монтаж и схема подключения к сети 220в

Эксплуатация электрических сетей должна быть безопасной, поэтому для достижения этого используются различные устройства защиты. Одним из важных таких приборов является 1-фазное реле контроля напряжения. Его главная задача состоит в защите домашнего оборудования от негативного воздействия перенапряжения в электросети. При этом такое устройство не занимает много места, а его монтаж не вызывает особых трудностей.

• Устройство и назначение
  • Принцип работы
  • Виды и характеристики
• Монтаж отсекателя
• Типовое подключение
• Советы по выбору

Устройство и назначение

Для нормальной работы любого электрического прибора необходимо обеспечить определённый диапазон напряжения. Чаще всего он находится в пределе десяти процентов отклонения от величины 220 вольт. При выходе из этого диапазона устройства начинают работать в режиме перегрузок, что приводит к выходу их из строя. При этом последствиями перепадов напряжения в сети может быть не только физическая поломка электроаппаратуры, но и возникновение пожаров, а также нанесение вреда организму человека.

Все устройства защиты, применяемые совместно с электрической проводкой, разделяются на три типа:

1. Автоматические выключатели. Предназначенные для защиты электрических проводов от перегрева из-за резкого увеличения, проходящего по ним тока.
2. Устройства защитного отключения. Используются для защиты живого организма от негативного воздействия тока.
3. Приборы контроля напряжения. Реагируют на изменение уровня входного сигнала, подстраивая или обесточивая электросеть при любом скачке или падении напряжения.

Обеспечить полную безопасность может только комплексное применение различного вида устройств защиты, но в первую очередь внимание уделяется установке дома реле напряжения 220 В. Ведь возникновения колебаний напряжения не зависят от потребителя и могут появиться даже в самой стабильной питающей сети. Например, причинами возникновения перепадов напряжения могут быть: пробой фазы на нулевой проводник, обрыв нейтрального провода, перекос фаз, включение в электросеть мощных приборов, возникновение аварии на электростанции, влияние грозы и тому подобное.

Все эти ситуации обычно связаны с мгновенным изменением уровня входного сигнала. Поэтому и возникает необходимость в применении устройства, способного за очень короткий промежуток времени автоматически отключить защищаемый им участок сети. Как раз для этого и используется реле напряжения. При этом следует понимать, что в отличие от стабилизатора оно не выравнивает входной сигнал, а лишь мгновенно обесточивает подключённый к ней участок.

Принцип работы

Современное реле напряжения 220 В для дома представляет собой сложное радиоэлектронное устройство, основной частью которого является микроконтроллер. Являясь «мозгом» прибора, он анализирует проходящий через него сигнал и, используя запрограммированные алгоритмы, выполняет те или иные действия.

Конструктивно устройство в зависимости от типа установки может выпускаться нескольких видов. Оно может монтироваться в электрическом щитке на din-рейку или быть непосредственно подключено к защищаемому оборудованию. Но независимо от вида монтажа можно выделить следующие основные части прибора:

• силовую;
• процессорную;
• управляемую.

Источник питания реле выполняется по классической схеме. В его состав входит выпрямительный узел и линейный стабилизатор. Кроме этого, часто используется тиристор, который работая в ключевом режиме, гасит паразитные гармоники питания, уменьшая нагрев ограничивающего стабилитрона. Процессорная плата, кроме микропроцессора, содержит микросхему памяти с зашитой в неё программой, а блок управления позволяет устанавливать граничные величины срабатывания реле. Включение и отключение электролинии происходит с помощью коммутационного реле, рассчитанного на большой ток.

С помощью механического или электронного регулятора пользователь устанавливает нижний и верхний предел напряжения, при выходе за которые происходит отсекание нагрузки от электросети. А также потребитель может настраивать время задержки включения нагрузки. То есть это время, по истечении которого происходит автоматическое подключение участка цепи с нагрузкой к сети после нормализации уровня входного сигнала.

Таким образом, при работе устройства микропроцессор постоянно сравнивает величину входного сигнала с установленным. При выходе величины входного напряжения из заданных пределов подаётся управляющий сигнал на реле, которое размыкает силовую линию. Как только уровень входного напряжения восстанавливается, управляющий сигнал снимается, и реле вновь замыкает линию, подключая к ней нагрузку.

По такому принципу работает как однофазное реле напряжения, так и трёхфазное. Кроме того, в последнее время в устройствах стали размещать датчики перегрева. Термозащита активируется, если температура внутри корпуса достигает 70—80° C, что позволяет избегать возникновения пожароопасных ситуаций.

Виды и характеристики

Главным параметром реле напряжения является быстродействие. Это время, в течение которого устройство среагирует на аварийную ситуацию и отключит нагрузку. Из-за особенностей работы устройства это время разное для нижнего и верхнего предела.

Так, при снижении напряжения оно обычно составляет не более секунды, а при повышении — около 0,02 секунды. Но также к важным характеристикам отсекателя относят следующие технические параметры:

1. Номинальный ток. Обозначает максимальное значение силы тока, которое может пропустить через себя устройство без повреждения своих внутренних схем за короткий промежуток времени. Обычно это значение составляет 40—80 ампер.
2. Нижний предел отключения. В среднем это значение можно изменять в интервале 120—210 вольт.
3. Верхняя граница срабатывания. Так же, как и нижний предел, имеет интервал регулирования. Обычно он составляет 220—280 вольт.
4. Мощность. Фактически обозначает наибольшую мощность нагрузки, которую можно подключить к прибору контроля. Отсекатель может быть рассчитан как на 300—400 ватт, так и десятки киловатт.
5. Погрешность измерения. Обозначает качество встроенного анализатора входного сигнала. То есть погрешность фактического значения напряжения к измеренному в процентном содержании.
6. Диапазон рабочей температуры. Это такой интервал, при котором устройство будет работать согласно заявленным характеристикам.

Кроме этого, однофазное реле контроля напряжения, впрочем, как и трёхфазное, может обладать функцией корректировки показаний вольтметра, энергонезависимой памятью, уменьшенным искрением при коммутации контактов, дополнительной световой и звуковой индикацией режима работы.

По внешнему виду отсекатели различают по способу монтажа. Их делят на устройства с вилкой и розеткой, монтажом на din-рейку, удлинительного типа. Первый вид предназначен для вставки его вилки в обыкновенное розеточное гнездо, а уже к его розетке подключается нагрузка. Чаще всего такие устройства являются маломощными. В своей конструкции они имеют экран, на который выводится уровень присутствующего напряжения в сети. Для настройки параметров используются как механические, так и электронные регуляторы.

Удлинительного типа подобны розеточному, но при этом в своей конструкции имеют сразу несколько розеточных гнёзд. Приборы контроля с монтажом на din-рейку предназначены для расположения в щитовом шкафе. Они являются самыми мощными устройствами и более функциональными. Их назначение — защитить электрические приборы всего дома или квартиру от скачков входного сигнала, поэтому и располагаются они на вводной линии. Такие реле обладают широким диапазоном регулировок и могут работать в независимых режимах, например: как реле только минимального или максимального напряжения.

Монтаж отсекателя

Установка устройства на din-рейку заключается в его фиксации на ней с помощью специальной защёлки, конструктивно выполненной на корпусе отсекателя. Такой монтаж занимает считаные минуты и не сложнее, чем включение реле напряжения в розетку. Для этого сначала заводится одна защёлка за верхний край рейки, а после просто прижимается корпус устройства защиты до щелчка. При этом само реле перенапряжения может свободно перемещаться по длине рейке.

При подключении устройства придерживаются следующих правил:

1. Реле устанавливается в доступном месте, исключающем попадание влаги.
2. Монтаж прибора происходит после счётчика учёта электроэнергии и вводного автомата.
3. Отсекатель должен быть рассчитан на силу тока, превышающего ток вводного автомата.
4. Подводимый к прибору провод должен иметь сечение, исходя их коммутируемой нагрузки. Например, для тока 40 A (9 кВт) — не менее 6 мм², а для тока 63 A (14 кВт) — не менее 10 мм².
5. Концы коммутационного провода зачищаются от изоляции не более одного сантиметра.
6. При использовании многожильной проводки применяются кабельные наконечники.
7. При зажатии провода должен быть обеспечен надёжный контакт, но при этом следует знать, что слабый контакт приводит к нагреву места соединения, а пережатый — к повреждению.
8. Суммарная мощность нагрузки не должна превышать рабочую мощность нагрузки прибора защиты.

Монтаж и подключение осуществляется только при обесточенном щитке. Ошибка при коммутации может привести к выходу из строя как самого прибора защиты, так и устройств, подключённых к нему. Поэтому коммутирование прибора осуществляется строго по схеме подключения реле напряжения. Она обычно указывается на корпусе устройства или в паспорте на изделие.

Типовое подключение

Обесточив электрический щиток и смонтировав на рейку устройство защитного отключения, фазовый провод, выходящий из автомата отключения, подводится согласно схеме на прибор к клемме «вход». К контакту «выход» подключается проводник, идущий в сторону нагрузки. Нейтральная клемма устройства соединяется напрямую с нулевой колодкой, расположенной в щитке. Согласно принятым нормам фазовый провод находится в изоляции коричневого цвета, нулевой — синего, а заземляющий — зелёного.

Для подсоединения проводов откручиваются крепёжные клеммы, под которые просовываются зачищенные концы проводника. При этом соблюдаются два условия:

• изоляция на проводе не должна попасть под зажим;
• из-под зажима не должен выглядывать оголённый проводник.

