принцип работы, назначение и схема подключения

УЗМ расшифровывается, как устройство защиты многофункциональное. Этот универсальный аппарат защитит электрооборудование от скачков напряжения, импульсных помех, повышенного или пониженного напряжения в сети. На сегодняшний день данный вариант защиты все чаще применяется в квартирах и домах, поэтому мы решили рассказать читателям сайта Сам Электрик о том, какой принцип работы, функциональные возможности, назначение и схема подключения УЗМ-51М.

Функции устройства

Основные функциональные возможности УЗМ-51М:

  • двухуровневая защита от перенапряжения, с задержкой отключения;
  • двухуровневая система защиты от пониженного напряжения, с задержкой на отключение;
  • полупроводниковая, варисторная система гашения импульсных всплесков напряжения;
  • возможность дистанционного управления УЗМ, включения и отключения;
  • широкий диапазон порогов срабатывания.

Кстати, близким аналогом устройства защиты УЗМ-51 является реле РН-106 (Новатек).

Назначение

Многих интересует, для чего нужно УЗМ-51М. Данный аппарат предназначен для отключения и защиты электрических устройств при выходе параметров сетевого напряжения за установленные пределы. Его применяют для защиты от обрыва нейтрали в бытовых сетях, а также от губительного воздействия скачков высокого напряжения, возникающих при работе электродвигателей, магнитных пускателей, и прочих мощных устройств. Оно поглощает импульсы внутренней цепочкой.

Наглядно увидеть, для чего применяется УЗМ-51М вы можете на этом видео:

Устройство защиты многофункциональное не может защищать от короткого замыкания и токов утечки, поэтому необходимо принять меры и установить дополнительно автоматические выключатели и УЗО!

Внешний вид и конструкция

Ознакомиться с тем, как выглядит УЗМ-51М вы можете на фото ниже:


Что касается конструкции аппарата, устройство защиты многофункциональное представляет собой реле контроля напряжения, имеющее на выходе мощное электромагнитное реле, которое дополнительно оснащено варисторной защитой. Клеммы имеют туннельную конструкцию, благодаря чему возможен зажим проводов, сечением не более 35 мм2. Лицевая сторона УЗМ оснащена двумя индикаторами. Первый сигнализирует о состояниях «Норма» и «Авария», соответственно зеленый и красный цвет. Второй, желтого цвета, сигнализирует о включении контактов реле. Помимо этого на лицевой стороне находится кнопка «Тест», предназначенная для ручного управления аппаратом (можно самостоятельно включить нагрузку). Также, как и у реле напряжения, у УЗМ-51М есть регуляторы верхнего и нижнего порога срабатывания защиты.

Основные параметры

Технические характеристики УЗМ-51М (номинальный и максимальный ток, пороги срабатывания и т.д.) сведены в таблице ниже:

 

Принцип работы

Также важно объяснить, как работает УЗМ-51М. После включения устройства в сеть, происходит задержка времени перед включением, в этот момент происходит измерение входного напряжения. Если вольтаж в допустимых пределах, включается зеленый индикатор — устройство готово к работе, подается питание к потребителям. В противном случае загорается желтый индикатор и нагрузка не подключается к сети.

Если во время работы УЗМ напряжение приблизилось к верхнему порогу, начинает мерцать желтый светодиод, и когда перешло за него, нагрузка отключается, загорается красная лампочка. Это сигнализирует о выходе за установленные параметры. В том случае, когда напряжение падает к нижнему порогу, начинает мерцать зеленый светодиод, а при выходе за выставленные пределы загорается и мерцает красный индикатор.

При нажатии кнопки «Тест», на корпусе устройства, поочередно переключаются красный и зеленый светодиод, а нагрузка отключается от сети. Для возврата в рабочее состояние необходимо повторно нажать кнопку «Тест».

Схема подключения

На первом рисунке четырех проводная схема подключения. Сверху вход сетевого провода, снизу выход на потребителей. На втором рисунке трехпроводная схема, где фазный провод входит и выходит с устройства, а ноль используется для питания схемы УЗМ. На третьем — схема дистанционного управления УЗМ, ноль через выключатель запитывает устройство, а фаза коммутируется устройством, подавая напряжение на нагрузку.

Также рекомендуем просмотреть на схеме, как подключить УЗМ в однофазную сеть квартиры либо дома:

Вот мы и рассмотрели особенности подключения, устройство и назначение УЗМ-51М. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Также рекомендуем прочитать:

samelectrik.ru

Защита от аварийного напряжения НоваТек РН-106 на CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

Итак, сразу же подняв тему защиты от аварийного напряжения и философии таких защитных устройств, я сделаю краткий обзор функционала аналога УЗМ-51м от НоваТек: Реле напряжения РН-106. Страничка с описанием этого реле на сайте находится вот здесь. Это реле позиционируется как аналог УЗМ-51м, и его мне подарили в Tesla Electronics, чтобы я его потестировал и куда-нибудь использовал. А так как с НоваТек’ом я в хорошем отношении и использую их продукцию (OM-310, РМТ-101, регистратор РПМ-16-4-3), то мне самому стало интересно, чего там НоваТек сделал.

РН-106

— это реле напряжения, которое будет защищать нас от попадания 380 в квартиру и выгорания всей техники. Философию таких реле я выложил отдельным постом, ссылку на который только что давал выше.

А сейчас я хочу заострить внимание не на технических характеристиках этого реле, которые мне нечем протестировать, а на том, как это реле спроектировано и что разработчики вложили в его конструкцию. Удобна ли она, есть ли какие-то нюансы?

Девайс сделан в стандартном стиле НоваТека: крутилки для регулировки параметров, стандартный индикатор (в смысле один и тот же компонент) уровня напряжения. Итак, первое, что удобно — в РН-106 есть индикация уровня напряжения сети, в отличие от УЗМ-51м.

Это очень хорошо и здоровски, но корпус у этого реле занимает три модуля на DIN-рейке, и в трёхфазный щит вместе с четырёхполюсным рубильником эти реле не встанут. Придётся как-то так хитро перекомпоновывать щит, чтобы выносить эти реле на отдельную DIN-рейку в 12 модулей. Это плохо, но вполне терпимо. Можно сказать так, что достоинство реле (что там есть индикация напряжения) для кого-то покроет его недостатки. Хотя если ставить такие реле в бюджетный трёхфазный щит на базе щитов, у которых на DIN-рейке 18 модулей, то всё встанет хорошо и ровно.

