Те дома, которые подключены к старым линиям электропередач, остро страдают от перепадов напряжения в сети. Из-за таких нарушений нередко ломаются бытовые приборы. Решить же проблему можно простой монтажом реле напряжения. Проведем анализ, что представляет собой такое устройство и как его грамотно выбрать. А также разберемся, как подключить прибор в домашнюю сеть.
Прибор контроля в нише Источник hsto.org
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 предохранитель Источник 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.
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на комплексном монтаже внутренних инженерных систем
Причины проблем
Существуют три фактора, по которым происходит перепад напряжения:
- При замыкании фазы на нейтраль в розетке возникнет 380 Вольт.
- Если происходит обрыв нуля, а нагрузка в сети низкая, то напряжение будет резко стремиться к пиковому.
- По фазам может пойти «перекос» напряжения.
Слабое напряжение Источник uk-parkovaya.ru
В последнем случае неравномерно распределенная нагрузка приводит к тому, что пострадает наиболее загруженная линия. Вольтаж понизится до критического. А это чревато локальными проблемами уже в самой технике. И, как правило, если на линии отсутствует реле защиты от перенапряжения, то первым пострадает холодильник либо кондиционер.
В редких случаях в обрыве нуля виноваты электрики. Провод могут повредить по неопытности и неосторожности. Чаще последний отгорает от старости. Предусмотренная защита обесточит линию и плачевные последствия не наступят. Возникнут временные неудобства до тех пор, пока не восстановят работоспособность сети.
Но, если отсекатель напряжения отсутствует, то в доме наступает настоящий кавардак. В одних помещениях вольтаж в розетках падает до 50-100 единиц. В других квартирах – резко повышается до 300-350. Причем итог полностью локален и зависит от конкретной нагрузки на домашней линии.
Резкое повышение вольтажа Источник uk-parkovaya.ru
В результате у одних владельцев бытовая аппаратура просто перестает работать. Тем, кому повезло меньше, понесут ее в ремонт. Но после критического скачка напряжения бывает так, что починка прибора становится нерентабельной. И тогда остается только купить новый. А претензии предъявить, как правило, некому.
Как работает защита
Принцип работы реле напряжения прост. В прибор вмонтирован блок слежения за нагрузкой в сети. Параметры контроля обычно закладывает производитель. Но собственник вправе установить свои пределы.
Блок постоянно занят измерением напряжения на линии. И если оно отходит от нормы в любую из сторон, то об этом мгновенно подается сигнал на исполнительный модуль. Последний сразу же отключает нагрузку на линии, уберегая работающие приборы.
Но измерительный блок продолжает свою работу в цикличном режиме. Через определенный промежуток времени модуль снимает показания с линии. Если нарушения сохранились, то автоматика бездействует. Она ждет следующего временного отрезка для измерений.
Прибор для контроля напряжения Источник prom.st
Его также можно установить вручную. Или оставить заводские настройки. Когда замеры покажут заданную норму, то исполнительный блок также оповещается об этом. И тот замыкает силовой контакт, возобновляя подключение к внешним источникам электропитания.
Итог
Внутренняя конструкция реле напряжения EZ9C1240 из линейки Easy 9 рассчитана на долгую и безотказную работу. В частности, все внутри реле есть гибкие соединители, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами электрических соединений. Дело в том, что реле является необслуживаемым устройством, и все внутренние соединения выполняются с помощью точечной сварки, качество и надежность которой напрямую влияет на срок службы изделия.
Именно гибкое соединение позволяет получить максимально надежный контакт, который к тому же не подвержен механическим нагрузкам т.к. такое соединение делается с запасом по длине. Кроме того, гибкие соединения являются более устойчивыми к вибрациям, которые неизбежно возникают при работе электрооборудования.
По этой причине подобного рода соединения применяются практически повсеместно в электрооборудовании, например, в модульных автоматических выключателях и дифференциальных устройствах любых производителей, в автоматических выключателях литого исполнения до 630 А и даже в оборудовании среднего напряжения 6-10 кВ (например, автоматический выключатель Evolis от Schneider Electric). Устанавливается реле напряжения на входе в электрощит, сразу после вводного автомата.
