Реле контроля напряжения: как выбрать и подключить

Как реле работает

Итак, понятно почему нужно реле напряжения в квартире, но каков его принцип действия. Ведь человеку перед покупкой необходимо отчетливо понимать, как работает реле. В противном случае возможна либо неправильно установка, несмотря на наличие инструкций, либо невозможность правильно среагировать в экстренной ситуации.

Если говорить просто, то вся конструкция основана на микроконтроллере, что отвечает за управление. Благодаря ему производится подача сигнала на электромагнитное реле, что в свою очередь либо замыкает, либо размыкает цепь. Нужно также понимать, что сама микросхема на пассивной основе производит регулировку поступающего напряжения, показывая это сигналами на реле.

Классификация и виды

Для защиты электросети частного дома, квартиры в старом и новых жилых фондах необходимы разные устройства. Реле напряжения делятся на две категории:

• по типу подключения;
• по количеству фаз.

По типу подключения

Существует две основных категории реле напряжения в зависимости от способа их подключения:

• стационарные;
• переносные.

Стационарные устройства контроля подразделяются на два типа. Приборы для установки в электрощитах и встроенные в розетку. Подробнее рассмотрим каждый из видов.

Реле напряжения, установленное в распределительном щите, обладает целым рядом преимуществ. Устройство монтируется на входе сети для защиты всего электрооборудования дома или квартиры. В случае его применения нет необходимости использовать дополнительные реле для защиты отдельных потребителей, что значительно экономит бюджет.

Розеточные реле напряжения представляют отличную альтернативу, когда нет физической возможности для установки устройства в щитке. Используют розетки для точечной защиты таких приборов, как холодильники, бойлеры, стиральные машины и т.д.

Переносные реле представлены двумя видами — вилкой-розеткой и удлинителем. Их используют в том случае, когда установка защитного устройства на входе сети невозможна. Несмотря на громоздкие параметры, переносные устройства пользуются спросом. Это связанно, в первую очередь, с их портативностью и легкостью в использовании (монтаж не требуется).

Вилка-розетка предназначена для защиты лишь одного потребителя. Устройство подключается к стандартной розетке и контролирует перепады напряжения в узле, не отслеживая общее состояние сети. Подходит для защиты дорогих и мощных электроприборов.

Удлинитель со встроенным реле контроля используют для защиты группы устройств от перепадов в сети. Удобное и простое решение имеет только одно основное ограничение — максимальная мощность нагрузки.

По количеству фаз

В зависимости от типа электросети различают два вида реле:

• однофазные;
• трехфазные.

Однофазное реле предназначено для контроля электрических сетей с рабочим напряжением 220 В. При правильной настройке, устройство подходит для защиты практически всех бытовых электроприборов.

Трехфазные защитные приборы используют, в основном, в загородных домах и новом жилом фонде, где предусмотрено подключение по трехфазной цепи питания. Причем РКН контролирует напряжение каждой фазы.

Разновидности РКН по другим параметрам

Помимо различий по типу питания эти устройства отличаются по ряду характеристик, определяющих способ их монтажа, и по функционалу.

Тип исполнения и габариты

В соответствии с этим признаком все выпускаемые промышленностью модели РКН делятся на три вида:

• переходники типа «вилка-розетка»;
• удлинители с несколькими гнездами (от одного до шести);
• компактные выключатели, монтируемые на DIN-рейке в щитке.

Первые два варианта изделий применяются с целью защиты отдельных электроприборов или нескольких потребителей, объединенных в группы. Они подключаются к обычной сетевой розетке. Приборы третьего типа устанавливаются в электрический щит, в котором монтируются остальные устройства защиты.

Корпуса переходников и удлинители делаются достаточно удобными в пользовании. Производители стараются уменьшить их габариты насколько это возможно, чтобы они не портили своим видом интерьеры помещений.