Лично мне было бы здоровски использовать это реле в каком-нибудь бюджетном однофазном щите, а в трёхфазные щиты из-за удобства компоновки ставить по три штуки УЗМ-51м (50МД) и ВАР-М01, как я сейчас и делаю.

НоваТек мне нравится тем, что разрабатывают их продукцию люди, которые больше знакомы с российской брутальной действительностью и неадекватным «специалистами». Например, они подумали про вентиляцию корпуса реле на всякий случай и про температурную защиту контактов реле на тот случай, если кто-то забудет закрутить как следует клеммы реле.

Вот реле и его корпус с вентиляционными отверстиями:

На корпусе реле указана схема подключения. Вот у неё минус в том, что ноль входа и выхода общий. Это будет усложнять разводку щита, потому что сюда надо будет или запихивать НШВИ(2) или как-то в другом месте щита отводить ноль на это реле.

Корпуса у НоваТек ремонтнопригодные и скрепляются на винтах. У НоваТек свой стиль, и они его хорошо выдерживают. А мы откроем реле и заглянем внутрь него, чтобы оценить компоновку и блок питания реле.

Первое, что мне попалось на глаза — это внешние клеммы. По устройству они такие же, как и на УЗМ-51м. Эти клеммы будут выдерживать затяжку шуруповёртом со всей дури и не разломаются. Шлицы у винтов глубокие и не сорвутся. Правда, один товарищ с блога пишет о том, что ему как раз попался сорванный винт. Но это реле с дефектом быстро заменили.

Вот что он пишет:

Купил там РН -106(63А), и все бы хорошо, при установке видно на сколько ставишь пороги срабатывания (нижний и верхний в цифрах), отрабатывает как часы на +- 3 вольта. Есть два минуса – размер под 3 модуля, и самый главный минус – посадочное место, которое притягивает провод винтом короткое и затянутый провод болтается вместе с посадочным местом, то есть вставить двойной обжатый НШВИ провод можно, но НШВИ нужно подрезать по длине. Мне так же попался вариант с плохими винтами – прокручивался винт(расстройство и потеря времени на монтаж и поездки). Пришлось опять ехать в Теслу менять, правда там все поменяли за 3 минуты(спасибо Тесла).

Вывод: 1. РН-106 классный прибор, альтернатива УЗМ 51м есть вольтметр, но место на три модуля, работает так же, более точно устанавливается, удобно. 2.В Тесла можно покупать, там много чего, только все равно нужно посмотреть при покупке.

Смотрим реле дальше. К его силовым контактам приварены выводы от силового реле. У Меандра всё запихано в двухмодульнй корпус, а выводы реле являются контактами самого УЗМ. Тут оба решения хороши. У Меандра меньше лишних соединений, но есть страх что если затягивать контакты шуруповёртом с трещоткой, то может что-нибудь перекосить в реле. А у НоваТек’а ничего не перекосит, это точно. Но зато на его выводах может падать больше напряжения.

Плата управления РН-106 собрана на Atmel. А мне нравится это семейство контроллеров. Но вот не нравится то, что НоваТек делает настройку параметров крутилками. Переключатели на фиксированные пределы для некоторых устройств у Меандра по моему мнению лучше: там кодируются дискретные сигналы, которые точно определены. А тут значение параметра зависит от резистора, который лет через десять может и поменять своё сопротивление около движка.

Однако я сужу так, не зная, какой алгоритм настройки параметров у НоваТек’а. Возможно, что параметр хранится во Flash-памяти контроллера и считаывается из неё, а меняется там только при вращении резистора. В этом случае решение с настройкой крутилками будет хорошим и удобным.

Блок питания РН-106 сделан по схеме с гасящим конденсатором и стабилитронами. Это хорошее решение, потому что позволяет долго работать на повышенном напряжении сети. Однако конденсатор стоит на странное напряжение — 280V. Помнится, у Меандр’а были проблемы с этими гасящими конденсаторами и НоваТек’у стоило бы это учесть. Максимальное напряжение питания у РН-106 — 420 вольт. А у УЗМ-51м — 440 вольт. Это не есть хорошо, но я думаю, что решаемо доделкой блока питания реле. Чем выше максимальное рабочее напряжение, тем лучше. Особенно если вспомнить, что мы сейчас переходим на стандарт 230/400 вольт.

На задней стороны платы силовой части слева находится цепь измерения напряжения, снизу ключевые транзисторы для управления силовым реле. Само силовое реле намертво впаяно в плату контактами катушки.

Вот все внутренности РН-106:

Ну а нас интересует теперь силовое реле. Снимаем с него наклейку и видим его номинал: «80А». Вот это вот очень хорошо: в реле имеется запас по номиналу (само реле расчитано на 63А). А ещё это реле подозрительно похоже на такое же реле, которое стоит в УЗМ-51м.

Мне пришлось оторвать реле от платы, даже отломав контакты катушки. Но я убедился — силовое реле в этом реле точно такое же, как у УЗМ. И это тоже хорошо, потому что это реле уже проверено верой и правдой и проблем с ним не будет. Так что НоваТек тоже будет работать хорошо на больших токах! УРА!

А вот дальше НоваТек сделали очень классное решение и им за это респект! Они позаботились о криворуких электриках и воткнули внутрь своего реле термодатчик!

Термодатчик стоит около внешних клемм подключения реле и около силовых контактов реле. Это офигенское решение: если силовое реле начнёт хреново контачить и сбоить или если кто-то плохо затянул клеммы — благодаря термодатчику мы про это узнаем. Интересно, есть ли тут защита от залипания реле и контроля выхода?

Ещё Новатек пишет, что реле снижает уровень высокочастотных помех. Вот я тут ничего такого не нашёл. И варистора не нашёл.

Ну а чтобы испытать его — я поставил его в дохлый квартирный щиток, который остался после горе-ремонтников. В реле хорошо закрутились наконечники НШВИ на 6 кв.мм.

