Устройство защиты УЗМ-3-63 и схема подключения

Перепады напряжения, сетевые помехи, изменение частоты переменного тока – эти факторы усложняют эксплуатацию электрических сетей и подключенных к ним потребителей, так как могут привести к выходу их из строя. Техника, запитанная от трехфазных линий, нуждается в защите. Для этой цели созданы устройства, контролирующие изменения в сети, и обеспечивающие отключение электроприборов, при выходе ее параметров за пределы допустимых. УЗМ-3-63 относится к таким защитным средствам и обладает техническими характеристиками, выгодно отличающими его среди аналогов.

Назначение и сферы применения изделия

УЗМ-3-63 обеспечивает контроль частоты трехфазной электросети, защищает оборудование от повышения или понижения поступающего напряжения, импульсных сетевых помех, нарушения порядка чередования фаз или исчезновения (обрыва) одной из них. Каждое из перечисленных нарушений способно привести к выходу электроприборов из строя или существенно повлиять на качество их работы. Устройство защиты может нейтрализовать негативное действие, либо произвести защитное отключение.

Например, импульсные скачки напряжения, возникающие при включении/отключении мощных потребителей (электродвигатели, сварочные аппараты, прочее), пагубно влияют на электронику другой техники, подключенной к той же сети. Подобные помехи могут возникать при перепадах на трансформаторных подстанциях. Все фазы УЗМ-3-63 имеют полупроводниковую варисторную защиту, способную сохранить потребитель и его работоспособность при импульсных перенапряжениях с токовой амплитудой до 6,5 кА.

Максимальное значение силы тока на каждой фазе, при котором сохраняется способность реле коммутировать контакты, составляет 63А, что является высоким показателем и позволяет использовать устройство без использования в цепи магнитного пускателя. УЗМ-3-63 может применяться, как на производственных объектах, так и в административных зданиях или быту, для подключения потребителей трехфазного тока.

Устройство не осуществляет защиту от разрушительного действия КЗ, а также не реагирует на утечки тока, поэтому применение в электрической цепи таких защитных средств, как АВ и УЗО, является обязательным.

Основные характеристики УЗМ

УЗМ 16	УЗМ 50 М	УЗМ 51 М	УЗМ 50 МД	УЗМ 51 МД	УЗМ 50Ц
Уровень ограничения напряжения при токе помехи 100А, не более	—	1,2 кВ	1,2 кВ	1,2 кВ	1,2 кВ	1,2 кВ
Максимальная энергия поглощения встроенным варистором (одиночный импульс 10/1000мкс)	42 Дж	200 Дж	200 Дж	200 Дж	200 Дж	200 Дж
Максимальный ток поглощения, одиночный импульс 8/20мкс / повторяющиеся импульсы 8/20мкс	1200 А	6000/6000 А	6000/6000 А	8000/6000 А	8000/6000 А	6000/6000 А
Порог отключения нагрузки при повышении напряжения, Uверх	240-290 В	265 В	240-290 В	265 В	240-290 В	240…295 В
Порог отключения нагрузки при снижении напряжения, Uниз	210-120 В	170 В	210-100 В	165 В	210-100 В	190-100 В
Верхний порог ускоренного отключения нагрузки при повышении напряжения выше верхнего критического порога, Uверх.кр.	300 ± 15 В	300 ± 15 В	300 ± 15 В	300 ± 15 В	300 ± 15 В	300 ± 15 В
Порог ускоренного отключения нагрузки при снижении напряжения ниже нижнего критического порога, Uниз.кр	100± 10 В	130 ± 10 В	80± 10 В	80± 10 В	80± 10 В	80 В
Ток перегрузки/время воздействия без сваривания контактов	2000 А / 10мс	2000 А / 10мс	2000 А / 10мс	2000 А / 10мс
Ток короткого замыкания без разрушения	3000 А	3000 А	3000 А	3000 А

Параметры универсального устройства защиты сети от перенапряжения и импульсных токов
Модели УЗМ 50 М и 51 М отличаются тем, что подключать к ним можно проводники большего диаметра (до 35 мм²). Соответственно, они имеют больший номинальный ток нагрузки — до 63 А. Модификации с буквой «Д» — 50 МД и 51 МД — отличаются тем, что в них встроена защита от искрения. А серии УЗМ 51 отличается тем, что имеет ручную регулировку параметров отключения напряжения. При помощи ручного регулятора, который находится на лицевой панели, изменяются пределы отключения для высокого или пониженного напряжения.