База и дополнительные функции

Устройство реле напряжения

По внутренней логике работы и электронной начинке все известные образцы РКН делятся на микропроцессорные изделия и приборы, изготовленные на базе цифровых компараторов. Первые из них стоят несколько дороже, но зато обеспечивают более точную и плавную регулировку нижнего и верхнего порогов срабатывания. Большинство из этих защитных устройств изготовлено на основе микропроцессоров и выделяется среди других изделий следующими особенностями:

• наличие двух порогов срабатывания (Umax и Umin);
• использование встроенных светодиодов, вмонтированных в панель прибора – по ним контролируется наличие напряжения на входе и выходе;
• применение жидкокристаллического дисплея, на который выводятся значения допустимых пределов отклонений и действующего напряжения.

Все эти возможности заметно повышают функциональность устройств и упрощают работу с ними при установке в квартире или частном доме.

Зачем нужен ограничитель переходных процессов и как работают реле?

Реле нуждаются в ограничителе переходных процессов, чтобы предотвратить возможность выхода из строя коммутационного устройства в цепи из-за индуктивного обратного хода. Он обеспечивает пропускание тока после отключения индуктора.

Замкнутый контур с обратным диодом

На рисунке выше показано, что полярность блока питания и диода противоположны друг другу. Таким образом, диод находится в обратном смещении, когда переключатель замкнут. Поскольку это обратное смещение, это не повлияет на схему, потому что диод не пропускает ток.

Обрыв цепи с обратным диодом

На рисунке выше показана разомкнутая цепь, в которой индуктивность поменяла полярность, а диод находится в прямом смещении. В этом варианте диод позволяет пропускать и рассеивать ток с той скоростью, которая необходима индуктивности. Добавление диода дает возможность прохождению тока.

Таким образом, катушка индуктивности должна создавать лишь небольшое падение напряжения для развития идеального протекания тока, поскольку диоды имеют почти нулевое сопротивление при прямом смещении. При таком построение схемы, коммутационное устройство не будет повреждено. Следовательно, когда переключатель разомкнут, обратная полярность катушки индуктивности будет соответствовать полярности диода и предотвратит скачок напряжения обратного хода.

Нормально открытая, нормально закрытая и общая клемма

• Нормально открытая (NO) клемма — подключите ваше устройство (например, светодиод или любую нагрузку) к этой клемме, если вы хотите, чтобы устройство было выключено, когда реле не запитано, и включено, когда реле запитано.
• Нормально замкнутая (NC) клемма — подключите к этой клемме, если вы хотите, чтобы ваше устройство было выключено, когда реле включено, и нормально включено, когда реле не запитано.
• Общая клемма — это терминал реле, к которому вы подключаете первую часть вашей цепи. Когда реле находится под напряжением, а переключатель замкнут, общая клемма и нормально разомкнутый контакт имеют непрерывность цепи. В другом случае, когда реле не запитано, а переключатель разомкнут, общая клемма и нормально замкнутый контакт имеют так же непрерывность цепи.
• COIL — клеммы, на которые вы подаете напряжение для последующего прохождения питания на катушки, которые в конечном итоге замыкают переключатель. Здесь полярность не важна. Любая из сторон может быть отрицательной или положительной. Однако при использовании диода полярность имеет значение.

Пример схемы с использованием реле SRD-05VDC-SL-C 5V

Контактный разъем (S) — является входом. Контакт (+) подключается к источнику питания +5V постоянного тока, а контакт (-) подключается к заземлению источника питания. Реле и светодиод будут работать при наличии высокого сигнала на входе (S). Диод на катушке реле предназначен для предотвращения ЭДС. Транзистор обеспечивает усиление по току, а небольшой входной ток может переключать относительно большой ток, необходимый для работы катушки реле.