Настраивается реле просто. Мы начинаем крутить нужный резистор, и в этот момент на экране отображается значение параметра, которое мы накрутили. Крутилки имеют некий гистерезис, и от малейшего поворота или касания резистора значение не прыгает. То-есть, нет такого что мы чуть тронули резистор — и настройка в «248» вольт сразу перескочила на «253». Всё регулируется плавно. Это говорит о том, что данные с резисторов они обрабатывают программно.

Впрочем, такой способ настройки — фишка НоваТек и используется во всех их изделиях.

Ну и осталось закрыть реле крышкой щитка. И вот тут у меня чего-то не сложилось: реле настолько выпирало из щитка, что щиток не стал закрываться. У меня не было времени и желания проверить, как это реле встаёт под пластрон щитов AT/U, но как-нибудь я это сделаю и отпишусь дополнительно: был ли это глюк установки кривого щитка от ремонтников, или это что-то с корпусом этого реле.

Сейчас реле работает нормально уже две недели, и я, одеваясь, попадаю на него глазами, наблюдая за уровнем напряжения.

Что вообще можно сказать про все реле напряжения и их фишки?

  • Нужен хороший блок питания, который будет работать во всех случаях. Даже когда на него придёт 450 вольт или даже если напряжение будет пропадать-появляться по три раза в секунду. Ничего не должно сдохнуть или загореться.
  • Нужна глубокая продумка корпуса таким образом, чтобы в него было удобно подключать питание и делать монтаж щита. Сюда относятся и количество модулей и расположение клемм реле, вентиляция и наглядность.
  • Нужна защита внутренних цепей и прошивки контроллера от сбоя. Решение с термодатчиком охренительское и здоровское! За него отдельный респект! Хорошо бы иметь контроль выхода напряжения с реле для того, чтобы понимать: залипло оно или нет. С реле может случиться не только перегрев, но и ещё много всякой дряни.
  • Не всегда учитывают то, что девайс может эксплуатироваться хрен знает в каких условиях. К нему могут подключать что попало и как попало. Или могут воткнуть его вообще во временный щиток для стройки, где оно будет работать с кривым питанием и в жёстких условиях.
  • Хорошо бы иметь варисторы на выходе и/или входе, как сделано у Меандр’а.
  • То, что есть индикация уровня напряжения — это тоже хорошо!
  • Настройка параметров реле вполне приятна с переключателями, чем с резисторами. Это уже совсем моя личная придирка: переключатели удобны для важных параметров, для которых можно дать пользователю выбор из фиксированных значений. А резисторы можно оставить для времени задержек, которое и правда может варьироваться в больших переделах.

На этом — всё. Пущай реле работает. А если кто-то его ещё купит и будет тестировать — отписывайтесь тут!

cs-cs.net

Ksiman: Обзор Меандр УЗМ-51м на CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

ВНИМАНИЕ! Данный обзор публикуется с разрешения пользователя Ksiman (профиль на MySKU). Большое ему спасибо за этот обзор, потому что он смог подметить много важных деталей и поставить много опытов! Весь текст далее, кроме этого объявления, принадлежит ему и скопирован с сайта MySKU, где и находится оригинал этого обзора. Пользователь Ksiman зареган и у меня на блоге, поэтому если он увидит эти комментарии — то может ответить и тут тоже.

Цена: 1925р + доставка 170р (на момент покупки). Перейти в магазин. Это продолжение предыдущего обзора о Российских приборах электроавтоматики, начатое тут.

Немного теории… Все мы являемся потребителями электрической энергии. Электричество нам поставляет единая энергетическая система через посредников (последний из них — сбытовая компания). Конечному потребителю приходит напряжение 220 вольт 50 герц одной или тремя фазами согласно ГОСТ 32144-2013. Там очень много параметров, определяющих качество электрической энергии, но наиболее важное из них — допустимое отклонение напряжения от номинального значения ±10% (198В — 242В). В соответствии с ГОСТ 29322-2014, напряжение в сети должно быть 230В ±10%, поэтому и возникает неразбериха с требуемой величиной сетевого напряжения, т.к. оба норматива действующие.

И реалии… Далеко не всем посчастливилось получать электричество соответствующего качества. Технических причин может быть множество: перегрузка ТП (трансформаторных подстанций), длинная линия несоответствующего сечения, сильный перекос нагрузки по фазам, плохие соединительные контакты и др. Чувствительная бытовая техника не выдерживает таких издевательств и быстро выходит из строя. Опасным является как повышенное, так и пониженное напряжение (особенно для двигателей). Конечный потребитель зачастую пытается исправить ситуацию при помощи стабилизатора напряжения, но это не панацея, да и поставить его не всегда возможно (например в квартире). Заставить поставщика (сбытовую компанию) исправить ситуацию сложно / долго / дорого. Вот и начали разные фирмы выпускать недорогие бытовые защитные реле напряжения, которые предотвращают подачу ненормального напряжения потребителю. Идея такова — отключить электричество пока оно не в норме. Если проблемы возникают нечасто и ненадолго — этот способ эффективно и недорого решает их по принципу «лучше посижу без света». УЗМ-51М как раз представляет собой защитное реле напряжения, которое отключает проходящее через него напряжение, пока оно не в норме.

