Что такое реле напряжения и для чего оно нужно в квартире

Описание популярных моделей

Схемы подключения и настройки большинства моделей, предлагаемых отечественными производителями, имеют много общего, отличаться могут только деталями.

Приборы под маркой Зубр

Защитные устройства этой серии включаются схему энергоснабжения двумя способами:

• упрощенное внутреннее подключение;
• совместно с УЗО и защитным автоматом.

В первом случае нагрузка подсоединяется непосредственно к выходу прибора, а во втором цепь контроля замыкается через УЗО и АВ. Такое включение Зубра позволяет защитить линию не только от перепадов напряжения, но и от утечек по току.

Приборы имеют различные варианты исполнений, отличающиеся номинальными токами (25-63 Ампера). Верхний порог срабатывания – от 220 до 280 с шагом 1 Вольт, а его нижнее значение – от 120 до 210-ти Вольт. Время повторного включения в линию варьируется от 3-х до 600 сек. Шаг регулировки – 3 секунды.

Серия РН

РН-111

Модель РН-113 включается после электросчетчика и допускает ручное выставление значений нижнего и верхнего порогов срабатывания, индицируемых на встроенном в лицевую панель дисплее. Прибор способен автоматически подключать питающую сеть при восстановлении ее параметров после сильных скачков напряжения.

Для нормальной работы устройств этой серии необходим запас по мощности не менее 20%.

Помимо предельных значений на индикаторе высвечиваются параметры сети при отключении потребителя, а также время, оставшееся до включения. Номинальный ток составляет 32 Ампера; при желании он может быть увеличен за счет установки магнитного пускателя.

Серия УЗМ

Реле напряжения УЗМ-51М

Прибор УЗМ-51М, устанавливаемый сразу после электросчетчика, рассчитан на номинальный ток до 63-х Ампер и занимает сразу 2 модуля на DIN-рейке. Его стандартная ширина – 35 мм. Максимально выставляемая уставка по верхнему пределу напряжения составляет 290 Вольт. Нижний порог срабатывания по перенапряжению равен 100 Вольтам.

Время повторного включения, задаваемое пользователем вручную, может принимать два фиксированных значения – 10 секунд и 6 минут. Приборы серии УЗМ допускается устанавливать в сетях с любой системой заземления: TN-C, TN-S или TN-C-S.

Приборы от фирмы «DigiTOP»

РКН серии V-protektor используются только для защиты от перепадов напряжения. Они рассчитаны на номинальные токи от 16 до 63 Ампер. Верхний порог срабатывания задается в границах от 210 до 270-ти, а нижний – от 120 до 200 Вольт. Время автоматического восстановления включенного состояния – от 5 до 600 сек. Трехфазный прибор V-protektor 38 рассчитан на максимальный ток не более 10 Ампер.

Устройства марки АВВ

Реле напряжения АВВ

Популярные на рынке реле ABB серии CM позволяют регулировать порог срабатывания в широком диапазоне значений (от 24-х до 240 Вольт – в однофазных и от 320 до 430 Вольт в трехфазных цепях). Время восстановления у большинства моделей составляет от 1 до 30 секунд.

Твердотелки – надо ли их использовать?

Для начала рассмотрим также целесообразность применения таких реле. Например, реальный случай:

Другой случай, когда такие реле не нужны:

О перегрузках и защите твердотельных реле будет подробно сказано ниже, а в данном случае целесообразно применить обычный контактор, который прекрасно справляется с перегрузкой и стоит в 10 раз дешевле.

Поэтому, за модой гнаться не стоит, а лучше применить трезвый расчет. Расчет по току и по финансам.

Если кому-то придёт в голову, можно кнопкой звонка или герконом запускать двигатель мощностью 10 кВт! Но не так всё просто, подробности будут ниже.

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.

Установка реле напряжения RBUZ в квартирный электрощит

Итак, после теории переходим к практике.

РН было установлено в процессе капитального ремонта квартиры в панельной девятиэтажке.

Девятиэтажка, в которой будет стоять новый щиток с реле напряжения

Вот так выглядит щиток в подъезде, к которому необходимо было подключить квартирный щиток:

Электрощит в подъезде, от которого идет питание на электрощит в квартире

Не самый печальный вариант.

Щиток в квартиру на этапе проектирования:

Проектирование и начало сборки электрощита

Схему щита я обязательно приведу и мы её обсудим ниже. А вот ещё несколько фото щитка, в котором установлено реле напряжения RBUZ.

Процесс монтажа щитка в квартире. Рядом – слаботочный щиток

Электрощит в квартире на автоматах ИЕК и РН RBUZ

Продолжаем сборку. Расключены нули и некоторые фазные провода:

Продолжаем сборку щита в квартире, подключаем нули

Итоговая сборка щитка, всё подключено

Вверху – земляная шина РЕ (Protect Earth, подробнее про системы заземления здесь), внизу – три шины нейтралей N1, N2, N3. Подробнее я расскажу при описании электрической схемы щитка.

Общий вид щитков – слаботочный и силовой

Квартирный электрощит в сборе

Напряжение на электрощит подано. Приятная особенность реле напряжения – на его индикатора всегда видно, какое напряжение подается в квартиру. На фото – 239 В.

Вот ещё пара фотографий окончательного монтажа, с подписями нагрузок:

Фото рабочего электрощита с закрытой дверцей

Электрощиток с надписями на автоматах

Модель электрощита – Schneider Electric Easy 9. В щитке оставлено 4 или 5 мест модулей. Как показывает жизнь, потом хозяину квартиры обязательно захочется поставить ещё пару автоматов)

Устройство и принцип работы

Устройство реле защиты

Главные составляющие РН — это микросхема и электромагнитное реле, заключенные в пластиковый корпус. Работает механизм по такому принципу:

• подключается к сети питания;
• постоянно считывает её показания и контролирует их;
• при значительных снижениях или превышениях норм микросхема посылает сигнал реле;
• тот отключает бытовую технику или оборудование от электричества. Скорость реакции реле перенапряжения составляет от 10 миллисекунд.

После того как РН сработает и отключится, проходит некоторое время, прежде чем прибор снова запитает бытовую технику и пустит её в работу. За это время реле проверяет стабильность показателей напряжения.

Большинство моделей устройства позволяют мастеру самостоятельно задавать пороги нижнего и верхнего напряжений.

Большинство моделей реле не способны заменить вводный автомат, поскольку не имеют защиты по току.

Устройство и принцип действия

Реле оснащается корпусом из специального пластика, внутри располагается измерительный блок и контактная группа. Модуль измерения обеспечивает замер напряжения в цепи, полученный результат сравнивается с заранее запрограммированным интервалом. Если цифры совпадают, то контакты исполнительного блока находятся в замкнутом состоянии, поддерживая работоспособность внешней цепи. Контактная группа не требует непрерывной подачи электроэнергии для удержания пластин в замкнутом или разомкнутом состояниях, ток подается только в момент переключения.

Измеритель осуществляет постоянный мониторинг напряжения, при отклонении параметра от запрограммированного интервала формируется управляющий сигнал. Импульс передается к контактной группе, которая отсекает питание от оборудования в квартире или жилом доме. В конструкции оборудования предусматривается энергонезависимая память, в которой хранится информация о последнем аварийном срабатывании. Контроль напряжения осуществляется микропроцессором или сравнивающим устройством (компаратором).

Существуют упрощенные реле, из конструкции которых удален жидкокристаллический дисплей. Для изменения параметров используются рукоятки, оснащенные измерительной шкалой. В схеме предусматриваются сигнальные светодиоды, позволяющие определить причину срабатывания контактной группы. Электронный контроллер и механическая релейная часть остаются неизменными.

Функции реле напряжения.

В конструкции всех защитных реле предусмотрен регулируемый таймер задержки включения питания. Устройство необходимо для корректного подсоединения оборудования, оснащенного электрическими двигателями. Например, компрессор холодильника рекомендуется подключать к сети через 1-2 минуты после аварийного отключения. В зависимости от производителя используются таймеры, рассчитанные на установку задержки на время от 15 секунд до 15 минут.

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.

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.

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 реле напряжения

С теми моделями, которые просто вставляются в розетку ничего сложного. Подсоединили к розетке, выставили пороговые значения (по умолчанию обычно идет от 170 до 240 В) и подключили необходимые приборы.

А вот с установкой на дин-рейку уже посложнее. Если вы не электрик, то лучше не стоит рисковать жизнью и лезть в щиток, высока вероятность печальных последствий. Но при наличии базовых знаний и сильного желания, вполне можно справиться своими силами.

Совет: перед монтажом обязательно изучите приложенную инструкцию или схему установки устройства!

Если вы все же решились самостоятельно подключить устройство, то обратите внимание на следующие рекомендации. Приготовьте необходимые материалы:

• Реле контроля напряжения.
• Кусок провода, сечением 4–6 мм.
• DIN-рейку. Если распределительный шкаф современный, то она должна быть уже встроена.
• Пару шурупов для закрепления рейки.

Также понадобятся некоторые инструменты:

• Плоскогубцы.
• Отвертка-индикатор.

Подробная инструкция по монтажу реле своими силами:

1. Отключаем автоматические выключатели (автоматы).
2. Закрепляем шурупами дин-рейку в подходящем месте.
3. При помощи защелок в задней части реле, фиксируем наше устройство на рейке.
4. Используя индикатор, ищем фазу на контактах автоматов.
5. Далее, провод с фазой, идущий от автомата в помещение, необходимо разрезать.
6. Одну часть этого провода (от автомата) подсоединяем к контакту реле с надписью IN (вход).
7. Вторую часть провода, ведущего в квартиру/дом подключаем ко входу реле пометкой OUT(выход).
8. Затем кусок провода нужно присоединить к нулю на автомате. Если в распределительном щитке установлена нулевая шина, тогда цепляемся к ней.
9. Другой конец этого провода подключаем к выводу реле напряжения с надписью N (ноль).
10. Самый ответственный момент – подаем питание.

Виды и конструкции РН

Все реле максимального напряжения делят на виды:

• однофазные;
• трехфазные.

РН вилка-розетка (V-protector 16AN, РН-101М)

Дополнительно механизмы классифицируют по способу установки. Покупателю предложены такие варианты устройств:

• Вилка-розетка. Прибор имеет с одной стороны вид штепсельной вилки, которую вставляют в розетку. С другой стороны имеются гнезда для подключения бытовой техники. Питание оборудования происходит как бы через переходник. Подобный тип устройства предназначен для обслуживания одной единицы техники или небольшой группы. Все параметры напряжения отображаются на табло. Мастер может самостоятельно задать их верхние и нижние значения при помощи кнопок.
• Удлинитель. Это знакомый большинству пользователей блок с 3-6 розетками. Все подключенные к удлинителю предметы бытовой техники контролируются реле, защищены от скачков напряжения.
• Цифровой механизм для устройства на DIN-рейку. Это более мощные аппараты, которые ставят на распределительный щиток. Таким образом электрический контактор защищает все приборы по дому. Главная особенность такого реле – очень широкий диапазон настроек и большое количество независимых друг от друга режимов. К примеру, время и задержка включения, реле для минимальных и максимальных напряжений.