Вы можете подключить вход S платы реле к любому из цифровых выходов Arduino Uno. В данном случае он подключен к выводу 13, который можно включать и выключать. Лампочка и аккумулятор на 12V подключены последовательно к общей клемме и нормально разомкнутым штыревым контактам на модуле реле. Реле сработает и включит лампочку, когда на выходе Arduino высокий уровень. Добавление другой лампочки к нормально замкнутому штыревому контакту реле приведет к попеременному миганию лампочек.

Как я устанавливал реле напряжения в квартирный щиток

Чтобы не было вопросов – скажу сразу, что контактор устанавливать нет необходимости, поскольку теоретически реле напряжения выдерживает ток до 30 А, а согласно маркировке на внутреннем реле – до 40 А. Но это теоретически, а как на практике – покажет время, обязательно сообщу дополнительно, если что. Да и ещё есть банальная причина – в щитке элементарно нет места. Это также основная причина, почему я не поставил автомат байпаса.

Ток ограничивается автоматами по 16 А. А вот если бы при всех прочих равных условиях стояли автоматы на 25 А, то стоило бы всерьёз задуматься о контакторе. И о замене их на 16 А, поскольку проводка выполнена алюминием с сечением 4 мм2.

В процессе установки использовал моножильный провод сечением 2,5 мм2. Даже, если бы я захотел использовать 4 квадрата – у меня бы не получилось, т.к. клеммы реле напряжения могут принять только 2,5.

Самая важная точка подключения – фаза:

Подключение фазы при установке реле напряжения

Для её расключения я использовал сжим «Орех». Считаю его самым надежным способом соединения проводов, так же, как пропаянную скрутку.

На фото видно, как провод после счетчика приходит в орех снизу. Он алюминиевый, это ещё довод в пользу «Ореха».

Второй провод снизу из «Ореха» идёт на питание реле (клемма 7). И два провода, которые идут из верхней части «Ореха» – фаза на вход реле напряжения.

Почему два, а не один, а между контактами 1 и 2 не поставить перемычку? Дело в том, что соединить 2 провода «Орехом» гораздо надежнее, чем винтовой клеммой. Во-вторых – как я говорил, всунуть 2 провода по 2,5 квадрата в одну клемму проблематично. Поэтому надежность по фазе обеспечивается двумя проводами на входе (для умощнения), и тем, что входные контакты 1 и 2 намертво спаяны внутри реле (фото с пруфом есть в первой части статьи про это реле, ссылку давал выше).

Выходные клеммы 3 и 4 так же спаяны внутри реле, и на каждую клемму я прикрутил по проводу. Но только эти провода дальше нигде не контачат – они идут каждый на свой автомат (хотя, перемычка не помешает, но она не обязательна).

Монтаж реле напряжения в щитке через Орех

Надеюсь, на фото хорошо всё просматривается – после автоматов фазные провода (уже алюминий) идут на квартиру. Нулевые подключены к клеммам чуть повыше автоматов.

Кому интересно рассмотреть всё в подробностях, сделал ещё парочку фото монтажа:

Монтаж реле напряжения – вид сверху

Пример монтажа реле напряжения в квартирный щиток

Небольшой лайфхак: в ответственных местах я стараюсь не просто вставлять зачищенный конец провода в клемму, а делаю петельку. Таким образом я вдвое увеличиваю площадь контакта (и уменьшаю пресловутое переходное сопротивление), и исключаю возможность прокручивания провода в случае ослабления зажима. Да и механическая прочность соединения от этого только выигрывает.

Предвосхищая комментарии касательно некрасивого монтажа, скажу – делал это я во время воскресного прайм-тайма, и моим главным опасением было потревожить соседей во время их телевизионного вечера. Это святое)

Да, красота – не моя стихия, но за надёжность я ручаюсь!

Вот, что получилось в итоге:

Итог установки реле контроля напряжения ФиФ

Рабочий диапазон установил 175-245 В. Считаю, что это самый широкий возможный диапазон, пригодный для тех, кто не хочет частых срабатываний этого реле. Если в приоритете сохранность техники, можну немного сузить диапазон, примерно по 5 В с обоих краёв.

