазное подключение, его часто выбирают с комбинированными функциями контроля не только напряжения, но и синхронизации фаз.
Основной недостаток трехфазного реле, который является одновременно и его достоинством, заключается в том, что оно отключает питание на выходе при любом скачке напряжения в одной из фаз. В промышленных условиях это часто является преимуществом. Однако в бытовых условиях колебания в одной фазе могут не быть критичными, а реле отключит защищаемую сеть в полном объеме.
В некоторых случаях такая дополнительная защита действительно необходима, но в большинстве ситуаций она оказывается излишней.
По типу исполнения и габаритам
Модельный ряд реле напряжения делится на три основных вида:
- переходники вилка-розетка;
- удлинители с 1-6 розетками;
- компактные устройства на DIN-рейку.
Первые два варианта предназначены для защиты одного конкретного электроприбора или определенной группы устройств. Они подключаются к стандартным розеткам в комнате.
Третий вариант разрабатывается для установки в электрощите как часть защитной системы электрической сети квартиры или частного дома.
Модель с проводом-удлинителем подходит для подключения нескольких электроприборов (например, компьютера с сопутствующим оборудованием или домашнего кинотеатра с акустической системой).
Трехфазное реле, предназначенное для монтажа на промышленных объектах с высоким потреблением электроэнергии.
Типовое реле для DIN-рейки, устанавливаемое в распределительном щите или шкафу, чаще всего используется в случаях, когда требуется регулировка напряжения в электрической сети.
Розеточное устройство подходит для защиты конкретного электрического прибора в комнате.
Устройства переходников и удлинителей, как правило, имеют большие размеры. Однако производители стараются сделать их компактными, чтобы они не портили интерьер.
Тем не менее, внутренние компоненты реле напряжения требуют определенных габаритов, кроме того, их нужно размещать в одном корпусе с вилкой и розеткой. С точки зрения дизайна здесь есть свои ограничения.
Реле на DIN-рейку, которые устанавливаются в распределительном щитке, имеют более компактные размеры и не содержат ничего лишнего. Подключение к сети осуществляется с помощью соединительных проводов и клемм.
По базе и дополнительным функциям
Внутренний механизм реле, контролирующего напряжение, может быть основан на микропроцессоре или более простом компараторе. Первый вариант, как правило, дороже, но предполагает более точную и плавную настройку пределов срабатывания РКН. В настоящее время большинство продаваемых устройств использует микропроцессорную базу.
Типы реле контроля напряжения
По методу установки устройства бывают стационарными и переносными.
Стационарные устройства делятся на две подкатегории – встроенные в розетки (розеточные) и монтируемые на электрощиты.
Розеточные модели применяются в ситуации, когда невозможно установить прибор в электрощите или когда конкретный электроприбор требует индивидуальной защиты. Такие устройства часто работают в паре с основной защитой — реле контроль, установленным в распределительном щитке. Например, после нормализации параметров сети базовое реле, установленное в щитке, может включать нагрузки в течение одной минуты. Для компрессорных агрегатов (холодильников, кондиционеров) требуется более длительное время задержки — не менее 300 секунд. Для них устанавливаются индивидуальные розеточные реле.
Устройства, предназначенные для установки в щитке, защищают все электроприборы в здании, что избавляет от необходимости защищать каждую нагрузку отдельно. Обычно такие реле имеют широкий диапазон настроек и могут работать в нескольких независимых режимах, таких как определение максимального или минимального напряжения, а также с задержкой включения.
Переносные реле контроля напряжения
Переносные реле контроля напряжения можно классифицировать на два типа: вилка-розетка и удлинитель. Эти устройства удобству благодаря своей мобильности и отсутствию необходимости в монтажных работах, а также возможностью настраивать параметры для конкретных потребителей, как это делают стационарные розеточные модели.
- Вилка-розетка вставляется непосредственно в розетку. Ее работа контролируется микроконтроллером, который анализирует текущее напряжение и отображает его значение на экране. Допустимые пределы можно устанавливать с помощью кнопок на приборе.