УЗМ-50Ц и УЗМ-50МЦ (противопожарное) оснащены цифровым индикатором, который по умолчанию показывает напряжение и переключается на измерение тока и мощности. Конечно, можно использовать УЗМ-51МД, а в электрическом шкафу установить отдельный вольтамперметр ВАР-М01-08 АС20-450В УХЛ4 на дин-рейку. Но, если надо экономить место, лучше применить УЗМ-50МЦ. Есть и другие отличия — можно выбрать задержку срабатывания в широком диапазоне от 10 сек до 360 сек, встроенная энергонезависимая память, где сохраняется число отключений, минимальное и максимальное значение напряжения. И, как и в других моделях 50 серии, регулируемые значения порога отключения при повышении и понижении напряжения.

Конструктивные особенности

Внешне изделие представляет собой единый корпус с четырьмя клеммами ввода (N, L1, L2, L3) и вывода (N, U, V, W). На передней панели имеются регуляторы настройки напряжения срабатывания(U макс, U мин) и времени включения после срабатывания. Они имеют настроечную шкалу, по которой пользователь может выбрать интересующие его значения. Здесь же расположены светодиодные индикаторы: зеленые – сигнализируют о наличии фаз L1, L2, L3; красные – о превышении (U>) или понижении (U<) напряжения; желтый ( ) – о работе силового реле.

Внутри корпуса расположены следующие элементы:

Основу защитного устройства составляет мощное трехфазное поляризованное реле, позволяющее производить замыкание/размыкание цепи при больших значениях тока
Варисторы, установленные на каждую фазу, обеспечивают защиту от импульсных сетевых скачков за счет способности изменять свое сопротивление в зависимости от величины поступающего напряжения
Блок контактов, приводимый в действие силовым реле.

Схематичное изображение этих деталей приведено на рисунке ниже.

Встроенные элементы конструкции устройства защиты УЗМ-3-63

Работа защиты

Загорание зеленых светодиодов L1, 2, 3 сигнализирует о поступлении напряжения на вводные клеммы. При соответствии сетевых параметров заданным значениям (наличие всех фаз, порядок их чередования, напряжение, частота), по истечении выставленного таймера повторного включения, реле замыкает контакты. Электричество поступает на оборудование, о чем свидетельствует желтый индикатор ( ).

В случае какого-либо нарушения, прибор отключает подачу напряжения. При этом на передней панели перестает гореть желтый светодиод и отображается причина срабатывания:

Негативный фактор	Индикация нарушения
Превышение напряжения на входе сверх заданного	Светится «U>»
Понижение данного параметра	Загорается «U<�»
Изменение порядка чередования фаз	Красные светодиоды мигают попеременно
Возникновение перекоса, когда разница напряжения между фазами составляет более 25%	Индикаторы красного цвета медленно моргают одновременно друг с другом
Отклонение частоты сети от значения 50 Гц	Быстрое мерцание обоих индикаторов напряжения (<, >)

После отключения силового реле, при восстановлении параметров сети, начинается отсчет времени повторного включения, по истечении которого устройство возобновит подачу электричества на нагрузку.

Устройство защиты УЗМ-3-63К AC230В/AC400В УХЛ4

НАЗНАЧЕНИЕ

Устройство защиты многофункциональное УЗМ-3-63 (далее устройство) предназначено для:

отключения оборудования при нарушении порядка чередования фаз, выходе значения напряжения и/или частоты в трехфазных сетях за нормативные/установленные параметры;
защиты оборудования (в квартире, офисе и пр.) от разрушающего воздействия импульсных скачков напряжения, вызванных срабатыванием близкорасположенных и подключённых к этой же сети двигателей, пускателей (и т.д.), тем самым предотвращая выход оборудования из строя и его возможное возгорание.

ПРИНЦИП РАБОТЫ УСТРОЙСТВА

После подачи напряжения питания на вход устройства, включаются зеленые индикаторы L1, L2 и L3. Если напряжение находится в заданных пользователем пределах, то нагрузка подключается к сети питающего напряжения и зажигаются жёлтый индикатор работы исполнительного реле.

В рабочем режиме устройство контролирует напряжение питающей сети. При появлении в сети высоковольтных импульсов напряжения встроенный варистор шунтирует их до величины безопасной для оборудования.

Индикация параметров функционирования устройства работает в следующих режимах:

если напряжение питания одной из фаз превышает верхний порог отключения, то включается красный индикатор «U>», происходит отключение исполнительного реле (желтый индикатор работы реле гаснет). При возврате напряжения сети в установленные пределы, начинается отсчёт выдержки времени повторного включения. После окончания отсчёта времени (задается пользователем в интервале от 0,1 до 10 секунд) нагрузка подключается к сети питающего напряжения. Если во время отсчёта времени вновь произойдёт выход уровня напряжения за допустимые пределы, то отсчет времени повторного включения сбрасывается;
если напряжение одной из фаз выходит за нижний порог отключения, то включается индикатор «
если произошло нарушение порядка чередования фаз, то происходит отключение нагрузки, а индикаторы «U» включаются попеременно;
если произошло изменение частоты сети более чем на 10%, то происходит отключение нагрузки, а индикаторы «U» мерцают одновременно;
если в сети имеется разница в уровне напряжения между фазами более 25%, то после отключения нагрузки индикаторы «U» медленно одновременно включаются/отключаются.

Пользователь самостоятельно может изменить задержку времени включения (в интервале от 0,1 до 10 секунд) с помощью ручки регулировки, расположенной на лицевой части устройства.

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Возможно применение в сетях любой конфигурации; TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ;
Контроль частоты сети 45-50 Гц;
Контроль порядка чередования фаз;
Не заменяет другие аппараты защиты (автоматические выключатели, УЗИП, УЗО и пр.);
Номинальный ток коммутации 63А по каждой из фаз;
Двухпороговая защита от перенапряжения(задержка срабатывания): >верхнего порога срабатывания/(0,2с), >300В/(20мс)
Двухпороговая защита от снижения напряжения /(задержка срабатывания): < нижнего порога срабатывания/(10с) и <130В/(100мс)
возможность изменять время задержки повторного включения в интервале от 0,1 до 10 секунд;
Встроенная варисторная защита от импульсных скачков сетевого напряжения
Время коммутации нагрузки при скачках напряжения — 30 мс;

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Устройство обеспечивает гарантированную защиту нагрузки при соблюдении следующих условий:

высота над уровнем моря не более 2000м;
окружающая среда – взрывобезопасная, не содержащая пыли в количестве, нарушающем работу реле, а также агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
место установки реле должно быть защищено от попадания брызг воды, масел, эмульсий;
вибрация мест крепления реле с частотой от 1 до 100Гц при ускорении не более 9.8м/с2;
устройство устойчиво к воздействию помех степени жёсткости 3 в соответствии с требованиям ГОСТ Р 51317.4.1-2000, ГОСТ Р 51317.4.4-99, ГОСТ Р 51317.4.5-99;
конденсация влаги на поверхности изделия не допускается.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

ВНИМАНИЕ!

При срабатывании устройства разрывается только фазный провод. Нулевой провод N проходит на сквозь для удобства монтажа и не коммутируется. Допускается подключение вывода N только с одной стороны (Например при подключении к трёхфазной сети трёх УЗМ можно объединить нулевые выводы с одной стороны).

КОНСТРУКЦИЯ УСТРОЙСТВА

Устройство выпускается в унифицированном пластмассовом корпусе и представляет собой реле контроля напряжения с мощным электромагнитным реле на выходе и варисторной защитой. Устройство устанавливается на монтажную DIN-рейку шириной 35 мм (ГОСТ Р МЭК 60715-2003) с передним подключением проводов питания защищаемых электрических цепей. Клеммы туннельной конструкции обеспечивают надёжное закрепление проводов с суммарным сечением проводников до 35мм2. На лицевой панели устройства расположены два индикатора– двухцветный (зелёный/красный) «норма-авария» и жёлтый включения контакта реле, кнопка «ТЕСТ» ручного управления, а так же ручки регулировки уставок срабатывания устройства.

ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ

Дополнительную информацию о параметрах и режимах работы устройства Вы можете найти в паспорте изделия (вкладка «файлы»).

Монтаж и схемы подключения

Устройство УЗМ-3-63 имеет крепление для монтажа на DIN рейку шириной 35 мм. Оно может устанавливаться в электрораспределительном щитке открыто, либо в пластиковом корпусе. Допускается вертикальное и горизонтальное расположение корпуса.

Существует две схемы подключения:

Когда проводник N соединяется с обеими клеммами устройства на входе и выходе
Когда соединение провода N производится только на входной клемме

Схема, на которой проводник N подсоединен на входе и выходе устройства

Схема, на которой проводник N подсоединен только на входе УЗМ-3-63

Для нормальной работы устройства, нулевая клемма должна быть задействована в обязательном порядке.

Назначение

Устройство УЗМ-3-63 — это реле контроля напряжения, снабженное мощным силовым трехфазным реле, которое коммутирует трехфазную нагрузку. Также реле снабжено функцией, следящей за частотой сети. Помимо этого предусмотрена функция подавления импульсных помех полупроводниковой варисторной защитой. Помехи в свою очередь происходят во время коммутации мощных устройств и переходных процессов в электродвигателях и трансформаторах. Они оказывают разрушительное воздействие на микроэлектронику и прочее оборудование. Для произведения переключения УМЗ-3-63 не требуется внешние вспомогательные устройства коммутации (пускатели или контакторы), поскольку имеется мощное встроенное силовое реле на 63 ампера.

Основные эксплуатационные параметры

Для удобства ознакомления, технические характеристики защитного устройства приведены в таблице:

Название параметра	Показатель
Регулируемое значение превышения напряжения для отключения потребителя, Вольт	243-297
Регулируемое значение падения напряжения для отключения потребителя, Вольт	217-163
Допустимая разница напряжений между фазами, %	менее 25
Допустимые колебания частоты сети, Гц	+5; -5
max ток, который может быть поглощен при одиночном сетевом импульсе, А	6500
max ток, который может быть поглощен при повторяющихся сетевых импульсах, А	4500
Мощность потребителя номинальная, кВт	14,5
Регулируемый таймер включения,	2с-8мин
Допустимое сечение жил кабеля для клемм, мм²	до 25
Рабочий режим	круглосуточно
Влажность воздуха при температуре +25°С, %	80
Вес, кг	не более 0,45
Рабочий ресурс, лет	10

Существуют условия эксплуатации, соблюдение которых обеспечит выполнение устройством возложенных на него функций:

недопустимо образование конденсата на изделии;
исключение попадания на корпус брызг жидкостей;
использование на высоте до 2 км над уровнем моря;
состояние окружающего пространства неагрессивное и взрывобезопасное по газовому составу.

Хранение изделия в заводской упаковке допускается при температуре от -40 до +70°С, в течение 3 лет.

Важно знать, что УЗМ-3-63 не стоит применять при отсутствии трехфазного оборудования. В этом случае лучше поставить три отдельных устройства, например УЗМ-51М, что предотвратит обесточивание других потребителей при отсутствии напряжения на одной из фаз.

Пример использования трех однофазных УЗМ, установленных на каждую фазу

Аналоги устройства от других производителей

Рассматривая продукцию разных брендов, призванную выполнять функции по защите электрооборудования от возможных изменений состояния электрических сетей, можно отметить высокое качество исполнения и многофункциональность этих устройств. Они отличаются по названию и могут иметь различия в конструкции, но их объединяет общее назначение. Для сравнения, пользователям предлагается ознакомиться с некоторыми из них:

Название	Бренд	Страна	Необходимость использования коммутирующих устройств (пускателей)	Цена, руб.
УЗМ-3-63	Меандр	Россия	Нет	3800
РНПП-302	Новатек — Электро	Украина	Да	3000
СР-731	Евроавтоматика F&F	Белоруссия	Да	3660
PNM-31	ZAMEL	Польша	Да	3800

Как можно увидеть из таблицы, разница в ценах между изделиями разных производителей, незначительная. Но в отличие от продукции Меандр, изделия других брендов требуют использования в цепи дополнительных пусковых аппаратов, потому что конструкции этих устройств предусматривают недостаточно высокие показатели коммутирующей способности:

перекидной релейный выключатель в изделии из Украины РНПП-302 рассчитан на токовую нагрузку 8А;
max ток катушки контактора в СР-731 от Белорусской производственной компании составляет 2 А;
max нагрузочная способность контакта Польского аналога PNM-31 – не превышает 16 А.

Такие значения не могут обеспечить самостоятельную коммутацию мощных потребителей, и способны послужить только для управления пускателем нагрузки.

Аналоги защитных устройств для контроля за состоянием трехфазной сети

Еще одним преимуществом УЗМ-3-63 является возможность дистанционного управления, через клеммы Y1 и Y2, расположенные в нижнем левом углу передней панели устройства.

Однако некоторые аналоги также имеют позитивные конструктивные особенности, выгодно отличающие их. Например, РНПП-302обладает цифровым дисплеем, визуально демонстрирующим состояние электросети, что представляет определенные удобства в процессе эксплуатации.

Распространенные ошибки при монтаже и эксплуатации устройства

Ошибка 1. Установка изделия на выходе из трехфазного электросчетчика и последующее распределение бытового напряжения, преобразованного в 220 Вольт по разным объектам (1 фаза – жилой дом, 2 фаза – гараж, 3 фаза — хозяйственные постройки). В случае нарушения на одной из фаз, устройство обесточит все ответвления, оставив усадьбу без электричества. Правильно будет установить отдельную защиту на каждую фазу, тогда отключение произойдет только на участке с нарушением.
Ошибка 2. Подключение нагрузки, превышающей номинальную мощность, предусмотренную техническими характеристиками устройства на каждую фазу (более 14,5 кВт). Это недопустимо, потому что может привести к сбоям в работе изделия или выходу его из строя.
Ошибка 3. Отказ от использования УЗО и АВ, как средств защиты. Устройство УЗМ-3-63 обеспечивает защиту оборудования от сетевых неполадок и работает только в этом направлении. Все нарушения, происходящие в обратном направлении, то есть исходящие от потребителя, оно не может ни предупредить, ни предотвратить. Поэтому применение защиты от коротких замыканий и от утечек тока лучше не игнорировать.

В заключении стоит отметить, что использование устройств, таких как УЗМ-3-63 значительно облегчает эксплуатацию электрооборудования, делает ее более безопасной и защищенной от нежелательных и вредных последствий воздействия сетевых нарушений.

Как подключить диммер вместо выключателя

Характеристики

Основными показателями УЗМ-3-63 являются следующие:

Питающее напряжение (номинал) – 230 вольт.
Рабочая частота напряжения – 50 Гц.
Максимальное питающее напряжение – 440 В.
Мощность, потребляемая устройством – 2,2 ВА.
Номинальный нагрузочный ток – 63 А, при условии использования медных проводников, площадью сечения не ниже 16 мм2.
Мощность нагрузки (номинальная) для каждой фазы – 14,5 кВт.
Максимальное напряжение для возможной коммутации – 400 В.
Максимальная величина тока КЗ в течение не более 10 мс – 4500А.

Габариты устройства – длина, ширина и высота составляют 105х63х94 мм. Вес прибора не превышает 450 грамм. Работа осуществляется в круглосуточном режиме, минимальный срок эксплуатации – 10 лет. Более подробно параметры и характеристики отражены в технической документации.