Выбор защитной автоматики
Реле перенапряжения можно классифицировать по трем признакам. Обращают внимание на место размещения и габариты. Учитывают возможности прибора. А также количество фаз в электрической сети. Ввиду этих показателей монтаж прибора во многом отличается.
А при выборе защитной автоматики обычно обращают внимание на:
- диапазон работы в вольтах;
- максимальную мощность;
- пропускаемую силу тока;
- скорость отключения сети при подаче аварийного сигнала;
- задержку перед повторной подачей электричества;
- наличие индикации.
Немаловажным фактором выступает присутствие ручной настройки. Многих владельцев квартир не устраивают параметры, установленные производителями. И они желали бы самостоятельно устанавливать верхние и нижние пороги для срабатывания автоматики.
Регулируемое реле контроля напряжения Источник prom.st
Фазность
Поскольку система электроснабжения может отличаться, то приборы разделяются на однофазное реле контроля напряжения и трехфазное. Первыми оборудуются квартиры и большинство частных коттеджей. Они работают с сетями с напряжением в 220 В.
Защиту на три фазы в основном применяют в промышленности. Например, защищают станки, которые для своей работы используют несколько фаз. Причем в некоторых случаях дополнительно контролируют синхронизацию по фазам.
Реле на три фазы применяют и в частных домах, если цепь напряжения имеет 380 Вольт. Но у прибора есть особенность, которая негативно сказывается при домашнем использовании. Защита срабатывает, если колебание происходит в любой из трех фаз, что не критично на частной линии. А вот для производства такая подстраховка часто выступает плюсом. Хотя во многих случаях и без нее можно легко обойтись.
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.
Видео описание
Видео покажет, как работает реле напряжения однофазное, какое лучше выбрать по результатам тестирования:
Габариты устройства
Все изделия разделены на 3 вида:
- Переходник на одну розетку. Защищает только один, подключенный через него прибор.
- Удлинитель, где розеток может быть от одной до шести. В этом случае защита распространяется уже на целую группу приборов.
- Пакетник на DIN-рейку. Монтируется в общий электрощит и контролирует всю систему электроснабжения квартиры.
Последний вариант реле напряжения 220 В для дома не только самый функциональный. Еще он наиболее приемлем в дизайнерском отношении, поскольку все устройства прячутся из вида. А приборы из двух первых пунктов чаще всего имеют крупные размеры. И выполнить их более компактными, чтобы они не портили интерьер жилища, чаще всего не представляется никакой возможности.
Основа и дополнительные функции
У большинства современной защитной автоматики контроль за напряжением осуществляет микропроцессор. Дешевые аналоги реле работают на основе обычного компаратора. Микропроцессор позволяет реализовать точную настройку прибора. Включая плавную ручную регулировку для порогов срабатывания.
Устройство защиты от перенапряжения Источник psk-remont.ru
Также приборы могут отличаться индикацией. В простые конструкции встраиваются лишь пара светодиодов, которые показывают напряжение на выходе и входе. Все современные модели имеют на корпусе дисплей, демонстрирующий вольтаж. А еще он может показывать заданные пороги срабатываний.
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.
Доступные схемы подключения
В щитке однофазное реле напряжения монтируют после счетчика. Помещать его нужно в разрыве фазного провода. Потому что контролировать прибор должен вольтаж только у него. И отсекать фазу в случае нужды.
Схем подсоединений существует две. Более распространена установка реле под прямой нагрузкой. Но можно подключить к нему дополнительный магнитный контактор. Устанавливая прибор, главное не перепутать подсоединение проводов ко входу и выходу. Правда это трудно сделать, поскольку на корпусе автоматики всего три клеммы, и они все подписаны – вход, ноль, выход.
В продажу поступают приборы с различной расчетной мощностью. Поэтому в подборе нужного для своей домашней сети проблем не возникнет. Но всегда существует возможность выполнить монтаж нескольких маломощных реле, используя параллельную схему. В этом случае к каждому контролеру подключается только своя группа электроприборов.
