Особенности настройки РКН
Реле напряжения имеют три основные настройки:
- Установка порогового срабатывания по максимальному значению – Umax.
- Установка минимального значения, при котором происходит срабатывание устройства – Umin.
- Установка времени задержки коммутации после нормализации параметров электрической сети.
При установке пороговых значений необходимо соблюдать «золотую середину». Если пороги заданы слишком широко, то потребители могут не получить эффективную защиту. Пороги, заданные слишком жестко, становятся причиной слишком частого срабатывания РКН. Частые включения и выключения негативно влияют на эксплуатационный период как самого реле контроля напряжения, так и подключаемых нагрузок.
Управление настройками реле контроля напряжения может быть электромеханическим или цифровым. В первом случае пороговые значения устанавливаются переменным резистором, расположенным на передней панели, во втором – кнопками с отображением значений на LED-экране.
Некоторые РКН не имеют возможности настройки пороговых значений. Обычно нижний предел равен 170 В, а верхний – 265 В. Пороги определяются в заводских условиях, и изменить их самостоятельно невозможно. Эти приборы стоят дешевле. Но перед покупкой необходимо удостовериться, что такой допустимый диапазон соответствует эксплуатационным условиям.
Общие рекомендации по установке реле контроля напряжения
РКН являются достаточно дорогими устройствами, поэтому при их монтаже необходимо соблюдать несколько условий, среди них:
- Установка перед РКН автоматического выключателя стандартного исполнения, токовая нагрузка которого ниже максимальной токовой нагрузки реле напряжения на 20 %. Эта мера обеспечивает защиту прибора от короткого замыкания.
- Использование в комплексе с реле дополнительных защитных устройств – УЗО и стабилизаторов.
- При стационарной установке – обеспечение доступа для осмотра, обслуживания и параметрирования прибора.
Схемы подключения однофазных реле контроля напряжения
В зависимости от производителя РКН могут иметь разные варианты подключения. Перед тем как подключить реле контроля напряжения необходимо ознакомиться со схемой, указанной в инструкции или на его корпусе.
Однофазные реле обычно подключают в электросеть напрямую, то есть через их контакты протекает рабочий ток электросети. РКН монтируют в разрыве между электрическим счетчиком и группой потребителей. Для защиты от сверхтоков перед ним устанавливают дифавтомат. До прибора учета устанавливают вводный автомат, поэтому проведение монтажных работ при выключенном вводном АВ совершенно безопасно.
Этапы работ:
- Обесточить электросеть с помощью вводного автоматического выключателя. Для контроля отсутствия напряжения используют индикаторную отвертку.
- Установить РКН на DIN-рейку, защелкнуть фиксатор, проверить надежность удерживания прибора.
- Зачистить концы разрыва проводов, идущих от счетчика к нагрузкам.
- Закрепить провода, идущие от прибора учета, на штатных местах в верхней части РКН. Это – «фаза» и «ноль».
- Провод «фаза», идущий к потребителям, закрепляется на штатное место внизу прибора.
- Включить вводный автоматический выключатель и убедиться с помощью индикаторной отвертки, что напряжение поступает на вход реле.
- Включить РКН и выставить пороговые значения и время задержки включения.
Схема подключения трехфазных РКН в электрическую цепь
Трехфазные реле контроля напряжения могут подключаться двумя способами:
- Напрямую. В этом случае потребители в нештатных ситуациях отключаются контактами самого реле.
- Опосредовано. Такая схема подключения предусматривает прохождение рабочего тока через контакты не реле, а управляемого им магнитного пускателя. После магнитного пускателя устанавливаются одно- и трехполюсные автоматы, с помощью которых нагрузки разделяют на группы. Опосредованная схема подключения применяется в случаях обслуживания высокомощных нагрузок.