- Удлинитель – это устройство, принцип работы которого аналогичен вилке-розетке, но с возможностью подключения двух или более розеток для защиты сразу нескольких потребителей.
Принцип работы
Основным назначением устройства является контроль и регулировка уровня напряжения, поэтому оно состоит из двух компонентов — электронной и силовой части.
Электронная часть отвечает за наблюдение и контроль показателей напряжения. В случае выхода значений за пределы допустимых рамок она передает сигналы силовой части, чтобы отключить питание. Таким образом, электронный компонент выполняет контрольную функцию, тогда как силовой отвечает за выполнение команд.
Следует помнить, что пределы срабатывания реле могут устанавливаться как производителем, так и самостоятельно в процессе эксплуатации.
Технические характеристики
Для правильного выбора реле напряжения важно знать основные параметры вашей электрической сети. На основании этой информации определяется технические характеристики самого устройства, среди которых основными являются:
· диапазон напряжений, в пределах которого устройство будет функционировать;
· максимальная мощность прибора;
· номинальный ток, при котором реле может работать наиболее эффективно.
Имея данные о сетях, в которых будет эксплуатироваться устройство, и об ориентировочном количестве электропотребителей, работающих одновременно, можно выбрать реле с оптимальными электротехническими характеристиками. Также важно уметь читать и понять маркировку устройства, которая обычно наносится на лицевой стороне изделия. Она содержит следующую информацию:
· мощность и степень защиты прибора;
· верхний и нижний пороги срабатывания;
Где можно купить реле контроля напряжения для дома
Приобрести реле напряжения для сети 220 В можно в любом магазине, специализирующемся на продаже электротехнической продукции и автоматизированных устройств. Такой вариант позволяет проверить оборудование на месте перед покупкой. Тем не менее, многие люди стремятся сэкономить, и в этом случае можно заказать реле напряжения через интернет по более привлекательной цене. Однако при этом единственным подтверждением качества будет репутация интернет-магазина.
Средняя стоимость реле контроля напряжения для установки на DIN-рейку от различных производителей в России может варьироваться (цены актуальны на ноябрь 2018 года в рублях):
- РН-113 – 1700;
- Digitop VА-40 – 2500;
- Ресанта АЗМ 2P 40А – 800;
- ZUBR D63t – 2900;
- Easy9 1П+Н 40 АУЗМ Schneider Electric – 2800.
Отметим, что цены могут различаться в зависимости от региона и количества посредников между производителем и покупателем.
Подводим итог
Учитывая текущее состояние электрических сетей и трансформаторов на подстанциях, особенно в частном секторе, приобретение реле контроля напряжения и его установка являются весьма необходимыми шагами. Тем, кто считает стоимость таких защитных устройств слишком высокой, редакция Homius.ru предлагает задуматься о том, сколько может обойтись восстановление всей электроники, находящейся в вашем доме или квартире. Произведя такие расчеты, вы с высокой вероятностью пересмотрите свое мнение. Главное — уделить время и ознакомиться не только с ассортиментом, предлагаемым производителем, но и с реальными отзывами пользователей, которые уже установили подобные устройства. Так вы сможете лучше понять, стоит ли приобретать конкретную модель.
Мы надеемся, что информация, представленная в этой статье, была полезна нашим уважаемым читателям. Если у вас возникли вопросы в процессе ее изучения, не стесняйтесь задать их в комментариях ниже. Редакция Homius.ru с удовольствием ответит на них в кратчайшие сроки. Если у вас уже установлено подобное защитное оборудование, мы будем признательны за то, что вы поделитесь своими впечатлениями с менее опытными мастерами, которые планируют такую установку. Пожалуйста, пишите, делитесь опытом и задавайте вопросы. А в завершение предлагаем вашему вниманию интересный видеоматериал по данной теме, который позволит вам узнать много нового.
