Реле напряжения: разнообразие и выбор

Сложность электротехнической продукции, а за ней – и защитной аппаратуры растёт с каждым годом. При этом для пользователя всё наоборот упрощается: производители стараются максимально позаботиться о том, чтобы использовать приборы было легко. Тем не менее, остаются параметры, которые сложно проконтролировать или предсказать. В частности, это относится и к вольтажу. Чтобы уберечь бытовую технику, многие потребители используют реле напряжения. Именно о том, какие изделия подобного рода существуют, как они устроены и работают, будет сегодняшняя статья.

Не так давно основу защитной автоматики в быту составляли только предохранители различных конфигураций. Сегодня на это место уже пришли автоматические выключатели, однако их задача состоит только в том, чтобы защищать энергосистему от токов короткого замыкания, а также не давать перегреваться проводке. В свою очередь, реле напряжения – это уже залог сохранности имущества и средство контроля общей ситуации в сети. При стоимости от 500 до 1000 грн. такое устройство окупается при первом же скачке вольтажа в сети, поскольку исключает необходимость ремонта новых дорогостоящих приборов.

Какими бывают реле напряжения?

Обычно при упоминании электрического тока говорят о его силе, напряжении и частоте, однако в среде профессионалов есть ещё и понятие «качество электроэнергии», которое не знакомо обычным людям. Именно в последнем термине и заключается вся сущность рассматриваемых сегодня вопросов. Вряд ли людям, живущим на постсоветском пространстве, требуется объяснять, что собой представляют скачки вольтажа в сети. Они могут появляться и в результате того, что внутридомовая сеть перегружена, и от одновременного включения техники в пиковые часы, и от использования соседями силовых приборов, и по многим другим причинам.

Особое внимание следует обратить на то, что реле напряжения – это не аналог стабилизатора напряжения и не его полноправная замена. Работа последнего направлена на то, чтобы привести параметры электротока к стандартным и таким образом обеспечить непрерывность подачи питания к технике, в то время, как любое реле нацелено на то, чтобы как можно скорее обесточить цепь, когда будут обнаружены колебания вольтажа. По крупному счёту, данное устройство имеет всего 3 функции:

• постоянный мониторинг токовых параметров сети;
• отображение информации о вольтаже в понятном для человека виде;
• способность разрывать питающие цепи при выходе характеристик тока за установленные рамки.

Если сравнивать реле напряжения со многими другими современными защитными модулями бытовых сетей, то можно будет смело отнести их к сравнительно простым. Функциональную основу изделия составляет либо микропроцессор, либо обычный компаратор. Модели из первой категории могут похвастаться большей гибкостью в регулировке пороговых значений, а вторые по своему принципу действия во многом схожи с автоматическими выключателями. Но всё же самое важное для потребителей – это отличать реле напряжения от стабилизаторов напряжения: рассматриваемые сегодня устройства гораздо проще, они не пытаются нормализовать характеристики тока, а просто отключают участок цепи, если вольтаж выходит за некоторые границы.

Как и в любом защитном узле, наиболее важным параметром реле является его быстродействие. В зависимости от модели и производителя это время составляет доли секунды – миллисекунды, десятки и сотни наносекунд. Установка порогового значения практически всегда доступна пользователям, и осуществляется при помощи роликов/кнопок на корпусе или через настройки, которые выводятся на дисплей. Для того, чтобы защитную функцию выполнять было проще, всё многообразие моделей разделено на несколько типов. Рассмотрим их далее.

1. Стандартные установочные модели

Подобные узлы представляют собой сравнительно компактные модули, которые устанавливаются в распределительные щитки. Данный тип удобен тем, что размещается в привычном для человека месте наряду с другими блоками электробезопасности. При этом их главное функциональное преимущество состоит в том, что в условиях централизованности системы можно при помощи одного реле защитить сразу несколько групп потребителей или всю квартиру. Такие изделия могут иметь множество режимов работы и предустановленных регулировок, что позволяет использовать их в разных ипостасях. Например, устройство может постоянно мониторить минимальный и максимальный вольтаж, осуществлять не только отключение, но и подачу питания в сети после определённой задержки.

Если подключаемая к реле нагрузка не превышает 8 кВА, то допустимо осуществлять его присоединение к цепям напрямую. В тех случаях, когда прогнозируется большая нагрузка, правильнее коммутировать в цепь ещё один элемент: контактор, магнитный пускатель или даже подходящий по номиналу автомат. Такой способ подключения продлевает жизнь реле и делает его самого более защищённым от негативного воздействия токов в сети.

2. Реле блочно-розеточного типа

Данные изделия очень часто в том или ином виде входят в состав оборудования «Умных домов». Они представляют собой компактные подключаемые блоки с вилкой и розеточным гнездом. Нетрудно понять, что такой стабилизатор при необходимости можно подключить в любую розетку, и он будет защищать любые устройства и приборы, запитанные через него. Основное функциональное удобство состоит в том, что модели подобного рода являются переносными и крайне небольшими. Если потребители особенно опасаются за какую-то домашнюю технику, но не хотят переделывать распределительный щиток, они могут эффективно защитить своё имущество при помощи мобильного изделия.

Чаще всего в данных моделях установлены контроллеры и микросхемы, которые поддаются ещё более точной подстройке, чем в изделиях первого типа. Кроме того, на корпусе реле сохраняется дисплей, посредством которого человек может визуально отслеживать динамику изменения напряжения в домашней электросети. В основе принципа действия устройства используются различные модификации электромагнитных расцепителей и реле, в том числе, и многопозиционные.

3. Переносные реле-удлинители

Модели подобного типа очень напоминают обычные удлинители и сетевые фильтры, с той разницей, что здесь присутствует дополнительный уровень защиты. Функционально такие изделия полностью повторяют приборы из предыдущей категории, однако дают ещё большую свободу в эксплуатации. Как понятно, они могут располагать сразу несколькими гнёздами для подключения и иметь шнур любой необходимой длины. Обратить внимание стоит лишь на то, что реле эффективно только тогда, когда суммарная мощность подключаемых к нему потребителей не будет превышать его номинальных ограничений.

Ещё несколько слов необходимо добавить об устройствах первого из рассмотренных типов. Реле, устанавливаемые на дин-рейку во вводных щитах, могут быть как однофазными, так и трёхфазными. По понятным причинам вторые заметно больше, и используют их в основном там, где необходимо контролировать работу приборов с трёхфазным питанием – оборудование в гараже или мастерской, мощная электроплита в кухне, бойлер в ванной комнате или туалете, компрессорные установки в подвалах, приборы вентиляции и кондиционирования на чердаках.

При этом если в жилище просто имеется трёхфазный ввод, но устройства с таким способом питания отсутствуют, нередко бывает разумнее поставить три отдельных однофазных модели и настроить их одинаковым образом. Делать то же самое в описанных вначале случаях недопустимо лишь потому, что это мешает корректной работе самого оборудования. К примеру, при повреждении или обрыве одной из фаз, изделие с трёхфазным питанием должно быть обесточено полностью, по всем трём подводящим проводам, а при монтаже индивидуальных реле такую синхронность обеспечить не удастся. Если же трёхфазная модель установлена на вводе в дом, она может срабатывать при некритичном перекосе фаз, не позволяя продолжить работу оборудования, которое фактически находится в нормальных условиях. Особенно обидно это в тех случаях, когда перекос происходит лишь количественно, оставаясь при этом в разрешённом диапазоне. Например, для многих домов в частном секторе весьма типичны колебания от 220 В до 230 В, и любая современная техника на это полностью рассчитана. В то же время, трёхфазные реле действуют сугубо математически, и, если хотя бы одна фаза отличается от других по вольтажу, оставаясь в этом интервале, всё равно отрубают общее питание. Таким образом, если в Вашем доме нет никаких устройств с трёхфазным питанием, установка в щиток единого реле будет нецелесообразна: вместо этого лучше смонтировать три однофазных узла. Разница в стоимости между двумя этими решениями будет минимальна, зато с функциональной точки зрения преимущества подхода с разделением налицо.

Как выбрать реле напряжения?

Из сказанного выше легко понять, что в первую очередь следует определиться с количеством фаз будущего устройства. Обращаем внимание, что абсолютное большинство переносных моделей ориентированы на эксплуатацию в паре с обычными розетками, так что найти модель блочного типа или удлинитель с четырьмя жилами будет крайне проблематично. Когда вопрос с количеством фаз будет решён, можно переходить к анализу других характеристик.

Базовой будет совокупная мощность электроприборов, которые жильцы планируют эксплуатировать. К этой величина принято прибавлять ещё 20-30% на случай неучтённых нагрузок и дальнейшего расширения парка техники, а также для компенсации всех явлений, связанных со скачками токовых характеристик в моменты включения устройств. Если в Вашем доме установлены осветительные приборы, в которых используются светодиодные лампочки, этими контурами можно пренебречь и даже не подключать их через реле. Полупроводниковые модели практически не чувствительны к перепадам вольтажа, а их мощность просто мизерна в сравнении с разными пылесосами, электрочайниками, утюгами и бойлерами.

Ещё один важный аспект – согласованность характеристик защитной аппаратуры. Предположим, жильцы хотят защитить при помощи реле напряжения новый кондиционер, паспортная сила тока которого составляет 5 А. Для него будет достаточно модели с номинальным током в 10 А, и об этом контуре можно забыть. Если же стоит задача защитить весь дом при помощи одного устройства, обязательно необходимо принять во внимание номинал автоматического выключателя на вводе. Каким бы ни был его ток, у реле он должен быть больше. Например, том случае, когда номинал автомата равен 25 А, реле напряжения должно быть рассчитано на 32 А или 40 А, и т.д. В свою очередь, необходимо осознавать и ограничения розеточных моделей. Почти все они рассчитаны на 6-10 А, максимум на 16 А. При этом изделия, которые предназначены для монтажа на дин-рейку, способны выдерживать до 60 А.

Что касается конкретных брендов, то здесь политика вполне стандартна: если Вы хотите купить изделие, которое будет надёжным и долговечным, не поддавайтесь соблазну максимально сэкономить. Самые бюджетные модели выпускаются марками без репутации, а изготавливают их в основном в кустарных цехах без соблюдения технологии. Правильнее будет доверять тем компаниям, которые специализируются на защитной технике и уже имеют имя в этой сфере.

Напоследок необходимо сказать несколько слов о том, что будет, если подобрать модель неправильно. Когда номинал реле окажется ниже тока нагрузки, в моменты превышения этого значения автоматику будет выбивать. Так что ждите постоянных отключений, если привыкли использовать много устройств одновременно. В противоположном случае, если реле оказалось мощнее, чем нужно, никаких аварийных последствий для системы не будет, однако Вы просто переплатите за невостребованный функционал.