Проверка работоспособности реле контроля напряжения
Простых домашних способов проверки РКН на исправность не существует. Для того чтобы проверить реле контроля напряжения на работоспособность, в лабораторных условиях создают схему с имитацией нагрузки способом регулирования подаваемого напряжения. Прибор должен срабатывать на установленных пороговых значениях.
Схемы подключения устройства
Три правила, которые необходимо помнить при подключении схемы:
- при присоединении четырех кабелей вверху нужно расположить входной проводник, внизу – выходной для бытовых приборов;
- если подсоединяется три кабеля, то фаза пропускается через устройство защиты, «ноль» необходим для электропитания самой системы;
- при подсоединении ДУ «ноль» идет по выключателю, через силовой провод связывается сам прибор, поступает нагрузка и напряжение.
Сеть однофазная
К однофазной сети реле контроля напряжения устанавливается через проводной контакт. При данном подключении можно применять тиристор на 200 В, фильтры устанавливаются за обкладкой, в конце устанавливается выпрямитель.
Для устойчивости напряжения применяются контакторы импульсного либо оперативного вида. Трудность с магнитными колебаниями убирается путем использования проходных фильтров.
В щитах ВО фильтры используются с сетчатой обмоткой, прибор подключается с тремя контактами. В таком случае наибольшее сопротивление будет не меньше 30 Ом.
Сеть трехфазная
Для трехфазной сети есть также своя схема подключения устройства защиты. В случае если три фазы переходят в три однофазные линии, то для каждой нужно иметь свое устройство. При подсоединении к трехфазным щиткам потребуется и специальный предохранитель.
Чем отличается УЗМ от УЗО
Надо сказать, что реле защиты от перенапряжения в любом его исполнении не заменяет УЗО или автомат защиты. Эти устройства дополняют друг друга, делая защиту более надежной:
- Автомат следит за тем, чтобы не перегревалась проводка.
- УЗО отключает питание при появлении утечек — пробое изоляции или прикосновении человека к токоведущим частям.
- УЗМ следит за сетевым напряжением, отключая питание если параметры вышли за установленные границы.
Функции различных устройств защиты бытовой электросети
Как видите, все три устройства нужны. Как правило, при сборке щитка для дома и квартиры пренебрегают установкой именно реле напряжения. Это крайне недальновидно, ведь УЗМ продлевает срок эксплуатации электроприборов и электрооборудования в условиях нестабильного напряжения сети. В варианте с детекцией искрения — 51МД и 50МД — оно еще и повышает пожаробезопасность. Что очень актуально в деревянных и каркасных домах, но и не только для них. По статистике около 15% пожаров возникают из-за искры в проводке
Так что отслеживать искрение действительно важно
Устройство защиты многофункциональное УЗМ-51М, УЗМ-51МТ, УЗМ-16
При подаче питания устройство начинает контроль сетевого напряжения. Если напряжение сети находится между заданными в настройках значениями верхнего Umax и нижнего Umin порогов срабатывания начинается отсчет времени автоматического повторного включения (АПВ). Если до окончания отсчета времени АПВ напряжение сети не выйдет за установленные пороги срабатывания, то по окончании отсчета произойдет подключение нагрузки к сети. Возможно ускоренное включение нагрузки вручную путём нажатия кнопки «ВКЛ/ВЫКЛ». Устройство осуществляет непрерывный контроль сетевого напряжения.
При выходе напряжения сети за установленные пороги срабатывания (аварии), устройство отсчитывает задержку срабатывания. Если длительность аварии по напряжению сохраняется более соответствующей задержки срабатывания, происходит отключение нагрузки от сети. После нормализации напряжения устройство подключает нагрузку, после отсчета времени АПВ. Если в процессе отсчета времени АПВ напряжение сети повторно выйдет за заданные пороги срабатывания, отсчет времени АПВ сбросится. При попытке ручного включения в аварийном режиме устройство не позволит включить питание на нагрузку.Двухцветная индикация работает в различных режимах:
- Если напряжение приближается к верхнему порогу отключения индикатор норма/авария мерцает красным, индикатор реле горит желтым. При выходе напряжения за верхний порог желтый индикатор реле выключается, а индикатор норма/авария горит постоянно красным. При возврате напряжения в норму индикатор реле мигает желтым (отсчитывая время АПВ), индикатор норма/авария горит постоянно зеленым.
- Если напряжение приближается к нижнему порогу отключения индикатор норма/авария мерцает красным, индикатор реле горит желтым. При выходе напряжения за нижний порог желтый индикатор реле мигает отсчитывая задержку выключения и после выключается, а индикатор норма/авария мигает красным. При возврате напряжения в норму индикатор реле мигает желтым (отсчитывая время АПВ), индикатор норма/авария горит постоянно зеленым.
- Если принудительно нагрузку отключили от сети нажатием кнопки «ВКЛ/ВЫКЛ» двухцветная индикация указывает на это поочерёдным включением красного и зелёного индикатора. Повторное нажатие кнопки «ВКЛ/ВЫКЛ» возвращает изделие в рабочий режим.
- При внутреннем перегреве контактов реле нагрузка отключается (только для УЗМ-51МТ). Индикатор норма/авария и индикатор/перегрев реле одновременно мигают красным. Данная ситуация может возникнуть при длительной коммутации тока нагрузки более 63А или плохой затяжке клемм подключения проводов.
ВНИМАНИЕ! При отключении нагрузки кнопкой «ВКЛ/ВЫКЛ» устройство остаётся в выключенном состоянии так же после отключения и повторного включения напряжения питания. Включить реле можно только повторным нажатием кнопки «ВКЛ/ВЫКЛ» (удерживать 2 секунды). Пользователь самостоятельно может изменить задержку времени включения (10с или 6мин) для этого:
Пользователь самостоятельно может изменить задержку времени включения (10с или 6мин) для этого:
- вручную кнопкой «ВКЛ/ВЫКЛ» выключить внутреннее реле;
- затем нажать и удерживать кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ» (индикатор «норма-авария» погаснет) до тех пор пока индикатор не начнёт мерцать. Если индикатор мерцает зелёным цветом то время t1 установлено 10 секунд, если красным то время t1 установлено 6 минут;
- отпустить кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ»;
- нажать кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ» ещё раз для перехода в рабочий режим и включения реле.
ВНИМАНИЕ! При срабатывании устройства разрывается только фазный провод. Нулевой провод N проходит насквозь 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)
Допускается подключение вывода N только с одной стороны (Например при подключении к трёхфазной сети трёх УЗМ можно объединить нулевые выводы с одной стороны).
Конструкция и технические характеристики
Электромагнитное реле и схема защиты помещены в пластмассовый корпус, на верхнюю часть которого вынесены входные клеммы (L — фаза и N — земля), а на нижнюю — выходные (U — фаза и N — земля). Они предназначены для качественного зажима кабеля площадью поперечного сечения до 30 кв. мм.
На передней панели располагаются индикаторы, показывающие нормальный режим работы или аварию при недопустимых значениях напряжения. Желтый цвет другого индикатора свидетельствует о нормальной работе электромагнитного реле. На корпусе расположена кнопка, включающая тестовый режим. Он применяется для проверки и настройки устройства. Чтобы настроить значения нижнего и верхнего пределов напряжения, необходимо использовать специальные регуляторы на лицевой панели аппарата.
Управление устройством осуществляется при помощи контроллера типа PIC12F683, который работает постоянно. Реле рассчитано на работу при напряжении 430 В на протяжении длительного времени. Элементы схемы защиты и управления на плате представлены в виде SMD-деталей. Размеры прибора составляют 83х35х63 мм. Основные технические характеристики аппарата следующие:
- Максимальное значение тока при коммутации: 63 А.
- Уровень защиты от перегрузок и скачков напряжения: двухпороговая.
- Варисторная защита от импульсных скачков.
- Наличие дистанционного управления.
- Напряжение питания: от 36 до 430 В.
- Рекомендуемые пороги: от 175 до 260 В.
- Возможность ограничения значения напряжения при токе в 100 А: < 1,2 кВ.
- Энергия поглощения одиночного импульса (10/1000 мкс): 200 Дж.
- Максимальное значение тока поглощения при импульсах (8/20 мкс): при одиночном — 8 кА, а при повторяющихся — 6 кА.
- Время срабатывания: не более 25 нс.
- Настройка порога отключения потребителей при повышении значения напряжения: 240, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 280, 285, 290 В.
- Ускоренное отключение потребителей при критических напряжениях при высоких и низких порогах: 80 и 300 В соответственно.
- Настраиваемый порог, при понижении напряжения: 210, 190, 175, 160, 150, 140, 130, 120, 110, 100 В.
- Частота тока питания: 50 Гц.
- Мощность, потребляемая при работе устройства: 1,5 Вт.
- Максимальные ток нагрузки и мощность: 80 А и 14,5 кВт.
- Ток короткого замыкания: 4,5 кА.
- Задержка повторного включения: выбор пользователя (10 с или 6 мин).
- Значение задержек отключения по верхнему и нижнему значениям напряжения, а также при критических нижнему и верхнему порогам: 20 мс, 100 мс, 10 с и 0,2 с соответственно.
- Площадь поперечного сечения проводов, подключаемых к устройству: от 0,5 до 25 кв. мм.
- Рабочие температуры: от -25 до +55 градусов по Цельсию.
- Срок эксплуатации: не менее 10 лет.
- Производитель: Россия.
Кроме того, УЗМ-51М обладает низким значением сопротивления, что способствует отличному прохождению через него электричества. Настройка значений пределов отключения производится быстро и просто. В аппарате устанавливается предохранитель заводского производства на 220 В, который не следует заменять другим номиналом. Инструкция УЗМ-51М написана понятно и на русском языке.
Устройство защиты УЗМ-51М. Схема подключения
Многофункциональное устройство защиты УЗМ-51м используется для отключения потребителей линии при низком и высоком вольтаже. Стандартно устанавливаются границы, обеспечивающие нормальную работу, от 160 до 280 вольт. Кроме того, реле защищает от импульсных скачков, возникающих в результате удара молнии, включения и отключения мощных установок (двигателей, пускателей, магнитов). Прибор устанавливается на линии перед потребителем, в случае аварии он гарантирует разрыв цепи за промежуток времени 20 миллисекунд, что предотвращает поломку оборудования.
Данный агрегат – это контроллер напряжения, в состав которого входит электромагнитное реле и варисторный защитный элемент. Допускается установка устройства в сети TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ.
УЗМ-51М представляет собой отдельный элемент, не предназначенный для защиты линии, вместе с ним устанавливаются выключатели, работающие на автоматике (УЗО, УЗИП и т.д.).
К отличительным чертам прибора относятся:
- возможность выбора пределов срабатывания;
- дистанционное управление;
- защита от импульсов осуществляется полупроводниками и варистором;
- установка времени до выключения при низком и высоком напряжении.
Характеристика ОПН
Определяющей характеристикой ограничителя является максимальное значение действия рабочего напряжения переменного тока, который подводится к выводам устройства неограниченного временными рамками. При этом отсутствуют какие-либо повреждения или термическая неустойчивость.
К другому показателю относится ток проводимости, который проходит через ОПН. Его величина измеряется в реальных условиях эксплуатации и обычно равна нескольким сотням микроампер.
Среди прочих характеристик можно выделить:
- Величину предельного разрядного тока.
- Токовую пропускную способность.
- Устойчивость к короткому замыканию.
- Расчетный ток коммутационного перенапряжения.
- Номинальный разрядный ток.
Помимо этого, любой ограничитель перенапряжений стойко переносит медленно изменяющееся значение напряжения. Иными словами, ОПН не должен разрушаться при превышении напряжения в течение определенного промежутка времени.
Любое жилое или административное здание оборудовано большим количеством техники, питаемой от электросети. Значительное увеличение значений рабочего напряжения и тока в этой сети может привести к выходу из строя всего этого электрического оборудования. Если защитой от таких явлений в многоквартирных домах, промышленных и административных зданиях занимаются обслуживающие организации, то владельцы частных домов должны сами заботиться о ней. И в этом поможет ограничитель перенапряжения.
Как следует из названия, ограничитель чрезмерно высокого напряжения (ОПН) служит для защиты электрической техники от напряжения, значительно превышающего номинальные значения. Это высокое напряжение или, другими словами, перенапряжение обычно носит импульсный характер. Поэтому еще одно название для таких устройств — ограничитель импульсных напряжений (ОИН).
Чтобы лучше разобраться с областями применения ОПН, рассмотрим вкратце причины, вызывающие такие скачки напряжения. Импульсы перенапряжения могут быть коммутационными. В этом случае они возникают в результате:
- переключений (коммутаций) в мощных силовых электроустановках и системах энергообеспечения;
- при резком изменении нагрузки в распределительных системах;
- при возникновении повреждений в энергоустановках, вызывающих короткое замыкание.
Эти случаи носят производственный характер и устранением их последствий занимаются профессионалы. В таких цепях устанавливаются промышленные устройства, например, ОПН-110, где число 110 указывает на напряжение сети в кВ. Для нас интереснее будет защита от импульсных перенапряжений частного жилого дома. Обычно эти перенапряжения возникают во время грозы при разряде молнии. При этом импульсы перенапряжения возникают когда:
- молния ударяет непосредственно в линию электропередач (ЛЭП) за пределами дома;
- разряд молнии происходит между облаками или в находящийся рядом с домом объект. Возникшее электромагнитное поле индуцирует в электрических цепях мощный импульс;
- удар молнии происходит в грунт недалеко от дома. Ток разряда, протекающий в земле, может вызвать значительную разность потенциалов.
В этих случаях во внешних воздушных линиях до 380В могут возникать импульсы величиной до 10 кВ, а во внутренней проводке домов — до 6 кВ. Чтобы избежать пагубного влияния таких высоких напряжений на домовую электрическую сеть и бытовые электроприборы существуют простые меры. По Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на входе силового электрического кабеля в дом должны устанавливаться ограничители импульсных напряжений (ОИН). Схема подключения ОИН простая. Устройство включается в цепь между силовым кабелем и заземляющим контуром. На рынке существует достаточно предложений различных производителей, одним из которых является концерн «Энергомера».
Отключение токов КЗ
Еще одно замечание по конструкции, которое беспокоит многих опытных электриков — это полное отсутствие хоть какого-то подобия на дугогасительные камеры.
На том же УЗМ-51МД указано, что его предельная отключающая способность – 4,5кА.
А здесь ничего. Как это скажется на контактах в процессе работы при коммутационных отключениях – включениях? При нормальных условиях никак.
Объяснятся это в первую очередь тем, что УЗИс функционально должен работать только в паре с автоматом или диффом, на которые и возлагается вся функция защиты от КЗ и отключение аварийных токовых нагрузок.
При токах КЗ до 6кА, контакты УЗИс будут замкнуты и его главная задача — “вытерпеть” и пропустить через себя этот ток без последствий, с чем он успешно и справляется. Разрывать дугу таких величин, как раз таки должен именно автоматический выключатель.
Что такое УЗМ и зачем он нужно
УЗМ — это аббревиатура от названия «Устройство Защиты Многофункциональное». Это небольшое по размерам устройство (35 мм в ширину) крепится на DIN-рейку. Любое УЗМ может быть установлено в сети любого типа — ТТ, TN-C, TN-S, TN-C-S. Выполняет несколько задач (оно же многофункциональное):
- Отключает электропитание при снижении или превышении напряжения. Оба варианта — слишком низкое и слишком высокое напряжение — могут стать причиной выхода из строя бытовой техники. При восстановлении параметров сети питание автоматически восстанавливается.
- Сглаживает импульсные (кратковременные) скачки напряжения, которые возникают при включении/выключении некоторых типов оборудования (того же двигателя в холодильнике или морозильной камере).
- Модели УЗМ-50МД и УЗМ-51МД отслеживают появление искрения в проводке и отключают в этом случае питание.
УЗМ состоит из трех частей
То есть, установка УЗМ продлевает срок безаварийной эксплуатации электропроводки и подключенных к ней устройств. Также некоторые модификации — с приставкой «Д» — берегут дом/имущество от пожара. Зная состояние сетей в нашей стране, однозначно можно сказать — реле защиты от перенапряжения стоит использовать. И в доме, и в квартире. Это устройство не нужно, если на входе установлен стабилизатор, сглаживающий все неприятные моменты. Но цена на эти устройства далеко не всем позволяет их использовать, а УЗМ стоят порядка 2-3 тыс. руб. Замена не совсем равноценная, но действенная. Использовать можно не только УЗМ — устройства с похожими функциями есть и у других производителей. Называться они могут иначе, но задачи выполняют те же (или почти). Так что выбор есть.
Функции УЗМ и альтернативных устройств
Устройства с названием «УЗМ» различных модификаций выпускает Питерский завод «Меандр». Над конструкцией идет постоянная работа, появляются новые модели с новыми характеристиками или возможностями. Но подкупает не только это, а то, что на удивление неплохо налажено сервисное обслуживание. Во время действия гарантии без вопросов ремонтируют или меняют вышедшие из строя аппараты. Гарантия дается на 5 лет. Исчисляется с даты продажи. Если дату продажи отследить невозможно (потеряли паспорт), считают с даты производства (стоит на корпусе). Если ехать далеко, можно позвонить, вам все объяснят по телефону. В общем, неплохой сервис.
Куда устанавливать УЗМ
Как уже говорили ранее, реле напряжения можно ставить на входе в квартиру или дом, а можно на все или некоторые группы потребителей. Иногда бывает затруднительно выбрать место для установки УЗМ. Что точно можно сказать — ставится оно после вводного автомата и, чаще всего, после электросчетчика. В принципе, можно поставить и до счетчика, но только в том случае, если согласится эксплуатирующая организация. А они на это согласие дают редкою. Поэтому, обычно, УЗМ ставят после счетчика.
Два варианта схемы с УЗМ
В схеме электропитания может присутствовать еще противопожарное УЗО. Вот где тогда ставить устройство защиты от перенапряжения? Перед противопожарным УЗО или после? Если поставить перед, то при отключении питания оно окажется вне работы. А если после — может быть повреждено в результате скачков. В общем, тут решение принимаются индивидуально. Однозначно можно сказать, что ставить реле напряжения надо до первого ответвления на потребителей.
Подключение в трехфазных сетях
Есть специальные модели защитных модулей для трехфазных сетей — УЗМ-3-63. На это устройство заводятся сразу все три фазы, с выхода подаются дальше. При срабатывании отключаются одновременно все фазы, так что питание пропадает полностью. Это не всегда удобно, так как проблемы обычно возникают с одной из фаз.
Подключение трехфазного УЗМ
Вопрос решается, если поставить по одному УЗМ на каждую фазу. Тогда при перекосе на какой-то фазе остальные будут в работе. Это более удобно. Но такой способ подключения — три однофазных УЗМ — не подходит, если есть трехфазная нагрузка. В этом случае при установке трех отдельных УЗМ, при отключении в одной из фаз, через нагрузку может быть «переток» в соседнюю. Так что выбор за вами.