Клеммы затягивают и после проверки правильности монтажа подают напряжение. При правильном подключении на индикаторе устройства должно отобразиться действующее напряжение. С помощью кнопок или механических регуляторов устанавливается диапазон отключения нагрузки и время задержки включения.

Не рекомендуется выставлять небольшой промежуток между фактическим напряжением сети и значением верхней границы срабатывания отсекателя. Например, если напряжение в сети 240 вольт, то устанавливать границу следует не менее 250 вольт. А также для электроприборов, использующих в своей конструкции двигатели, холодильники, насосы, кондиционеры, рекомендуется устанавливать время включения реле не менее чем через 2—3 минуты после нормализации питания в сети.

Советы по выбору

Покупку реле лучше всего осуществлять в специализированном магазине, в котором исключена возможность продажи не сертифицированной продукции. Стоимость на изделие зависит от нескольких факторов, основными из которых являются: тип прибора, наличие опций, производитель, технические параметры.

Важно перед покупкой определиться с необходимой мощностью устройства. Для этого суммируется вся планируемая к подключению нагрузка, и полученная цифра увеличивается на 15—20 процентов. Если подсчитать требуемую мощность по каким-то причинам не получается, то следует обратить внимание на силу тока, указанную на вводном автомате или приборе, стоящем на защищаемом участке цепи, и приобрести реле, превышающее это значение.

Предпочтительнее будет покупка прибора с электронным способом настройки параметров. Механический способ менее удобен, но настройка производится обычно только сразу после установки. Поэтому этот параметр не очень критичный. А вот наличие в конструкции реле термозащиты очень желательно.

принцип работы и нюансы подключения

Перепады напряжения – далеко не редкость в отечественных домах. Происходят они из-за изношенности электросетей, замыканий и неравномерности распределения нагрузки по отдельным фазам.

В результате бытовая техника либо недополучает электроэнергию, либо перегорает от ее переизбытка. Чтобы избежать перечисленных проблем, рекомендуется устанавливать реле контроля напряжения (РКН).

Предлагаем разобраться, какие преимущества дает применение такого устройства, каковы отличия РКН от стабилизатора, как выбрать подходящее реле и осуществить его подключения.

Содержание статьи:

• Зачем нужно регулирующее напряжение реле
• Разновидности устройства РКН
  • По типу исполнения и габаритам
  • По базе и дополнительным функциям
• Что лучше: стабилизатор vs реле
• Схемы подключения РКН
• Выводы и полезное видео по теме

Зачем нужно регулирующее напряжение реле

Грамотное название рассматриваемого устройства – «реле контроля напряжения». Но среднее слово в разговорах электриков между собой нередко выпадает из этого термина.

В принципе, это один и тот же электротехнический прибор защитной автоматики. Плюс данное оборудование часто называют еще и «защитой от обрыва нуля». Почему – станет понятно ниже.

Не стоит путать  и РКН. Первые защищают линию от перегруза и короткого замыкания, а вторые от скачков напряжения. Это разные по функциональному предназначению приборы.

Главная задача РКН – это отключение электроприборов от сети при слишком высоких и слишком низких напряжениях в ней, чтобы подключенная к электропитанию техника не вышла из строя

Надпись «~220 В» привычна всем россиянам. На таком переменном вольтаже работает в доме бытовая техника, подключенная к розеткам. Однако по факту максимум напряжения в домашней электросети только колеблется вокруг этой отметки с разбросом +/-10%.

В отдельных случаях перепады достигают и больших величин. Вольтметр вполне может показывать падения до 70 и всплески до 380 Вт.

Для электротехники страшно излишне как низкое, так и высокое напряжение. Если компрессор холодильника “недополучит” электроэнергии, то он просто не запустится. В итоге техника неизбежно перегреется и сломается.

При низком вольтаже обыватель в большинстве случаев даже не в состоянии внешне определить, исправно или нет работает оборудование в такой ситуации. Визуально можно лишь увидеть тускло светящиеся лампочки накаливания, напряжение к которым подается меньшее, чем положено.

С высокими всплесками все гораздо проще. Если на вход питания телевизора, компьютера или микроволновки подать 300–350 Вт, то в лучшем случае в них перегорит предохранитель. А чаще всего они “сгорят” сами. И хорошо еще, если при этом не произойдет реального возгорания техники и возникновения пожара.

Многоквартирные дома обычно запитаны от трехфазной сети 380 В, а к квартире уже идет однофазная проводка на 220 В от электрощита на этаже

Основные проблемы с перепадами напряжения в многоэтажках возникают из-за обрыва рабочего нуля. Этот провод повреждают по неосторожности электрики во время ремонта либо он сам просто перегорает от старости.

Если в доме на подъездной линии стоит комплект необходимой защиты современного уровня, то в результате такого обрыва происходит срабатывание автоматики УЗО. Все заканчивается относительно нормально.

