Схемы подключения реле напряжения в однофазной и трехфазной сети

Во всех электросетях периодически происходят скачки напряжения, которые могут вывести из строя электрооборудование. Особенно опасны скачки в сети для электроники. Чтобы защитить себя от них люди используют стабилизаторы и реле напряжения. Давайте рассмотрим, что такое и как подключить реле напряжения.

Что это такое, какие они бывают и другие часто задаваемые вопросы о реле напряжения

Реле напряжения – прибор, который отключает питающую сеть от нагрузки при ненормальных величинах напряжения в ней. На современных распространенных реле напряжения имеется дисплей или группа семисегментных светодиодных индикаторов и несколько кнопок для установки режим работы.

На дисплее или индикаторах обычно отображается напряжение. Реже их два, и на втором отображается ток. Вы можете настраивать крайние значения напряжений (верхний и нижний пределы) при которых нужно отключать питание потребителям. В зависимости от модели могут устанавливаться светодиоды-индикаторы состояния сети, режима работы и текущего положения в меню настройки.

Также вы можете настраивать время повторного включения. Реле включится через заданный промежуток времени и если напряжение в сети достигло номинального – продолжит работать, если нет – отключится.

По типу конструкции могут быть для установки на DIN-рейку или те, которые вставляются в розетку, на их корпусе распложены те же органы и розетка для подключения защищаемой нагрузки.Такие реле удобно использовать для защиты конкретного прибора или группы приборов.

Кроме того реле контроля напряжение может быть и в других исполнениях, например встроенное в удлинитель. Розеточные реле напряжения самые дешевые – их стоимость начинается от 500 р.

Какими бывают скачки напряжения и почему?

Скачки напряжения происходят из-за коммутации мощных приборов (включения и выключения), из-за проблем на линиях электропередач и оборудования подстанции. Повышенное или пониженное напряжение может быть как импульсным или кратковременным (скачком), так и длительным.

Длительные отклонения напряжения чаще всего происходят при перекосе фаз, это такое состояние трёхфазной электросети, когда она работает без нулевого проводника и её фазы нагружены неравномерно. Такое происходит, когда на подъездном электрощите многоквартирного дома отгорает нулевой проводник. Тогда в одних квартирах напряжении прыгает до 300 вольт, а в других падает ниже 200. Это крайне опасный режим работы для любого вида бытовой техники и проводки.

Чем реле напряжения отличается от стабилизатора и что лучше?

Стабилизатор напряжения устроен, так что система управления стремиться поддерживать на его выходе установленное напряжение или близкое к нему (например, 220В), при колебаниях входного напряжения в определенном диапазоне.

Бывают различных типов:

Релейные – недорогие, регулируют выходное напряжение ступенчато.

Электромеханические – плавно регулируют выходное напряжение, по типу автотрансформатора.

Электронные, на симмисторах или тиристорах или других полупроводниковых ключах, сложные и дорогие устройства.

Феррорезонансные – особенно распространены были в советское время, например стабилизатор «Украина». В большинстве случаев малоэффективны.

Время реакции таких стабилизаторов, в зависимости от их конструкции, доходит до секунды. За это время ваша техника уже может выйти из строя, тогда как время реакции реле напряжения измеряется в долях секунд.

Лучше всего использовать их в паре, а если по отдельности, то нельзя конкретно сказать, что лучше. В плане защиты от перегрузок – реле напряжения, а в плане длительной работы, конечно же, стабилизатор.

Как подключить реле напряжения?

Реле напряжения подключается в разрыв питающей сети, между счетчиком и группой автоматов, или вводным автоматом. Если группы автоматов нет, что чаще всего бывает в старых квартирах, то можно его смонтировать после автомата, который запитывает квартиру.

Вот приведена простейшая схема подключения реле напряжения:

В зависимости от конкретного экземпляра реле вы назначение выводов (клемм) может различаться, но основной принцип заключается в следующем:

К реле приходит два провода (фаза и ноль), а уходит один – фаза, ноль в реле не размыкается, размыкается только фаза. На той модели, что изображена на картинке другое расположение клемм.

Здесь происходит подключение двух питающих проводов на вход измерительной цепочки реле, когда она детектирует отклонение напряжения сверх установленного, оно переключает само реле. При этом в вашем расположении имеется две пары контактов (нормально-замкнутая и нормально-разомкнутая), это указано в схематическом обозначении на нижней части реле.

Это нужно для реализации различных схем, например формирования сигнала для запуска генератора или другой системы бесперебойной подачи электроэнергии в вашем доме, или включения аварийного освещения и отключения важных цепей.

Далее изображена схема подключения реле в паре с УЗО или дифавтоматом, они нужны для предотвращения поражения током жильцов вашей квартиры, от корпусов электроприборов и других частей. В принципе то же самое, что и на предыдущем рисунке.

Схема для индивидуальной настройки напряжений допустимых для каждой цепи. Это удобно, если у вас грамотно сделана электропроводка, и розеточные группы каждой комнаты запитаны на разные автоматы, как и цепи освещения и мощных потребителей. Тогда вы можете использовать произвольное количество реле контроля напряжения и выставить допустимые пределы для каждого потребителя.

На практике это нужно, чтобы защитить от перепада в сети питания дорогостоящее оборудование, например холодильник и стиральную машину, но при этом свет будет продолжать гореть.

Если вы хотите разгрузить контакты реле, чтобы оно прослужило дольше или мощности вашего экземпляра недостаточно для питания ваших потребителей, поставьте между реле пускатель (контактор) или более мощное реле, тогда выходную клемму реле нужно соединить с катушкой вашего коммутационного прибора. Так, когда напряжение выйдет за дозволенные пределы катушка контактора обесточится, его контакты разомкнуться и отключатся от сети потребители.

Такую схему можно использовать и в трёхфазной электросети. При отклонении напряжения в одной из фаз, трёхфазный магнитный пускатель или контактор отключит нагрузку, таким образом, защитит её.

Для трёхфазных цепей вообще продаются трёхфазные реле контроля напряжения и перекоса фаз, а также, в них встроена и функция контроля фаз (в зависимости от модели). Подробно о нем рассказано в этом видео:

Вообще нежелательно использовать три однофазных реле контроля напряжения в трёхфазной сети, я считаю, что это может привести к порче электрооборудования, поскольку для некоторых трёхфазных потребителей.

Есть модели и попроще, схема включения напоминает схему с однофазным реле.

Здесь трёхфазное реле контролирует напряжения каждой из фаз, и в случае нештатной ситуации в сети отключает катушку трёхфазного пускателя или контактора.

Заключение

Реле контроля напряжение – это дешевый способ обезопасить проводку и бытовую технику в своей квартире. Его можно купить за 1-2 тысячи рублей, есть модели стоимостью и дороже. Для его установки не требуется много места, чего не скажешь об установке мощного стабилизатора. Оно не издает звуков во время своей работы (электромеханические и релейные стабилизаторы издают), щелкают только во время переключения.

Я считаю, что реле напряжения должно обязательно быть установлено, хотя бы для питания особо важных и дорогих потребителей, если нет возможности установить реле на всю квартиру – купить розеточные модели. Самые простые варианты не имеют настроек, а лишь отключают сеть при достижении уставок настроенных еще на этапе его проектирования.

Установка реле напряжения в квартирный щит

Монтаж реле напряжения в квартирный щит

Всем привет! У меня хорошая новость!

Наконец-то сапожник решил сделать себе сапоги. В смысле, электрик решил последовать своим же советам и установить себе реле напряжения!

Дело в том, что я некоторое время с опаской наблюдал, как у нас в квартире скачкообразно повышается напряжение. Почему это может происходить – я подробно рассматривал в статьях про обрыв нуля, повышенное и пониженное напряжение, и разницу между трехфазным и однофазным напряжением.

Было бы, мягко говоря, конфузом – пострадать от обрыва нуля, когда я на страницах своего блога регулярно и экспертно рассказываю, как предохраняться от этого.

Итак, я нашел время, и установил в квартирный щиток реле напряжения F&F CP-721 от белорусской Евроавтоматики.

Это полезное устройство я препарировал в статье Реле напряжения ФиФ СР-721: подробный разбор и отзыв. А сегодня подробно расскажу, как я установил его для своей квартиры в этажный щиток.

Мы не будем сильно затрагивать тему нужности установки реле напряжения и принципах его функционирования – об этом в интернете уже написаны тысячи статей. В том числе и у меня на блоге. Статья будет о реальном случае установки монтажа – со всеми подводными камнями и подробными комментариями, местами переходящими в занудство и дважды два.

Исходные данные

Напомню, что схема подключения выглядит так:

Схема подключения реле напряжения ФиФ из инструкции

В роли резистора нагрузки Rн выступает моя квартира.

Эту схему я подробно разобрал в предыдущей статье (по ссылке выше), поэтому сильно не будем её рассматривать.

А если говорить о реальной установке, то согласно этой схеме, всё будет выглядеть вот таким образом:

Схема установки реле напряжения ФиФ

Фаза от счетчика питает само реле через клемму 7, и идёт на коммутацию на клеммы 1 и 2, которые равнозначны. После коммутации (контактами внутреннего реле ) фаза выходит с клемм 3 и 4, и идёт к нагрузке, то есть питает мою квартиру.

Ноль используется только для питания реле напряжения и никак не коммутируется.

Гладко было на бумаге, начинаю про овраги.

Теперь расскажу о том,

Как исходно был устроен щиток в подъезде

В щиток (он последний, на 5-м этаже) приходит 3 магистральных фазы, каждая – на свою квартиру. И ноль.

Вот как выглядит этажный щиток в нашей хрущёвке 1979 года постройки:

Этажный щит, кода будет установлено реле напряжения

Состояние нуля в этажном щитке крайне неважнецкое:

Подключение магистрального нуля в этажном щитке

Мой провод в норме, а обгоревший – соседский. Но отгорание вон тех белых «однофазных» нулей не так страшно. Главное – состояние магистрального нуля. Он на фото коричневый, приходит снизу, выглядит нормально. Именно его обрыв очень опасен, причем в любом месте – от подстанции до места его последнего подключения (на фото – черный винт).

Дальше этот ноль подключен к корпусу этажного щитка, то есть, если говорить строго, коричневый провод – это совмещенный PEN проводник, который на фото разделяется на N (белые провода через винтовую клеммы) и PE (выше, прикручен на болт щитка, туда же, куда и желтый провод).

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Кому вдруг захотелось подробнее узнать про системы заземления – вот ссылка.

Повторюсь снова, обрыв «трехфазного» нуля приводит к аварийному перекосу фаз и аномальному (теоретически от 0 до 380) напряжению в квартирах со всеми вытекающими – от невозможности включить бытовую технику до пожара в квартире…

Рассмотрим поближе «мою» часть щитка.

Защитные автоматы в щите. Перед установкой реле напряжения

Мои старые сапоги представляли собой всего три автомата – вводной двухполюсный на 50 А перед счетчиком, и два однополюсных по 16 А.

Вводной автомат устанавливала управляющая компания, а однополюсные установил я, исходя из нагрузки и состояния электропроводки.

Кстати, я рассматривал выбор автоматов в нескольких статьях, например в этой и этой.

Схема стандартная и простейшая – фаза и ноль идут через двухполюсный автомат на счетчик, далее фаза через два автомата, а ноль со счетчика (черный провод) через нулевую шину (над автоматами) идёт на питание квартиры.

Ну, а теперь, после необходимого вступления, подходим к основной теме моей статьи –

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.

Про пайку скруток, и почему я их люблю – здесь. Про мой обзор клемм и какие из них лучшие – здесь.

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

Прекрасное число на индикаторе, не правда ли?

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.

Как всегда, приветствую в комментариях каверзные и «глупые» вопросы, а также обмен опытом по установке и эксплуатации реле напряжения ФиФ СР-721.

Как правильно подключить реле напряжения и УЗО: схема

Устанавливаемые сразу после счетчика и УЗО реле контроля напряжения (РКН) позволяют мгновенно обрывать цепь подачи питания при возникновении аварийной ситуации. Эти устройства реагируют на сильные колебания амплитуды питающего напряжения и способны защитить потребителей, подключенных не только к однофазным, но и к трехфазным сетям. При их установке особую важность приобретает схема подключения реле напряжения, не допускающая малейших отклонений от требований действующих нормативов.

Виды РКН по типу напряжения

Известные образцы реле контроля напряжения прежде всего различаются по типу питания, в соответствии с которым они делятся на однофазные и трехфазные модели. Первые устанавливаются в городских квартирах и предназначаются для защиты нагрузок в линейных цепях 220 Вольт без повторного заземления. Их трехфазные аналоги используются в силовых линиях промышленных объектов или в частных домах, хозяева которых получили разрешение на подключение соответствующего оборудования на 380 Вольт. Наличие заземления в этом случае считается обязательным.

У трехфазного РКН есть один существенный недостаток, состоящих в том, что при перегрузке по одной из фаз оно отключает все три линии сразу. Некоторые специалисты считают такое его свойство, наоборот, преимуществом, поскольку в этом случае удается уберечь все эксплуатируемое в данной линии оборудование. Особую важность оно приобретает на производстве, где к каждому из фазных ответвлений подключается отдельная нагрузка. В быту же при эксплуатации двигателя насоса, например, это скорее мешает нормальной работе. Небольшие колебания напряжения по одной из фаз в этом случае не имеют особого значения.

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.

Устанавливаемые на DIN-рейку приборы имеют более компактные размеры, поскольку для их включения не требуются дополнительные приспособления. Провода к ним подводятся подобно тому, как это делается при монтаже обычных автоматов или УЗО.

База и дополнительные функции

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.

Схемы подключения РКН

Перед тем как подключать реле напряжения потребуется внимательно изучить типовую схему электрического шкафа. При его монтаже реле напряжения нужно установить после электросчетчика в разрыв фазного провода, иногда между ними ставится УЗО, подключаемое по необходимости. При таком расположении прибор защиты от всплесков напряжения будет отсекать именно «фазу».

Для нормальной работы на его входные клеммы фаза и земля подаются одновременно.

Существует две схемы подсоединения однофазных и трехфазных реле к линии потребления:

• с прямой нагрузкой через РКН;
• с подсоединением потребителя через контактор, входящий в состав магнитного пускателя.

В каждом из этих случаев возможен вариант параллельного подсоединения нескольких приборов, к каждому из которых можно подключить свою группу потребителей.

При установке электрощитов в квартире или частном доме чаще всего применяется схема подсоединения с прямой нагрузкой через РКН.

Настройка режимов работы

Установка пороговых значений РКН производится посредством потенциометров, вынесенных на переднюю панель и имеющих градуированную шкалу.

В некоторых образцах реле для этого используются кнопки с отображением параметров на электронном табло.

При выставлении требуемых пороговых значений точные их величины контролируются по дисплею, встроенному в лицевую панель прибора. После начальной настройки по этим показателям необходимости в их повторной установке, как правило, не возникает.

Что лучше: реле или стабилизатор

Некоторые пользователи вместо реле контроля применяют в доме типовой стабилизатор напряжения. В ряде случаев такое решение считается оправданным. Однако отмечено несколько нюансов, учитываемых при выборе надежного способа защита электроприборов. Прежде всего, нужно иметь в виду, что они выполняют схожие функции и могут отключать нагрузку в аварийной ситуации. Но разница в их работе все же имеется и проявляется в следующем:

• стабилизаторы отличаются повышенным уровнем шумности и стоят значительно дороже;
• они более инерционны, особенно при отслеживании резких перепадов напряжения;
• в них не предусмотрена возможность регулировки установочных параметров;
• эти приборы занимают значительно больше места.

При уменьшении входного сигнала стабилизатор начинает потреблять больше тока, что объясняется необходимостью поддерживать на неизменном уровне напряжение на выходе.

Основной недостаток стабилизатора в сравнении с РКН – невозможность реагировать на резкие перепады напряжения в сети при обрыве нулевого провода.

Особенности работы реле напряжения в трехфазных сетях

В трехфазных цепях особую опасность представляет включение реле пониженным напряжением, схема подсоединения которого не предусматривает однофазного срабатывания устройства. В большинстве случаев в промышленных сетях к каждой из фаз подсоединяется отдельная нагрузка. Это приводит к тому, что срабатывание по перегрузу одной секции РКН приводит к полному его отключению.

Исключением является ситуация, когда на объекте преимущественно используется трехфазное оборудование (станки с асинхронными двигателями, насосы и тому подобное). В этом случае каждая из фаз загружается более равномерно и перегруза по напряжению практически не возникает.

Независимо от типа РКН для их нормальной работы потребуется правильно выбрать схему и место установки.