После установки этого реле прошёл почти год, полёт нормальный. Было пару отключений по низкому напряжению, больше сказать нечего.

Настройка режимов

Кнопки настроек реле

Пороговые значения РКН выставляются с помощью нескольких потенциометров по градуированной шкале, вынесенной вместе с ручками на переднюю панель.

В отдельных образцах для установки пределов срабатывания применяются кнопки.

Шаг, с которым задаются нижняя и верхняя граница у большинства образцов РКН составляет один Вольт. Правильность выставления нужного параметра контролируется по индикаторному табло, имеющемуся на лицевой панели прибора.

На некоторых моделях предусмотрен еще один регулятор, задающий время возвращения устройства в исходное состояние, момент повторного подключения нагрузки к силовой цепи. Оно может выставляться в широком диапазоне значений от нескольких секунд до 10 минут.

Схемы подключения реле напряжения наиболее известных брендов

Разобравшись в общих чертах, каким образом выполняется монтаж РН, попробуем понять, как подключаются некоторые модели наиболее популярных в России марок. Попутно ознакомимся с отзывами от реальных владельцев об этих устройствах, которые редакция Seti.guru смогла найти на просторах сети Интернет.

Проверка реле напряжения без монтажа

Реле напряжения «Зубр»: что предлагает производитель

Изначально производилось такое оборудование в Донецке, но сегодня можно найти изделия российского производства. Однако, несмотря на то, что делаются российские и донецкие приборы из одних запчастей, называется реле напряжения «ZUBR» производства России иначе – «RBUZ», т.е. наоборот. Почему так произошло? На момент перевода производства в РФ уже была зарегистрирована компания «Зубр», именно поэтому пришлось менять название. Но на качестве продукции это никак не отразилось.

Предлагаем ознакомиться с отзывами об изделиях данной фирмы.

Отзыв о реле напряжения ДС Электроникс ZUBR D63:

Подробнее на Отзовик:

Еще один отзыв о реле напряжения ДС Электроникс ZUBR D63:

Подробнее на Отзовик: http://otzovik.com/review_2034684.html

Предлагаем ознакомиться со схемой подключения этого РН.

Реле напряжения «УЗМ 51М»: схема подключения и особенности

Прекрасно зарекомендовавшее себя оборудование, обладающее такими качествами, как:

• простота монтажа;
• большие номинальные токи (до 63А);
• автоматическое включение, задаваемое пользователем (10 сек. или 6 мин);
• используется со всеми типами заземления;
• диапазон температур − от -40 до +55°С.

Минусом можно назвать габариты устройства, которое занимает 2 стандартных места на дин-рейке и равно 35 см. Однако отзывы о приборе говорят о том, что этот недостаток несущественен.

УЗМ 51М

Также предлагаем ознакомиться со схемой подключения подобного оборудования.

Производит ли известейший бренд «Legrand» подобное оборудование

Марка, давно заслужившая популярность в России. Сразу оговоримся, что, несмотря на широкую линейку автоматики, непосредственно РН фирма не производит. Единственное, что есть у бренда, – это довольно качественные контакторы, отличающиеся сравнительно невысокой стоимостью, в сравнении с остальными известными брендами. Судя по отзывам, потребители в восторге от подобного оборудования.

Отзыв о контакторе IEK КМИ-34012:

Подробнее на Отзовик:

Однофазное реле напряжения АВВ

Идеальное оборудование по соотношению «цена−качество». Больший упор компания делает на трёхфазные РН, но в линейке можно найти и однофазные устройства. Компания уже не первый год на российском рынке. Популярность бренда обусловлена широкой линейкой изделий, невысокой стоимостью, надёжностью производимой продукции. Схема подключения оборудования этой фирмы практически не отличается от предыдущих. Её можно увидеть на боковой стенке реле.

«РН 113» от компании «Новатек»: двойственное впечатление

Качество этой российской фирмы-производителя доказано временем, однако, смущает одно обстоятельство. Согласно заявленным техническим параметрам, устройство выдерживает ток до 32А. Произведя нехитрые расчёты, команда редакции Seti.guru пришла к выводу, что для такого тока потребуется провод сечением 6 мм². И вот здесь вся загвоздка – контакты РН113 не рассчитаны на такие жилы. Они довольно слабые, обжать кабель сечением 6 мм² неспособны. Но обычный потребитель, бытовая техника которого не работает со столь высокими токами, недостатком это не считает. Об этом говорит и множество положительных отзывов, найденных нами в сети Интернет.

Отзыв о реле напряжения Новатек-Электро РН-113:

Подробнее на Отзовик:https://otzovik.com/review_4913700.html

Еще один отзыв о реле напряжения Новатек-Электро РН-113:

Подробнее на Отзовик: https://otzovik.com/review_5333583.html

Ниже представлена схема подключения реле напряжения РН 113.

Подключение несколько реле контроля напряжения

Технические условия допускают подключение к частному дому или квартире трех фаз. Если для защиты электрооборудования использовать трехфазные блоки, то при аварийной ситуации на одном ответвлении обесточиваться будет все оборудование, что не очень удобно. Эта проблема решается тремя реле, подключенными отдельно на каждую фазу.

С нижней клеммы автомата производим подсоединение ко входу первого блока. С другой клеммы — на вход следующего блока. Для удобства обслуживания и ремонта делать это нужно разноцветными проводами, при этом помнить, что синий цвет — всегда «ноль». Нулевой провод выводим на нулевую шину.

Можно установить отдельные входные автоматы, чтобы в случае необходимости обесточить нужное реле, если вдруг придется его отключать. Как видим, монтаж ничем не отличается от рассмотренных примеров выше, только вместо одного блока — сразу три, каждый на свою фазу.

Выходы реле подключаем на автоматы, которые идут каждый непосредственно на свою нагрузку: освещение, розетки, бойлер. В соответствии с этим каждое реле можно настроить на разное время задержки.

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.

Чаще всего для однофазных потребителей применяется стандартная схема с прямой нагрузкой через реле (+)

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.

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.

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.

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.

Монтаж реле напряжения

Существуют две основные схемы подключения реле напряжения, предназначенное для однофазной электрической линии:

• на реле идет прямая нагрузка;
• нагрузка к реле подключается через пусковое устройство.

Для подключения защитного прибора стоит обзавестись средствами, про помощи которых можно выполнить данную установку:

• железная пластина;
• дин-рейка;
• индикаторная отвертка;
• кабель, соответствующий сечению 4мм или 6мм;
• саморезы;
• плоскогубцы;
• фигурная отвертка.

Электромонтаж реле напряжения осуществляется при выключенном напряжении, с этой целью надлежит выключить автомат. Об отсутствии напряжения в сети необходимо убедиться при помощи индикаторной отвертки. Затем нужно зафиксировать монтажную рейку посредством саморезов.

Далее на дин-рейку устанавливается сам прибор, при этом корпус его должен быть расположен ближе к автомату после электрического счетчика. Для этого на корпусе реле напряжения имеются специальные защелки. На этом этапе установка заканчивается и начинается процесс подключения.

Как подключается реле напряжения в трехфазных сетях?

Трехфазное РКН при наличии перенапряжения хотя бы на одной из фаз отключает питание на всех трех. От автомата ввода три фазы идут к входному контакту реле, такое же количество фазных жил – на выходной. Соленоид контактора подключается к любому выходу контрольного устройства.

Подключаемый контактор также должен иметь три фазы, к которым подсоединяются силовые фазные кабели. Подключая трехфазное оборудование, нужно быть внимательным, чтобы не перепутать фазы. Подключать к каждой из них отдельное РКН не нужно – отсоединив одну жилу, можно вывести из строя оборудование.

Подключение реле напряжения в трехфазной сети на видео: