Реле напряжения

Реле напряжения – это обиходное понятие, применяемое также и в интернете для обозначения устройств класса реле контроля напряжения. Мы рассмотрим сегодня разновидности, характеристики и в первом приближении конструкции изделий подобного рода.

Назначение реле напряжения

Согласно законодательству в большинстве случаев на поставку электроэнергии заключается контракт. В нем (а также в ГОСТ) прописаны номиналы, за пределы которых параметры отклоняться не должны. Таким образом, потребитель вправе требовать соблюдения условий договора и в случае чего даже подать в суд. Вот только право-то он имеет, но прав окажется тот, у кого больше прав, а не тот, за кем правда. По этой причине и популярны в некоторых областях России реле напряжения.

Мы уже сказали выше, что это упрощённое и сокращённое название приборов. Назначение состоит в том, чтобы контролировать главный параметр сети. И если напряжение сильно отклоняется от нормы, то происходит отключение потребителя. В странах запада даже вопрос не стоит о какой-то защите, потому что от и до выполняются договоры.

Итак, мы теперь знаем, что реле напряжения в случае каких-либо эксцессов отключит наше оборудование, но чем оно отличается от множества аналогичных устройств? Это и источники бесперебойного питания, и стабилизаторы, и многое другое. Прежде всего реле очень дёшевы. Фактически – катушка медной проволоки с якорем, усилие размыкания рассчитано на ряд заданных условий. Тогда как источники бесперебойного питания в свой состав включают аккумуляторы, а стабилизаторы напряжения могут строиться на основе мощных трансформаторов или даже целых электронных конгломератов. В то же время рядовому пользователю во многих случаях такие изыски ни к чему. Давайте перечислим все особенности в едином списке, чтобы пояснить необходимость применения реле напряжения:

Реле контроля напряжения

Реле контроля напряжения

  1. Реле может работать с достаточно большой нагрузкой. Поскольку переключения происходят только в нештатном режиме, то и ток может быть велик без ущерба для долговечности. В то же время стабилизаторы и, в особенности, источники бесперебойного питания имеют строго ограниченные возможности. Об этом знает любой пользователь персонального компьютера.
  2. Реле совершенно бесшумны, тогда как прочие устройства работают громко. Особенно это заметно в ночное время. И если с источниками бесперебойного питания ещё можно мириться, то щелчки трансформаторов порой весьма ощутимы и, главное, могут звучать непрерывно при нестабильности напряжения сети.
  3. Реле контроля напряжения зачастую исполняются в удобном корпусе, рассчитанном под установку на DIN-рейку в распределительный щит. Это во многом упрощает процесс эксплуатации, поскольку делает возможным централизованную защиту сразу всей квартиры. В то же время установить так просто источник бесперебойного питания или стабилизатор не удастся.

К достоинствам реле защиты можно отнести также некоторую долю автоматизации. Типичные образчики позволяют выставить задержку включения на случай вариаций напряжения сети в районе порогового. В зависимости от уровня интеллекта оборудования алгоритм в каждом случае будет свой. Например, производители предоставляют пользователю возможность форсированного включения. Упало напряжения или поднялось выше нормы, но если вернулось быстро к своему значению, то не нужно ожидать срабатывания встроенного таймера. Обычно необходимость в форсированном старте возникает при первом включении, потому что оборудование не отличает этот режим от нештатной ситуации.

Реле напряжения, таким образом, является малогабаритным, сравнительно дешёвым и простым способом защитить своё оборудование от капризов сети. А это не только отказ в функционировании – при определённых устройствах потребители электроэнергии легко выходят из строя. На просторах интернета широко обмусоливается тема «выгорания» нулевого провода. Мы полагаем, что никто из читателей не сталкивался с такой дилеммой на практике, но суть сводится к тому, что при обрыве упомянутого проводника напряжения соседних фаз между квартирами типичного жилого дома оказывается приложенным к бытовым приборам.

Образование обрыва

Образование обрыва

На иллюстрации показано, что происходит в этом случае. Дом снабжается от сети трёх фаз, напряжение каждой из которых относительно земли составляет 220 В. Но между ними падает 380 В. Это типичная схема снабжения электричеством, если рвётся нулевой провод ниже распределительного щитка на площадке, между соседними квартирами оказываются приложенными 380 В. Когда приборы соседних квартир имеют одинаковое сопротивление, потребляя сравнимый ток, то напряжение поделится поровну. Не сложно заметить, что в результате у каждой окажутся 190 В. Это несколько ниже нормы, но в большинстве случаев не несёт непосредственной угрозы. А аварию, конечно же, заметят и устранят, как только представится такая возможность.

Читайте также:  Электрическое поле

Другое дело, если потребляемый ток отличается в разы. В этом случае образуется делитель напряжения с неравнозначными плечами, и в самом неблагоприятном случае к нагрузке одной из квартиру может попасть чуть менее 380 В. Понятно, что такая ситуация несёт опасность для большей части оборудования. В частности, на Ютуб это иллюстрируют при помощи видео, где сгорает лампочка накала. Здесь и пригодится реле напряжения, которое выключит питание. Причём на каждые три фазы можно поставить два прибора, и одна квартира может сэкономить.

Являются ли такие ситуации допустимыми? На наш взгляд обрыв нуля смотрится совершенно дико, потому что в оборудование дома проще включить на входе приборы контроля, которые в случае неполадок отключали бы весь подъезд. В таком случае хозяевам квартир беспокоиться не о чем. Но есть ли в доме такое оборудование? Узнавайте! И это будет непросто, учитывая уровень осведомлённости наших электриков.

Разновидности реле напряжения

Многих читателей интересуют теперь вопросы контроля параметров электрической сети дома. На первый взгляд достаточно просто организовать как защиту подъезда, так и всего здания в целом. Достаточно измерить токи каждой из фаз и нулевого провода. В случае обрыва последнего часть электронов устремится между квартирами, в обход локальной земли (нейтрали). Ток потечёт между двумя фазами.

Это типичная картина для схемотехника трёхфазных цепей, но совершенно чуждая обывателю: не нужна земля? Да – не нужна! В трёхфазных схемах с изолированной нейтралью вовсе нет такого понятия, как земля. Этот проводник не нужен для работы схемы. Вот почему на подстанции локальную аварию здания никто не заметит.

Но если все в норме, то токи фаз складываются на нейтрали. Эти параметры легко проконтролировать и в случае возникновения разницы принять меры. Что за приборы занимаются отслеживанием подобных ситуаций? Это должно быть головной болью управляющих компаний, но никак не жителей квартир. Другое дело, что в некоторых случаях потребуется сбор денег на модернизацию оборудования.

Из сказанного нужно понять, что не всегда следует бежать в ближайший магазин электрики для покупки реле напряжения. По большей части эти приборы предназначены для дачников и гаражных кооперативов, где из-за особенностей эксплуатации скачки и проседания напряжения весьма ощутимы. Сообразно применяемости реле делят на следующие категории:

Разновидности реле контроля

Разновидности реле контроля

  • Реле однофазного напряжения переменного тока. Это как раз те приборы, которые мы обсуждали выше.
  • Реле трёхфазного напряжения переменного тока:
  1. Для схем с изолированной нейтралью. В этом случае применяются реле на 380 (400) В. Часто на иллюстрациях приводятся схемы «звезда», они проще для понимания. Но реле указанного типа применяются для всех систем с изолированной нейтралью. Это именно тот случай, когда такого понятия, как земля, не существует. Токи текут только между фазными проводами.
  2. Для схем с заземлённой нейтралью. Иногда в этом случае добавляется приставка -глухо. Именно так проводится электризация всех домов, когда потребители делятся по трём фазам, и на каждого приходится по одной штуке. Но трёхфазное реле позволяет защитить сразу все оборудование. Обычно контролируется пропадания напряжения по какой-либо линии, либо выход параметров за допустимые границы. Обратите внимание, что на каждой линии присутствует лишь 220 В, и применяются реле соответствующего типа.
  • Реле постоянного и переменного напряжения позволяют контролировать заданный уровень. Комбинированное решение в некоторых случаях может оказаться более выгодным. Контролировать можно как переменное, так и постоянное напряжение.
  • Реле контроля напряжения для прочих сетей. В промышленности встречается достаточно много номиналов, и на каждый из них выпускаются свои приборы контроля. Для рядовых пользователей данное семейство реле никакого интереса не представляет.
Читайте также:  Трёхфазный трансформатор

Параметры реле контроля напряжения

При выборе оборудования каждому придётся столкнуться с проблемой выбора. Вот вкратце основные параметры реле напряжения:

Выбор реле

Выбор реле

  1. Главными характеристиками можно считать верхний и нижний порог отключения оборудования от сети. Обычно границы достаточно гибко выставляются путём настройки, причём возможна асимметрия. Конкретные цифры диктует используемое оборудование. В паспорте каждого прибора имеются сведения о предельно допустимых напряжениях. Именно этой информацией и нужно руководствоваться в ходе настройки реле. В реле на три фазы часто имеется возможность задать границы отдельно для каждой ветки. Что бывает очень удобно при снабжении электричеством частного домовладения.
  2. Тип прибора должен соответствовать эксплуатируемой сети. Кроме того выбираются параметры и сообразно защищаемому оборудованию. Если поломку может вызвать пропадание одной из фаз сети 380 В, то и реле должно отключать питание сразу по всем линиям.
  3. Важной характеристикой является конструкция корпуса и особенности эксплуатации. Исполнение под установку на DIN-рейку распределительного щитка сегодня является наиболее популярным.
  4. Задержка повторного включения, как правило, регулируется в пределах от секунд до десятков минут. Выставляется сообразно особенностям эксплуатируемого оборудования. В большинстве случаев повторное включение производится с некоторым запасом на напряжению, что именуется гистерезисом. Большинство реле допускают форсированный старт.
  5. В конструкцию большинства реле контроля напряжения входит защитный варистор. Эти элементы широко применяются для шунтирования тока при нештатных ситуациях. Это означает, что при резком повышении напряжения сопротивление варистора резко падает, и вся энергия гасится, преобразовывается в тепло. В характеристиках может указываться конкретное значение в Дж (джоулях), либо ток импульса. Мы полагаем, что обывателю едва ли удастся измерить характеристики скачков, поэтому остаётся полагаться целиком на запасливость изготовителя.
  6. Скорость срабатывания обычно описывается двояко: в обычном режиме это одно значения, а в экстренном (когда отклонение очень велико) – другое, меньшее.

О параметрах трёхфазных реле напряжения можно говорить долго и много. Но такие знания требуются лишь малой толике наших читателей. Верхний и нижний пороги срабатывания выставляются независимо для каждой из фаз. Помимо этого могут присутствовать следующие опции:

  1. Контроль наличия фазы является критичным требованием отдельных видов оборудования, содержащего двигатели. При выпадении напряжения на одной из линий потребители выходят из строя.
  2. Контроль чередования фаз важен для правильной работы двигателей. Некоторые реле напряжения имеют встроенную опцию для отслеживания параметров.
  3. Контроль обрыва нейтрали как раз то, о чем мы говорили выше. По перекосу фаз реле может косвенно отслеживать неполадки.

Контроль «слипания» фаз подразумевает отслеживание возникновения короткого замыкания по любым двум линиям. В мощных сетях такое может остаться незаметным, а счёт от компаний-поставщиков электроэнергии придёт вполне ощутимый.