Основные технические характеристики от производителя

  • Максимальный ток коммутации — 63А/250В (14 кВт)
  • Двухпороговая защита от перенапряжения
  • Двухпороговая защита от снижения напряжения
  • Встроенная варисторная защита от импульсных скачков сетевого напряжения
  • Функция дистанционного управления (контактор)
  • Сохраняет работоспособность в широком диапазоне напряжения питания — 0…440В
  • Рекомендуемые пороги для УЗМ-51М (170… 265В)
  • Уровень ограничения напряжения при токе помехи 100А — не более 1,2кВ
  • Максимальная энергия поглощения (одиночный импульс 10/1000мкс) — 200Дж
  • Максимальный ток поглощения, одиночный импульс 8/20мкс / повторяющиеся импульсы 8/20мкс — 8000/6000А
  • Время срабатывания импульсной защиты — <25нс
  • Порог отключения нагрузки при повышении напряжения, Uверх — 240, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 280, 285, 290В
  • Верхний порог ускоренного отключения нагрузки при повышении напряжения выше верхнего критического порога, Uверх.кр. 300 ± 15В
  • Порог отключения нагрузки при снижении напряжения, Uниз — 210, 190, 175, 160, 150, 140, 130, 120, 110, 100В
  • Порог ускоренного отключения нагрузки при снижении напряжения ниже нижнего критического порога, Uниз.кр 80 ± 10В
  • Гистерезис возврата верхнего и нижнего порога от установленного значения — 3%
  • Номинальное напряжение питания — 230В
  • Частота напряжения питания — 50Гц
  • Максимальное напряжение питания — 440В
  • Потребляемая мощность — 1,5Вт
  • Номинальный ток нагрузки, (при сечении подключённых проводников не менее 16мм², медь) — 63А
  • Номинальная мощность нагрузки (AC250В) — 14,5кВт
  • Максимальный ток нагрузки, (активная – АС1, 30мин) — 80А
  • Максимальная мощность нагрузки (АС 250В – АС1, 30мин) — 20,0кВт
  • Максимальный допустимый ток короткого замыкания — 4500А
  • Задержка включения /повторного включения, выбирается пользователем — 6мин/10с
  • Задержка ускоренного отключения по верхнему критическому порогу — 20мс
  • Задержка ускоренного отключения по нижнему критическому порогу — 100мс
  • Задержка отключения при повышении напряжения выше верхнего порога — 0,2с
  • Задержка отключения при снижении напряжения ниже нижнего порога — 10с
  • Сечение подключаемых проводников не менее — 0,5-25 (20-4 AWG)мм²
  • Диапазон рабочих температур -25…+55°С (УХЛ4)
  • Срок службы, не менее 10лет

Продаётся реле напряжения в фирменной коробочке:

Внутри прибор и инструкция на русском языке:

Маркировка выполнена лазером, довольный енот присутствует 🙂

Конструкция реле очень удачная, устанавливать и подключать его удобно. Ширина 35мм (2 стандартных модуля).

Клеммы такие-же, как на бюджетных китайских автоматах:

Крепление на ДИН рейку:

Производитель зачем-то сделал корпус нежно-розового оттенка. Для сравнения — рядом их-же измеритель ВАР нормального светло-серого цвета:

Устройство само собой было разобрано, никаких пломб и наклеек не было. Помимо защёлок, корпус дополнительно склеили сварили ультразвуком, т.к. защёлки слабо держат:

Качество корпуса удовлетворительное, пластик без наполнителя (не армированный, не термостойкий), литьё имеет небольшие дефекты.

Монтаж собран аккуратно, серьёзных претензий нет. Контакты N входа и выхода наглухо соединены шиной внутри, т.е. можно не пропускать проходящий N через устройство, а подключить его отводом с любой стороны.

Схема реле:

  • Варистор 680В (20мм) предназначен для защиты силовой цепи по входу — способен ограничить коммутационные импульсные перенапряжения небольшой мощности.
  • Варистор 620В (7мм) предназначен для собственной защиты схемы по питанию.
  • VD1 — однополупериодный выпрямитель питания и измерения.
  • На VT1 — VT2 KSP44 собран высоковольтный стабилизатор тока. Величина тока задаётся номиналами VD2 и R7.
  • VD4 ограничивает максимальное значение выходного напряжения этого узла.
  • С1 — накопительный конденсатор, питающий схему после пропадания сетевого напряжения. Его энергия также используется для отключения поляризационного реле MP25-1.
  • VD7 снижает напряжение на входе стабилизатора DA1 LP2950 до уровня 24В.
  • Ключи VT3, VT4 коммутируют обмотки реле.
  • PIC контроллер PIC12F683-I/SN.
  • R18, R19 — подстроечные резисторы, имеющие 10 фиксированных положений. Ими задаются пороги срабатывания защиты.
  • HL1, HL2 отображают состояние работы устройства.
  • HL3 отображает наличие напряжения на выходе.

Коммутационное реле MP25-1 особенное:

1. Изготовлено в Китае неизвестной фирмой по заказу Меандра (Produced for MEANDER). Силовые выводы реле сделаны специальной формы для удобного подключения корпусных зажимов модульного исполнения. По характеристикам, очень напоминает JMX-94F2-A-Z-80-DC24V-D от Ningbo Forward Relay Corporation Ltd.

2. Очень мощное, заявлен рабочий ток аж 80А при напряжении 250VAC. Размеру контактных пятаков могут позавидовать некоторые контакторы.

Контакты реле, фото не моё:

3. Коммутирует только один полюс (фазный), но для защиты техники от перенапряжения этого вполне достаточно.

4. Отсутствует дугогасительная камера (как и в подавляющем большинстве реле). Это означает, что нельзя им коммутировать высокоиндуктивную нагрузку большой мощности и размыкать ТКЗ (токи короткого замыкания).

5. Поляризованное, т.е. имеет 2 устойчивых состояния при отсутствии управляющего сигнала. Катушек управления в нём две — одна на включение, другая на отключение реле. Этот метод управления имеет как достоинства (экономичность, отсутствует потребление тока для его удержания в замкнутом состоянии) так и недостатки (хитрое импульсное управление повышенной мощности).

Прибор выпускается довольно давно и его схемотехника неоднократно менялась очевидно с целью повышения качества и надёжности работы. 3 года назад я уже приобретал УЗМ-51М (пока работает нормально) и его схемотехника существенно отличается от текущей.

Старая схема реле:

Фото старого УЗМ-51М внутри:

Отличия старого УЗМ-51М:

  1. Система питания на базе балластного конденсатора вместо линейного токового драйвера. Схема показала свою ненадёжность — слишком много было жалоб на отказ прибора по этой причине. Производитель признал проблему и переделал систему питания.
  2. Отсутствует защитный варистор в цепи собственного питания.
  3. Ёмкость накопительного конденсатора меньше.
  4. Отсутствуют RC фильтры в цепи управления реле. Реле постоянно не «тикает» из-за мультиплексирования выходов контроллера.
  5. Крутилки установки порогов немного другие и легко вынимаются руками.

Обсуждение УЗМ-51М начиная с его самых первых версий велось тут.