Однако в старом жилом фонде, где не стоят защитные автоматы, пропадание нуля приводит к перекосу фаз. И тогда в одних квартирах напряжение становится низким (50–100 В), а в других резко высоким (300–350 В).

У кого что в результате выйдет в розетке, зависит от подключенной в данный конкретный момент к электросети нагрузки. Заранее точно рассчитать и предугадать это невозможно.

В итоге у одних вся техника перестает работать, а у других сгорает от перенапряжения. Здесь-то и нужно реле контроля напряжения. При возникновении проблем оно отключит сеть, предупредив поломку телевизоров, холодильников и т.п.

В частном секторе проблема с перепадами напряжения несколько иная. Если коттедж расположен на большом удалении от уличного трансформатора, то при повышенном потреблении электроэнергии в домах до него в этой крайней точке вольтаж может упасть до критически низких отметок.

В результате из-за длительной нехватки «вольт» электродвигатели в бытовых электроприборах неизбежно начнут гореть и выходить из строя.

Разновидности устройства РКН

Все модели реле, выполняющих функции регулятора напряжения, подразделяются на однофазные и трехфазные.

Однофазное реле. Обычно устанавливают в коттеджах и квартирах — большего в домовых щитках не требуется.

В электрических щитах частных и многоквартирных домов обычно применяются однофазные реле в компактном исполнении на DIN-рейку (+)

Трехфазное реле. Такие РНК предназначены для промышленного применения. Их часто используют в схемах защиты трехфазных станков. Причем если на входе подобной сложной техники требуется такой трехфазник, то его зачастую выбирают в комбинированном исполнении с контролем не только по напряжению, но и по синхронизации фаз.

Главный недостаток и одновременно плюс трехфазного реле – полное отключение питания на выходе при скачке вольтажа даже в одной из фазных линий на входе. В промышленности это идет только на пользу. Но в быту часто колебания напряжения в одной фазе не являются критичными, а РКН берет и отключает защищаемую сеть.

В отдельных случаях такая сверхнадежная перестраховка нужна. Однако в подавляющем большинстве ситуаций она излишня.

По типу исполнения и габаритам

Весь модельный ряд реле напряжения делится на три вида:

• переходники «вилка-розетка»;
• удлинители с 1-6 розетками;
• компактные “пакетники” на DIN-рейку.

Первые два варианта используются для защиты одного конкретного электроприбора или какой-либо группы. Они включаются в обычную комнатную розетку.

Третий вариант предназначен для  в составе защитной системы электросети квартиры или коттеджа.

Галерея изображений

Фото из

Регулятор с проводом-удлинителем

Трехфазное реле для линий с большой нагрузкой

Реле для установки в электрическом щитке

Реле-переходник для подключения через розетку

Переходники и удлинители рассматриваемых регуляторов имеют достаточно большие размеры. Производители стараются сделать их как можно меньше, чтобы они не портили своими видом интерьер.

Но у внутренних компонентов реле напряжения свои жесткие габариты, к тому же их еще надо скомпоновать в одном корпусе с розеткой и вилкой. В плане дизайна здесь не развернешься.

Реле на DIN-рейку для монтажа в распределительном щитке имеют более компактные размеры, в них нет ничего лишнего. Подключение их в сеть производится посредством .

По базе и дополнительным функциям

Внутренняя логика и работа реле для контроля напряжения выстраиваются на основе микропроцессора либо более простого компаратора. Первый вариант дороже, но предполагает более точную и плавную регулировку порогов срабатывания РКН. Большинство продаваемых защитных приборов сейчас выстроено на микропроцессорной базе.

Верхний (Umax) и нижний (Umin) пороги являются двумя основными регулируемыми параметрами РКН – если входное напряжение выходит за установленный диапазон, то реле отключает выходную линию от электротока (+)

Как минимум, на корпусе реле присутствует пара светодиодов, по которым можно определить наличие напряжения на входе и выходе. Более продвинутые приборы оснащаются дисплеями, показывающими выставленные допустимые пределы и имеющийся в линии вольтаж.

Регулировка пороговых значений производится потенциометром с градуированной шкалой либо кнопками с отображением параметров на табло.

Само отвечающее за коммутацию реле внутри РКН выполнено по бистабильной схеме. У этой катушки два устойчивых состояния. Энергия затрачивается только на переключение защелки. Для удержания контактов в сомкнутом или разомкнутом положении электричество не требуется.

С одной стороны это минимизирует энергопотребление, а с другой – гарантирует, что катушка не станет греться при работе регулятора.

При выборе реле напряжения в параметрах надо смотреть на:

• рабочий диапазон в Вольтах;
• возможности по установки верхнего и нижнего порогов срабатывания;
• наличие/отсутствие индикаторов уровня напряжения;
• время отключения при срабатывании РКН;
• время задержки возобновления подачи электричества;
• максимальную коммутируемую мощность в кВт или пропускаемый ток в Амперах.

По последнему параметру реле следует брать с запасом в 20–25%. Если подходящего под существующие в линии высокие нагрузки РКН нет, то берется маломощная модель, а на ее выходе подсоединяется магнитный пускатель.

С установкой порогов ситуация следующая. Если их задать слишком жестко, то частота срабатывания реле получится высокой. Здесь придется идти на компромисс.

Регулировку этих параметров надо выполнять так, чтобы они обеспечивали должный уровень защиты, но не допускали слишком частого переключения РКН. Постоянные включения и выключения не пойдут на пользу как подключенной к сети технике, так и самому регулятору напряжения.

При этом некоторые реле вообще не имеют возможности самостоятельно корректировать пороги. Они у них установлены “жестко”. Например, уставка по нижнему пределу заводом выполнена на 170 В, а во верхнему – на 265 В.

Такие РКН дешевле, но подбирать их надо более внимательно. Потом перенастроить эти приборы не получится, при ошибках в расчетах придется приобретать новые на замену неподошедшим.

Выбор временных параметров отключения и возобновления питания линии на выходе зависит от подключенной нагрузки и особенностей конкретной сети (+)

Если в электросети постоянно возникают кратковременные (на доли секунды) несильные падения напряжения, то время отключения по нижнему порогу лучше установить по максимуму. Так срабатываний выйдет меньше, а угроза запитанному оборудованию будет минимальной.

Задержку на включение следует подбирать в зависимости от типа включенных в розетку электроприборов. Если подключенная техника имеет компрессор или электромотор, то время подачи напряжения стоит увеличить до 1–2 минут.

Это позволит избежать резких скачков вольтажа и тока при возобновлении питания в сети, что убережет холодильники и кондиционеры от поломок.

А для компьютеров и телевизоров этот параметр можно снизить и до 10–20 секунд.

Что лучше: стабилизатор vs реле

Нередко вместо подключения в щитке реле контроля электрики рекомендуют устанавливать в доме . В отдельных случаях это бывает оправдано. Однако есть ряд нюансов, о которых надо помнить при выборе того или иного варианта защита электроприборов.

В плане функционала стабилизатор не только выравнивает напряжение, но и отключается при слишком высоких показателях последнего. А реле напряжения – это исключительно защитная автоматика. Вроде бы первый включает в себя функции второго.

Но по сравнению с РКН стабилизатор:

• дороже и шумит;
• более инертен при резких перепадах;
• не имеет возможностей для регулировки параметров;
• занимает гораздо больше места.

При уменьшении входного напряжения, чтобы на выходе стабилизатора были нужные показатели, он начинает “втягивать” в себя больше тока из сети. А это прямой путь к перегоранию проводки, если она изначально не рассчитана на подобное.

Второй основной минус стабилизатора в сравнении с реле контроля – это его неспособность перехватить резкий скачок напряжения при обрыве нуля.

Достаточно буквально полусекунды с 350–380 Вт в розетке, чтобы вся техника в доме погорела. А большинство стабилизаторов не способно подстроиться под такие изменения и пропускает высокий вольтаж, отключаясь только через 1–2 секунды после начала всплеска.

Помимо стабилизаторов и реле для защиты линии от перепадов вольтажа в сети также можно применять расцепители максимального и минимального напряжения. Но у них в сравнении с РКН большее время срабатывания. Плюс они не включают питание обратно в автоматическом режиме, по работе больше походят на УЗО.

После отключения электроэнергии эти расцепители придется переключать в исходное состояние вручную.

Схемы подключения РКН

В щитке реле напряжения всегда устанавливается после счетчика в разрыв фазного провода. Он должен контролировать и по необходимости отсекать именно «фазу». Никак по-другому его подключать нельзя.

Чаще всего для однофазных потребителей применяется стандартная схема с прямой нагрузкой через реле (+)

Основных схем подсоединения однофазных реле регулятора сетевого напряжения существует две:

• с прямой нагрузкой через РКН;
• с подсоединением нагрузки через контактор — с .

При монтаже электрощита в доме практически всегда применяется первый вариант. Разнообразных моделей РКН с необходимой мощностью в продаже предостаточно. Плюс при необходимости этих реле можно установить по параллельной схеме и несколько, подключив к каждому из них отдельную группу электроприборов.

С монтажом все предельно просто. На корпусе стандартного однофазного реле имеется три клеммы – «нуль» плюс фазные «вход» и «выход». Надо лишь не перепутать подсоединяемые провода.

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы Вам проще было сориентироваться в схемах подключения и выборе подходящего реле регулятора напряжения, мы сделали подборку видеоматериалов с описанием всех нюансов работы этого прибора.

Как защитить оборудование от перепадов в электросети с помощью РКН:

Настройка реле напряжения:

Реле контроля сетевого напряжения – это отличная защита от «обрыва нуля» и резких перепадов вольтажа. Подключить его несложно. Надо лишь вставить соответствующие провода в клеммы и затянуть их. Практически во всех случаях применяется стандартная схема с прямой нагрузкой через РКН.

Поделитесь с читателями вашим опытом подключения и применения реле напряжения. Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы по теме статьи и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.

Как собрать твердотельное реле своими руками с помощью TRIAC

Вы можете купить как механические, так и твердотельные релейные модули. Однако твердотельные реле новее и стоят немного дороже, чем традиционные модули релейных переключателей, которые вы, возможно, уже используете в своих интеллектуальных переключателях DIY или проектах домашней автоматизации.

В этом руководстве мы создадим твердотельное реле всего из нескольких доступных компонентов. Вы можете использовать эти самодельные твердотельные реле в производственной среде, а также в проектах домашней автоматизации или интеллектуальных переключателей.

В отличие от переключателей механических реле твердотельные реле не имеют движущихся частей. Это похоже на сравнение механического жесткого диска и твердотельного накопителя, который намного быстрее и энергоэффективнее.

Точно так же твердотельное реле (ТТР) работает быстрее и не потребляет энергии, когда оно не используется или выключено. Он работает или включается, когда триггерное напряжение обеспечивается подключенным MCU. Самое главное, твердотельное реле занимает меньшую площадь и не издает щелчков при срабатывании.

Твердотельное реле также можно использовать для индуктивного переключения нагрузки. Тем не менее, вы должны добавить снабберную цепь к твердотельному реле, чтобы предотвратить повреждение симистора (триода для переменного тока). Это может не требоваться в некоторых TRIACS, таких как BTA16.

Кроме того, изготовление твердотельного реле дешевле, чем его покупка или изготовление модуля механического реле. Мы создали несколько и использовали их в производственной среде в течение последних нескольких месяцев. На сегодняшний день они работают более плавно и без проблем.

Вы можете выбрать одноканальное, двухканальное или многоканальное твердотельное реле в зависимости от ваших требований. Для сборки одноканального твердотельного реле потребуются следующие компоненты:

• Резистор 220 Ом ¼ Вт
• Резистор 1K ¼ Вт
• BT136 или аналогичный TRIAC
• Оптопара MOC3021
• Винтовые клеммы
• Два- штыревой разъем berg strip
• Универсальная печатная плата
• 6-контактная база ИС (дополнительно)
• Радиатор (дополнительно, но рекомендуется для управления более тяжелыми нагрузками)
• Светодиод (дополнительно)
• Паяльник и припой

Вам также потребуется научиться паять, если вы никогда этого раньше не делали, для сборки этого Модуль твердотельного реле своими руками.

Шаг 1: Припаяйте компоненты к печатной плате

Возьмите печатную плату общего назначения и соедините все компоненты, как показано на следующей схеме.

Вот так должно выглядеть после сборки и пайки необходимых компонентов на плате.

Для проверки самодельного твердотельного реле вам понадобится несколько проводов и блок питания на 3,3 В или 5 В. Вы можете использовать любую батарею на 3,3 В или микроконтроллер, например NodeMCU, D1 Mini, Arduino Uno и т. д., для подачи триггерного напряжения, необходимого для тестирования переключателя твердотельного реле.

Проверка твердотельного реле и его установка предполагают работу с источником питания переменного тока 110–240 В. Пожалуйста, продолжайте, только если вы знаете, что делаете. Это может быть смертельным, если не сделать это осторожно.

1. Получите плату расширения и убедитесь, что она не подключена к розетке переменного тока.
2. Приобретите устройство переменного тока, например вентилятор или лампочку.
3. Возьмите два провода и подключите их к нагрузке переменного тока, например. вентилятор или лампочка.
4. Подсоедините один из проводов, подключенных к нагрузке переменного тока, к винтовой клемме твердотельного реле (T1).
5. Возьмите еще один провод и подключите один конец к винтовой клемме твердотельного реле (T2), а другой — к гнезду платы расширения. Это должно выглядеть так, как показано на следующей диаграмме. Убедитесь, что соединения надежны, чтобы избежать короткого замыкания.
6. Теперь подключите две клеммы батареи 3,3 В или клеммы 3,3 В MCU и GND к входным контактам твердотельного реле, как показано на схеме. Если вы используете MCU, используйте провода DuPont. Также убедитесь, что полярность правильная, как показано на схеме.
7. Подключите плату расширения к выключателю переменного тока и включите его.
8. Нагрузка должна включиться. Если отключить питание 3,3 В от входных клемм твердотельного реле, нагрузка должна отключиться.

Работа твердотельного реле

Когда на твердотельное реле подается 3,3 В или триггерное напряжение, внутренний светодиод или ИК-светодиод в оптопаре включается и начинает излучать свет на подключенный оптический датчик к контактам 4 и 6.

В результате сопротивление между контактами 4 и 6 становится низким, что приводит к срабатыванию симистора и включению подключенной нагрузки переменного тока. Оптопара помогает разделить высоковольтные и низковольтные цепи, защищая Arduino или микроконтроллер от любых помех или повреждений.

Теперь вы можете подключить твердотельное реле к Arduino или другому микроконтроллеру. Вместо трех перемычек для механического реле вам нужны только две для твердотельного реле: одна для входного сигнала (3,3 В) и другая для земли (GND).

В зависимости от нагрузки вы можете выбрать симисторы с более высокой нагрузкой, такие как BTA16, с радиатором для создания твердотельных реле для больших нагрузок (2000 Вт и более). Не забудьте использовать снабберную схему, если вы собираетесь использовать твердотельное реле для индуктивного переключения нагрузки, например, для двигателя или насоса.

Вы можете использовать эти твердотельные релейные модули в своих проектах умного дома. Вы можете спроектировать модули интеллектуальных переключателей на базе ESP12 со встроенным твердотельным реле, используя инструмент для создания эскизов электроники Fritzing. После разработки вы можете заказать печать печатной платы у поставщика услуг по прототипированию/производству печатных плат или просто продолжать использовать печатные платы общего назначения.

Вы можете использовать это реле для создания интеллектуального выключателя освещения с датчиком движения или выключателя Wi-Fi и установить их дома или в офисе. Интеллектуальные устройства могут помочь вам в значительной степени сократить потери энергии, помимо того, что они удобны в использовании. Кроме того, вы также можете настроить сервер Home Assistant на Raspberry Pi, чтобы добавить автоматизацию.

Теперь, когда вы научились создавать твердотельные реле, вы можете заменить механические реле твердотельным реле, чтобы обеспечить эффективное переключение и избежать щелчков. Имея меньшую площадь по сравнению с механическими реле, вы можете проектировать и создавать прототипы или интеллектуальные переключатели в гораздо меньших 3D-печатных корпусах для вашего проекта умного дома.

Реле напряжения – назначение, выбор и подключение своими руками

Лучший способ защитить домашнюю сеть от скачков напряжения — установить регулятор напряжения соответствующего размера. Однако эти устройства достаточно дороги, и если напряжение в линии в целом стабильное и разности потенциалов возникают нечасто, то поиск неисправности можно осуществить с помощью реле напряжения. Имеет невысокую стоимость, а если перенапряжения в линии редки, то с защитной функцией справляется хорошо. Более того, при обрыве нулевого провода или замыкании провисших тросов реле сетевого напряжения сработает даже быстрее, чем стабилизатор. В этом материале мы поговорим о том, что такое реле контроля напряжения (РВН), разберемся в его принципе работы и объясним, как выбрать и подключить реле к электросети.

Содержание

• Преимущества реле перед стабилизаторами
• Принцип работы устройства управления
• Подключение реле в однофазных сетях
• Совместная установка реле и контактора
• Как реле напряжения подключается в трехфазных сетях?
• Нюансы выбора прибора
• Заключение

Преимущества реле перед стабилизаторами

Использование реле напряжения для квартиры или дома, если это позволяет устойчивость линии, во многом предпочтительнее установки стабилизаторов. Перечислим основные преимущества РКН:

• Компактность. Это устройство занимает гораздо меньше места, чем любой стабилизатор.

• Простота установки. Элемент контроля напряжения в сети можно установить внутри электрощита на DIN-рейку, и вам даже не придется долго возиться с соединительными кабелями. А для установки стабилизатора приходится врезаться в линию (при установке прибора в помещении) или поместить прибор внутрь специально изготовленного защитного короба, рядом со щитом.
• Быстрый отклик. Это главный плюс реле контроля напряжения. При резком скачке разности потенциалов элемент срабатывает уже через несколько миллисекунд. В этом вопросе с РКН могут конкурировать только симисторные стабилизаторы, цена которых на порядок выше.
• Тишина. Реле работают тихо, при этом работу стабилизатора слышно даже на достаточно большом расстоянии.
• Прибыльность. По сравнению со стабилизирующими устройствами элементы управления разностью потенциалов потребляют незначительное количество электроэнергии.
• Низкая цена. Как уже было сказано, реле контроля напряжения во много раз дешевле стабилизаторов.

Учитывая вышеперечисленные преимущества РКН, становится понятно, почему по возможности следует выбирать именно их. И все же, ознакомившись с преимуществами этих элементов, не стоит увлекаться и ставить их везде вместо стабилизаторов.

Если использовать реле в качестве отсечки напряжения для холодильника, а разность потенциалов в сети регулярно скачет, то постоянное включение и выключение питания закончится тем, что дорогой блок через несколько месяцев выйдет из строя.

Принцип работы устройства управления

Реле контроля напряжения работает по следующему принципу. Схема этого устройства устроена так, что к нему постоянно подается электричество из сети. Элемент измеряет разность потенциалов, и если полученное значение находится в допустимых пределах, то встроенные в РКН ключи остаются открытыми, и поток электронов беспрепятственно поступает к потребителям.

Наглядно о реле в видео:

При перекосе фаз в цепи или возникновении мощного импульса, вызванного ударом молнии или переключением, ключи мгновенно замыкаются, устройство срабатывает, подача электроэнергии в сеть прекращается. Это предотвращает повреждение подключенных бытовых приборов. Процесс срабатывания занимает несколько миллисекунд.

После нормализации параметров потока электронов запускается таймер задержки. Он обеспечивается схемой приборов, таких как кондиционеры, холодильники и морозильники, и должен соблюдаться для их правильной работы.

Устройства управления регулируют время задержки для поддержания желаемого периода. По истечении запрограммированного времени подача электроэнергии возобновится в обычном режиме.

Подключение реле в однофазных сетях

Разберемся, как подключить однофазное реле в домашней сети 220В. Коммутация происходит через фазный кабель. Нейтральный провод должен быть подключен для питания внутренней цепи. Схема подключения реле напряжения может быть выполнена одним из двух способов:

• Сквозное (прямое) подключение устройства.
• Совместное подключение устройства с контактором, осуществляющим коммутацию.

Однофазный РКН рекомендуется устанавливать и подключать перед электросчетчиком для обеспечения его защиты при перенапряжении, но после автоматического ввода. Когда на счетчике уже есть пломба, за ней подключается элемент управления. Если автоматический выключатель установлен сразу за опломбированным счетчиком, то реле придется установить после него, отделив провод от выхода АБ и подключив его к входу устройства контроля разности потенциалов.

Выход РКН подключается к клемме, к которой ранее был подключен кабель от электросчетчика или ВА. Ноль на управляющем элементе подключается от нулевой шины с помощью отдельного проводника.

Следует помнить, что защита от короткого замыкания и перегрузки по току не является задачей реле контроля напряжения, поэтому оно не может заменить автомат. Эти устройства подключаются к линии вместе, и номинал РКН должен превышать номинальный ток автоматического выключателя на одну величину.

Наглядно про установку реле напряжения в видео:

Совместная установка реле и контактора

Дополнительный контактор устанавливается, когда значение коммутируемых токов слишком велико. Зачастую установка реле вместе с контактором обходится дешевле, чем покупка РКН, которая будет соответствовать параметрам потока электронов.

При этом к номинальному току управляющего элемента предъявляется одно требование — он должен превышать значение, при котором срабатывает контактор. Последний полностью возьмет на себя текущую нагрузку.

У этого варианта подключения есть один, но довольно существенный недостаток — снижение производительности. Это связано с тем, что время, необходимое для реакции контактора, добавляется к миллисекундам, необходимым для срабатывания управляющего устройства. Исходя из этого, при выборе обоих устройств нужно обращать внимание на максимально возможную скорость работы каждого из них.

При подключении данного жгута фазный провод от ВА подключается к нормально разомкнутому контакту.

Это вход цепи контактора. Вход фазы РКН необходимо подключить отдельным кабелем. Его можно подключить к входной клемме контактора или к выходной клемме BA.

Так как фазный вход элемента управления подключается проводом меньшего сечения, необходимо обратить внимание на надежность соединения. Чтобы он не выпадал из гнезда, в котором находится более толстый кабель, оба провода необходимо скрутить между собой и зафиксировать припоем или обжать специальной гильзой.

При установке убедитесь, что провод, подходящий для реле, надежно закреплен. Для подключения выхода РКН к клемме соленоида контактора используйте кабель диаметром 1 — 1,5 кв. мм. Ноль управляющего элемента и второй вывод катушки подключены к нулевой шине.

Выход контактора подключается к распределительной шине с помощью силового фазного провода.

Как подключается реле напряжения в трехфазных сетях?

Трехфазный РКН при наличии перенапряжения хотя бы на одной из фаз отключает электропитание всех трех. От вводного автомата на входной контакт реле идут три фазы, одинаковое количество фазных проводников перейти к выходу. Соленоид контактора подключается к любому выводу устройства управления.

Подключаемый контактор также должен иметь три фазы, к которым подключаются фазные кабели питания. При подключении трехфазного оборудования необходимо соблюдать осторожность, чтобы не перепутать фазы. Не обязательно к каждому из них подключать отдельный РКН — отключив одну жилу, можно повредить оборудование.

Подключение реле напряжения в трехфазной сети на видео:

Нюансы выбора устройства

При выборе реле напряжения необходимо обратить внимание на следующие параметры:

• Элемент производительности.