Как настроить устройства
Самые простые конструкции имеют заданные пороги срабатывания, установленные по умолчанию производителем. Как правило, диапазон работы реле выступает от 170 до 265 В. Параметры могут отличаться, поэтому при выборе нужно обращать на них внимание, поскольку перенастроить потом уже не получиться.
Регулируемые реле имеют 3 настройки:
- Устанавливается нижний порог для срабатывания.
- Выбирается максимальное значение напряжения.
- Устанавливается промежуток задержки перед повторным включением.
Подключение реле напряжения процесс серьезный. Но еще большей ответственности требует настройка. Необходимо изучить всю используемую в доме бытовую аппаратуру. И лишь затем выставлять пороги. А что касается задержек включения, то там придется искать компромисс.
Если приоритет в защите имеют приборы с компрессором (холодильник, кондиционер), то время повторной подачи напряжения необходимо ставить довольно продолжительное. От пары минут. А в некоторых случаях доводить даже да пяти. Это убережет приборы от резких скачков вольтажа.
Удлинитель с контролером Источник prom.st
Но если под защиту берутся лишь телевизор с компьютером, то достаточно задержки всего в 10-20 секунд. Для настройки на корпусе предусмотрены плавные регуляторы. Современные приборы комплектуются удобными сенсорами.
Некоторые эксперты рекомендуют подключать стабилизатор напряжения, а не реле контроля. Мотивируют это тем, что кроме функций последнего, он в дополнение выравнивает напряжение. Поэтому получается более надежная защита.
Но у стабилизатора есть существенные недостатки:
- Он шумит при работе.
- Занимает много места из-за громоздкости.
- Не позволяет провести точную настройку.
- Повышает сетевую силу тока и этим создает опасность для неподготовленной проводки.
- При обрыве заземления, скачок напряжения остается без внимания.
- Его стоимость гораздо выше обычного реле.
Поэтому стабилизатор напряжения привыкли использовать лишь локально. Например, для защиты только одного холодильника.
Преимущества и недостатки стабилизаторов
К преимуществам стабилизатора относят возможность выравнивания напряжения. Наиболее совершенные устройства этого типа (инверторный класс) поддерживают заданный параметр с отклонением не более 1%. Но даже самые дешевые модели стабилизаторов не допустят отклонений более чем на 5%. Разумеется, такой режим наиболее благоприятен для электрических приборов и способен продлить срок их службы.
Стабилизаторы обладают высоким КПД. Еще один плюс – минимальное влияние на качество аналогового сигнала. Подключать стабилизаторы к сети просто, поэтому приглашать специалиста для установки этого защитного устройства не требуется.
Но есть и недостатки. Стабилизаторы отличаются существенными размерами, а самые мощные модели при работе заметно шумят и нагреваются. Стоимость этих приборов также весьма ощутима.
Скомпенсировать недостатки позволяет индивидуальное применение стабилизаторов. Приборы для подключения нагрузки до 1,5 кВт остаются сравнительно компактными и доступными по цене, чего не скажешь о моделях, рассчитанных на нагрузку в 3 кВт и более.
Коротко о главном
Чтобы обезопасить домашнюю аппаратуру от перегрузок в сети, необходимо установить в ней защитную автоматику. Можно воспользоваться обычным реле, которое будет контролировать напряжение. Устройство будет постоянно замерять показания последнего. А при отходе от заданной нормы самостоятельно отключаться от источника питания.
Обеспечить защиту можно каждому отдельно подключенному бытовому аппарату. Для это выпускаются специальные переходники и удлинители. Но более разумно защитить от перенапряжения всю домашнюю электросеть, установив одно реле прямо в электрощит квартиры.
Подключение автоматики несложное. Реле устанавливают сразу после счетчика, разорвав фазный провод. Основное внимание уделяют настройке прибора. Надежную защиту обеспечит установка верхних и нижних порогов срабатывания. А также времени задержки перед повторным включением.