Тестирование УЗМ. Собрал схемку, по которой ранее тестировал ВАР:

Проверил работоспособность реле в диапазоне питающего напряжения от 0В до 450В. Дыма не было, что само по себе уже неплохо 🙂 Время включения составило 13 секунд вместо заявленных 10 секунд (не критично). При желании, время включения можно поменять на 6 минут — иногда это полезно для защиты старой холодильной и компрессорной техники.

Проверил нижний и верхний пороги срабатывания защиты. Максимальное отклонение не превысило 3В. Поведение реле при изменении сетевого напряжения:

На видео не видно, что с приближением к порогу отключения, индикатор начинает очень быстро мигать. После срабатывания защиты, устройство имеет небольшой гистерезис на уровень напряжения обратного включения. Это предотвращает включение устройства, когда напряжение прыгает на пороговом уровне. Полный алгоритм работы описан в паспорте устройства.

Производитель заявляет, что реле включается синхронно в момент перехода напряжения через ноль, чтобы уменьшить нагрузку на реле. В новом паспорте эту строчку почему-то убрали, но раньше она там точно была. Для проверки момента срабатывания реле, использовал двухканальный осциллограф DS203 с делителями 1:10, подключенный по этой схеме:

Включение:

Реле действительно включается в момент перехода сетевого напряжения через ноль. Смущает только выброс напряжения перед включением — возможно это отскок контактов реле после их первоначального смыкания. Включение всегда происходит с отрицательной полуволны.

Отключение:

Тут всё интереснее. Во первых, отключение происходит на обоих полуволнах, что довольно странно, ибо контроллер реально анализирует только одну полуволну сетевого напряжения. Видимо в алгоритм работы добавлена возможность отключения по смещению 10мс. Во вторых, отключение происходит на пике волны напряжения.

Т.к. повторяемость измерения была абсолютная, значит так сделано специально, но зачем? Коммутировать активную линейную нагрузку всяко лучше при переходе напряжения через ноль. Коммутация напряжения на пике эффективна только для чисто реактивных нагрузок (в быту их доля незначительна, исключения — мощный стабилизатор напряжения и трансформаторный сварочный аппарат). Для нелинейной нагрузки в виде импульсных БП оптимальный момент коммутации вообще находится на спаде полуволны (когда ток минимальный). Короче, разгадать задумку производителя не удалось.

Традиционное описание мелких косяков от производителя:

  1. Накопительная ёмкость C1 (330мкФ/35В) имеет небольшой запас по напряжению и правильнее было поставить конденсатор 330мкФ/50В размером 10х16 типа такого, тем более, место по высоте позволяет это сделать без переделки печатной платы.
  2. Забыли поставить шунтирующий керамический конденсатор 1мкФ/50В на входе стабилизатора LP2950. Работает и без него, но лучше поставить в соответствии с типовой схемой включения.
  3. Жёлтый светодиод желательно шунтировать обратно подключенным диодом, чтобы через него не тёк обратный ток выпрямительного диода VD3. На работу самого реле это никак не влияет.
  4. Дополнительно изолировать варисторы хотя-бы термоусадкой.
  5. Реле напряжения анализирует только положительную волну сетевого напряжения. Ничего сильно страшного в этом нет, но быстродействие защиты от перенапряжения, возникающего с отрицательной полуволны будет снижено. Возможно, в следующей модификации производитель догадается добавить один резистор в делитель напряжения для смещения уровня +2,5В на входе контроллера. При этом станет возможно анализировать обе полуволны входного напряжения.
  6. Добавить индикацию неисправности работы коммутационного реле. Когда оно находится в некорректном состоянии, контроллер периодически пытается его переключить в нужное положение, но никак это не показывает. Вот и получается, что залипшее или подгоревшее реле останется незамеченным. Было-бы неплохо, если при подаче питания, контроллер анализировал корректное состояние его контактов и своевременно указывал проблему, вымаргивая код неисправности.
  7. Улучшить качество литья корпуса и не делать его с розовым оттенком :).

В своём УЗМ добавил шунтирующую ёмкость перед стабилизатором:

Дополнительно изолировал варисторы термоусадкой:

Дополнительная изоляция может хоть немного уменьшить разрушения.

После срабатывания варистора:

После проделанной работы, склеил корпус космофеном, выставил рекомендованные изготовителем пороги 175В — 265В и установил в щит:

Вывод: реле достойно внимания и рекомендовано к применению.

Добавление от CS. Я очень долго использую УЗМ-51м, и нареканий или каких-то проблем у меня не было. На 23 февраля 2017 года я купил 242 штуки УЗМ-51м. Из них глючили, судя по отзывам моих заказчиков, примерно 5 штук, и ещё у 2-3 штук сорвало винты зажимов.

Ещё в один момент времени Меандр резко и без предупреждений решил прекратить выпуск УЗМ-51м и начал делать глючные (на тот момент) УЗМ-51мд, на которые пошла волна жалоб. В этот момент мы с компанией «Меандр» поссорились, и я написал про них ругательный пост. Но как только они вернули в производство УЗМ-51м, то я продолжил его заказывать и буду делать это и дальше, потому что считаю (и обзор Ksiman’а это подтверждает), что УЗМ-51м — самое лучшее из защитных устройств. И также его главным преимуществом (для меня) является то, что оно занимает два модуля на DIN-рейке и имеет 4 контакта для подключения.

cs-cs.net

Устройство защиты (реле напряжения) УЗМ-51М (Россия)

Это продолжение предыдущего обзора о Российских приборах электроавтоматики, начатое тут

Немного теории…
Все мы являемся потребителями электрической энергии. Электричество нам поставляет единая энергетическая система через посредников (последний из них — сбытовая компания). Конечному потребителю приходит напряжение 220 вольт 50 герц одной или тремя фазами согласно ГОСТ 32144-2013. Там очень много параметров, определяющих качество электрической энергии, но наиболее важное из них — допустимое отклонение напряжения от номинального значения ±10% (198В — 242В).
В соответствии с ГОСТ 29322-2014, напряжение в сети должно быть 230В ±10%, поэтому и возникает неразбериха с требуемой величиной сетевого напряжения, т.к. оба норматива действующие.

и реалии…
Далеко не всем посчастливилось получать электричество соответствующего качества. Технических причин может быть множество: перегрузка ТП (трансформаторных подстанций), длинная линия несоответствующего сечения, сильный перекос нагрузки по фазам, плохие соединительные контакты и др.
Чувствительная бытовая техника не выдерживает таких издевательств и быстро выходит из строя. Опасным является как повышенное, так и пониженное напряжение (особенно для двигателей).
Конечный потребитель зачастую пытается исправить ситуацию при помощи стабилизатора напряжения, но это не панацея, да и поставить его не всегда возможно (например в квартире). Заставить поставщика (сбытовую компанию) исправить ситуацию сложно / долго / дорого.
Вот и начали разные фирмы выпускать недорогие бытовые защитные реле напряжения, которые предотвращают подачу ненормального напряжения потребителю. Идея такова — отключить электричество пока оно не в норме. Если проблемы возникают нечасто и ненадолго — этот способ эффективно и недорого решает их по принципу «лучше посижу без света».

УЗМ-51М как раз представляет собой защитное реле напряжения, которое отключает проходящее через него напряжение, пока оно не в норме.

Основные технические характеристики от производителя
Максимальный ток коммутации 63А/250В (14 кВт)
Двухпороговая защита от перенапряжения
Двухпороговая защита от снижения напряжения
Встроенная варисторная защита от импульсных скачков сетевого напряжения
Функция дистанционного управления (контактор)
Сохраняет работоспособность в широком диапазоне напряжения питания — 0...440В
Рекомендуемые пороги для УЗМ-51М (170… 265В)
Уровень ограничения напряжения при токе помехи 100А — не более 1,2кВ
Максимальная энергия поглощения (одиночный импульс 10/1000мкс) — 200Дж
Максимальный ток поглощения, одиночный импульс 8/20мкс / повторяющиеся импульсы 8/20мкс — 8000/6000А
Время срабатывания импульсной защиты — <25нс
Порог отключения нагрузки при повышении напряжения, Uверх — 240, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 280, 285, 290В
Верхний порог ускоренного отключения нагрузки при повышении напряжения выше верхнего критического порога, Uверх.кр. 300 ± 15В
Порог отключения нагрузки при снижении напряжения, Uниз — 210, 190, 175, 160, 150, 140, 130, 120, 110, 100В
Порог ускоренного отключения нагрузки при снижении напряжения ниже нижнего критического порога, Uниз.кр 80 ± 10В
Гистерезис возврата верхнего и нижнего порога от установленного значения — 3%
Номинальное напряжение питания — 230В
Частота напряжения питания — 50Гц
Максимальное напряжение питания — 440В
Потребляемая мощность — 1,5Вт
Номинальный ток нагрузки, (при сечении подключённых проводников не менее 16мм², медь) — 63А
Номинальная мощность нагрузки (AC250В) — 14,5кВт
Максимальный ток нагрузки, (активная – АС1, 30мин) — 80А
Максимальная мощность нагрузки (АС 250В – АС1, 30мин) — 20,0кВт
Максимальный допустимый ток короткого замыкания — 4500А
Задержка включения /повторного включения, выбирается пользователем — 6мин/10с
Задержка ускоренного отключения по верхнему критическому порогу — 20мс
Задержка ускоренного отключения по нижнему критическому порогу — 100мс
Задержка отключения при повышении напряжения выше верхнего порога — 0,2с
Задержка отключения при снижении напряжения ниже нижнего порога — 10с
Сечение подключаемых проводников не менее — 0,5-25 (20-4 AWG)мм²
Диапазон рабочих температур -25…+55°С (УХЛ4)
Срок службы, не менее 10лет

Продаётся реле напряжения в фирменной коробочке

Внутри прибор и инструкция на русском языке


Маркировка выполнена лазером, довольный енот присутствует 🙂

Конструкция реле очень удачная, устанавливать и подключать его удобно. Ширина 35мм (2 стандартных модуля).

Клеммы такие-же, как на бюджетных китайских автоматах

Крепление на ДИН рейку

Производитель зачем-то сделал корпус нежно-розового оттенка.
Для сравнения — рядом их-же измеритель ВАР нормального светло-серого цвета

Устройство само собой было разобрано, никаких пломб и наклеек не было. Помимо защёлок, корпус дополнительно склеили сварили ультразвутом, т.к. защёлки слабо держат

Качество корпуса удовлетворительное, пластик без наполнителя (не армированный, не термостойкий), литьё имеет небольшие дефекты.



Монтаж собран аккуратно, серьёзных претензий нет.
Контакты N входа и выхода наглухо соединены шиной внутри, т.е. можно не пропускать проходящий N через устройство, а подключить его отводом с любой стороны.

Схема реле

Варистор 680В (20мм) предназначен для защиты силовой цепи по входу — способен ограничить коммутационные импульсные перенапряжения небольшой мощности.
Варистор 620В (7мм) предназначен для собственной защиты схемы по питанию
VD1 — однополупериодный выпрямитель питания и измерения
На VT1 — VT2 KSP44 собран высоковольтный стабилизатор тока. Величина тока задаётся номиналами VD2 и R7
VD4 ограничивает максимальное значение выходного напряжения этого узла
С1 — накопительный конденсатор, питающий схему после пропадания сетевого напряжения. Его энергия также используется для отключения поляризационного реле MP25-1
VD7 снижает напряжение на входе стабилизатора DA1 LP2950 до уровня 24В
Ключи VT3, VT4 коммутируют обмотки реле
PIC контроллер PIC12F683-I/SN
R18, R19 — подстроечные резисторы, имеющие 10 фиксированных положений. Ими задаются пороги срабатывания защиты.
HL1, HL2 отображают состояние работы устройства
HL3 отображает наличие напряжения на выходе

Коммутационное реле MP25-1 особенное:
1. Изготовлено в Китае неизвестной фирмой по заказу Меандра (Produced for MEANDER)
Силовые выводы реле сделаны специальной формы для удобного подключения корпусных зажимов модульного исполнения.
По характеристикам, очень напоминает JMX-94F2-A-Z-80-DC24V-D от Ningbo Forward Relay Corporation Ltd
2. Очень мощное, заявлен рабочий ток аж 80А при напряжении 250VAC. Размеру контактных пятаков могут позавидовать некоторые контакторы.

Контакты реле, фото не моё


3. Коммутирует только один полюс (фазный), но для защиты техники от перенапряжения этого вполне достаточно.
4. Отсутствует дугогасительная камера (как и в подавляющем большинстве реле). Это означает, что нельзя им коммутировать высокоиндуктивную нагрузку большой мощности и размыкать ТКЗ (токи короткого замыкания).
5. Поляризованное, т.е. имеет 2 устойчивых состояния при отсутствии управляющего сигнала. Катушек управления в нём две — одна на включение, другая на отключение реле. Этот метод управления имеет как достоинства (экономичность, отсутствует потребление тока для его удержания в замкнутом состоянии) так и недостатки (хитрое импульсное управление повышенной мощности).

Прибор выпускается довольно давно и его схемотехника неоднократно менялась очевидно с целью повышения качества и надёжности работы.
3 года назад я уже приобретал УЗМ-51М (пока работает нормально) и его схемотехника существенно отличается от текущей

старая схема


Фото старого УЗМ-51М внутри

Отличия старого УЗМ-51М
1. Система питания на базе балластного конденсатора вместо линейного токового драйвера. Схема показала свою ненадёжность — слишком много было жалоб на отказ прибора по этой причине. Производитель признал проблему и переделал систему питания.
2. Отсутствует защитный варистор в цепи собственного питания.
3. Ёмкость накопительного конденсатора меньше.
4. Отсутствуют RC фильтры в цепи управления реле. Реле постоянно «тикает» из-за мультиплексирования выходов контроллера.
5. Крутилки установки порогов немного другие и легко вынимаются руками

Обсуждение УЗМ-51М начиная с его самых первых версий велось тут

Тестирование УЗМ
Собрал схемку, по которой ранее тестировал ВАР

Проверил работоспособность реле в диапазоне питающего напряжения от 0В до 450В.
Дыма не было, что само по себе уже неплохо 🙂
Время включения составило 13 секунд вместо заявленных 10 секунд (не критично). При желании, время включения можно поменять на 6 минут — иногда это полезно для защиты старой холодильной и компрессорной техники.


Проверил нижний и верхний пороги срабатывания защиты. Максимальное отклонение не превысило 3В
Поведение реле при изменении сетевого напряжения


На видео не видно, что с приближением к порогу отключения, индикатор начинает очень быстро мигать.
После срабатывания защиты, устройство имеет небольшой гистерезис на уровень напряжения обратного включения.
Это предотвращает включение устройства, когда напряжение прыгает на пороговом уровне.
Полный алгоритм работы описан в паспорте устройства.

Производитель заявляет, что реле включается синхронно в момент перехода напряжения через ноль, чтобы уменьшить нагрузку на реле. В новом паспорте эту строчку почему-то убрали, но раньше она там точно была

Для проверки момента срабатывания реле, использовал двухканальный осциллограф DS203 с делителями 1:10, подключенный по этой схеме:

Включение

Реле действительно включается в момент перехода сетевого напряжения через ноль. Смущает только выброс напряжения перед включением — возможно это отскок контактов реле после их первоначального смыкания. Включение всегда происходит с отрицательной полуволны.

Отключение


Тут всё интереснее.
Во первых, отключение происходит на обоих полуволнах, что довольно странно, ибо контроллер реально анализирует только одну полуволну сетевого напряжения. Видимо в алгоритм работы добавлена возможность отключения по смещению 10мс
Во вторых, отключение происходит на пике волны напряжения.
Т.к. повторяемость измерения была абсолютная, значит так сделано специально, но зачем? Коммутировать активную линейную нагрузку всяко лучше при переходе напряжения через ноль. Коммутация напряжения на пике эффективна только для чисто реактивных нагрузок (в быту их доля незначительна, исключения — мощный стабилизатор напряжения и трансформаторный сварочный аппарат). Для нелинейной нагрузки в виде импульсных БП оптимальный момент коммутации вообще находится на спаде полуволны (когда ток минимальный).
Короче, разгадать задумку производителя не удалось.

Традиционное описание мелких косяков от производителя:
1. Накопительная ёмкость C1 (330мкФ/35В) имеет небольшой запас по напряжению и правильнее было поставить конденсатор 330мкФ/50В размером 10х16 типа такого, тем более, место по высоте позволяет это сделать без переделки печатной платы.
2. Забыли поставить шунтирующий керамический конденсатор 1мкФ/50В на входе стабилизатора LP2950. Работает и без него, но лучше поставить в соответствии с типовой схемой включения.
3. Жёлтый светодиод желательно шунтировать обратно подключенным диодом, чтобы через него не тёк обратный ток выпрямительного диода VD3. На работу самого реле это никак не влияет.
4. Дополнительно изолировать варисторы хотя-бы термоусадкой.
5. Реле напряжения анализирует только положительную волну сетевого напряжения. Ничего сильно страшного в этом нет, но быстродействие защиты от перенапряжения, возникающего с отрицательной полуволны будет снижено. Возможно, в следующей модификации производитель догадается добавить один резистор в делитель напряжения для смещения уровня +2,5В на входе контроллера. При этом станет возможно анализировать обе полуволны входного напряжения.
6. Добавить индикацию неисправности работы коммутационного реле. Когда оно находится в некорректном состоянии, контроллер периодически пытается его переключить в нужное положение, но никак это не показывает. Вот и получается, что залипшее или подгоревшее реле останется незамеченным. Было-бы неплохо, если при подаче питания, контроллер анализировал корректное состояние его контактов и своевременно указывал проблему, вымаргивая код неисправности.
7. Улучшить качество литья корпуса и не делать его с розовым оттенком 🙂

В своём УЗМ добавил шунтирующую ёмкость перед стабилизатором

И дополнительно изолировал варисторы термоусадкой.

Дополнительная изоляция может хоть немного уменьшить разрушения

после срабатывания варистора


После проделанной работы, склеил корпус космофеном, выставил рекомендованные изготовителем пороги 175В — 265В и установил в щит

Вывод: реле достойно внимания и рекомендовано к применению.

Пуша

mysku.ru

Реле контроля напряжения 1 фазное: где использовать

Очень важно обеспечить защиту электротехники в жилом доме. В связи с тем, что на электрической линии уровень напряжения постоянно изменяется вплоть до критических значений, это несет угрозу для всего электрического оборудования, которое подключено к сети. Одним из способов предупредить выхождения из строя электроники и других бытовых приборов является подключение реле контроля напряжения.

Устройство

Само защитное устройство является твердотельным корпусом, в котором объединены два функционала – элемент для контроля уровня напряжения и силовой разъединитель.
Реле контроля может изготавливаться со специальными клеммами для фазного подсоединения к распределительному щитку, с вилкой для подключения в розетку, а также в виде удлинителя, к которому можно подключить несколько бытовых приборов сразу. Современные образцы имеют широкий диапазон настроек и мощности для разных целей.

При выборе реле контроля напряжения для однофазной электрической проводки с переменным током необходимо учитывать особенности и преимущества определенного устройства. Приведем пример самых распространенных твердотельных защитных устройств с фазным подключением.

PH-113. Применение PH-113 рассчитано на подключение к однофазной электрической линии с переменным током. Чаще всего PH-113 устанавливают в частных домах, квартирах и общественных местах. PH-113 более оптимальная модель, чем предыдущие конструкции, так как фазное подключение проводится для проводки с сечением 6 мм2 и с силой тока до 32 ампер. Твердотельный прибор PH-113 имеет циферблат, выводящий текущее напряжение в сети, не занимает много места в распределительном щитке.

Допустимая мощность проводки для PH-113 – 7 000 вольт. Желательно вместе с защитными модулями устанавливать специальные автоматы для защиты контакторов. Имеет 4 независимых режима работы с возможностью произвольно устанавливать минимальный и максимальный уровень допустимого напряжения в сети, регулирование времени задержки срабатывания. Срок службы более трех лет.

Прибор PH-113 пользуется большей популярностью, так как устройства PH-111 и PH-111M рассчитаны на малую силу переменного тока (16-25 ампер). В связи с этим таких модулей нужно ставить больше, что приводит к значительным тратам.

ABB. ABB является высококачественным образцом. Приборы ABB имеют твердотельный корпус, который должен устанавливаться на DIN-рейку. Компания ABB производит множество типов реле для контроля напряжения на линии для постоянного и переменного тока, также они предусматривают подсоединение не только к однофазному кабелю, но и трехфазному. ABB работают в четырех режимах. ABB конструкции также предусматривают установку допустимого диапазона работы прибора, задержку времени срабатывания. Также производство реле контроля для переменного тока может быть рассчитано на 220 вольт в электрической сети и 380.

Продукция ABB имеет доступную цену, хорошее качество и распространено в странах СНГ. Zubr. Твердотельное защитное устройство для контроля напряжения переменного тока. Обычно производится для фазного подключения с высокой скоростью срабатывания. В отличии от ABB не так распространен, однако имеет высокую надежность. Гарантия до 5 лет. Модель Zubr D63t один из самых оптимальных образцов защитного оборудования данного производителя.

Digitop. Также имеет твердотельную конструкцию. Данное реле контроля производится отдельно для номинального переменного и постоянного тока в 16, 20, 32, 40, 50 и 63 ампера. Прибор, рассчитанный на силу тока в 63 ампера, является самым мощным. Его достаточно для установки в любом частном доме.

Видео “Обзор реле напряжения”

Принцип работы

Данное твердотельное защитное устройство необходимо для того, чтобы обезопасить всю бытовую технику и электронику, которая работает от электричества, от резких перепадов напряжения. Реле контроля фиксирует текущее значение напряжения на электрической линии. При слишком высоком или низком его уровне прибор производит разъединение цепи, предотвращая повреждение всех подключенных приборов.

В основе твердотельного защитного оборудования входит само реле. Этот элемент необходим для фиксирования вольтажа. Может представлять собой специальный микропроцессор или компаратор. Устройство со встроенным микропроцессором имеет улучшенную плавность регулирования минимального и максимального диапазона срабатывания. В современных образцах такой диапазон устанавливается произвольно, исходя из технических характеристик подключенных электроприборов.

Как только значение вольтажа в электрической цепи выйдет из допустимых границ, то оборудование должно произвести отключение всей линии. На сегодняшний день конструкции имеют достаточно высокую скорость срабатывания, которая может составлять несколько десятков наносекунд. От скорости срабатывания оборудования зависит сохранность вашей электроники. Устройство не способно выравнивать напряжение на линии, а только производит автоматическое отключение. Как только это значение стабилизируется до установленного, электроснабжение возобновится.

Сфера применения

Твердотельные реле контроля используются для защиты электрического оборудования от резких скачков напряжения, предотвращая перегорание схем, моторов и проводки. Фазное подключение является наиболее эффективным, так как позволяет сразу обеспечить защиту всем подключенным устройствам в сети. В связи с этим обычно устанавливается во всех промышленных здания, общественных местах и учебных учреждениях.

При подключении к электрической линии оборудования с большой мощностью, часто наблюдаются скачки напряжения связанные с нагрузкой. Предварительная установка автоматических выключателей позволит уберечь домашнюю сеть от повреждений. Обычно автоматы устанавливаются везде, где есть доступ.

Как выбрать прибор

Так как производство реле контроля напряжения для электрической сети с переменным током считается массовым, то и сама конечная продукция уже имеет разную конструкцию, скорость и диапазон срабатывания устройства, мощность, размеры, а также другие характеристики. Разнообразие типов и видов защитного оборудования позволяет выбрать покупателю такое, которое будет соответствовать всем его требованиям.

Перед приобретением необходимо точно знать, какой тип силового кабеля проложен в помещении, для того чтобы правильно выбрать тип защитного прибора. Настоятельно рекомендуется получить консультацию от специалистов, если у вас нет познаний в области электротехники. Среди автоматических выключателей для однофазной электрической линии самыми распространенными моделями считаются Zubr D63t, ABB, УЗМ-51М, УЗМ-3-63, PH-111, PH-113, от производителей Digitop,Tesla и Новатек.

Видео “Презентация защитных устройств”

В видео вы узнаете, какие защитные устройства обладают наилучшими характеристиками. Ознакомившись с рыночным ассортиментом на сегодня, вы сможете определенно подобрать себе модель по достоинству.

otoke.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *