Sprieguma kontroles relejs: darbības princips, shēma, pieslēguma nianses

Sprieguma svārstības nav retums vietējās mājās. Tās rodas elektrotīklu nolietojuma, īssavienojumu un slodzes nevienmērīga sadalījuma dēļ pa atsevišķām fāzēm.

Rezultātā sadzīves tehnika vai nu nesaņem pietiekami daudz elektroenerģijas, vai arī izdeg no tās pārpalikuma. Lai izvairītos no šīm problēmām, ieteicams uzstādīt sprieguma kontroles releju (RKN).

Piedāvājam noskaidrot, kādas priekšrocības sniedz šādas ierīces izmantošana, kādas ir atšķirības starp RKN un stabilizatoru, kā izvēlēties piemērotu releju un veikt tā pieslēgšanu.

Kāpēc nepieciešams spriegumu regulējošais relejs

Pareizais nosaukums aplūkotajai ierīcei ir «sprieguma kontroles relejs». Taču vidējais vārds elektriķu savstarpējās sarunās bieži tiek izlaists no šī termina.

Principā tas ir viens un tas pats elektrotehniskais aizsardzības automātikas aparāts. Plus šo iekārtu bieži sauc arī par «aizsardzību pret nulles pārrāvumu». Kāpēc – kļūs skaidrs tālāk.

Nevajadzētu jaukt UZO automātus un RKN. Pirmie aizsargā līniju no pārslodzes un īssavienojuma, bet otrie no sprieguma svārstībām. Tās ir dažādas pēc funkcionālā mērķa ierīces.

RKN galvenais uzdevums ir atslēgt elektroierīces no tīkla, kad spriegums tajā ir pārāk augsts vai pārāk zems, lai pieslēgtā tehnika nesabojātos.

Uzraksts «~220 V» ir pazīstams visiem Krievijas iedzīvotājiem. Uz šāda maiņstrāvas sprieguma mājā darbojas sadzīves tehnika, kas pieslēgta rozetēm. Tomēr patiesībā spriegums mājas elektrotīklā tikai svārstās ap šo atzīmi ar novirzi +/-10%.

Atsevišķos gadījumos svārstības sasniedz pat lielākas vērtības. Voltmetrs var rādīt kritumus līdz 70 V un pārslēgumus līdz 380 V.

Elektrotehnikai ir bīstams gan pārāk zems, gan pārāk augsts spriegums. Ja ledusskapja kompresors “nesaņems” pietiekami daudz elektroenerģijas, tas vienkārši neieslēgsies. Rezultātā tehnika neizbēgami pārkarsīs un sabojāsies.

Pie zema sprieguma parasts cilvēks vairumā gadījumu pat nespēj ārēji noteikt, vai iekārta šādā situācijā darbojas pareizi vai nē. Vizuāli var redzēt tikai blāvi kvēlojošas kvēlspuldzes, kurām tiek padots mazāks spriegums nekā nepieciešams.

Ar augstiem pārspriegumiem viss ir daudz vienkāršāk. Ja uz televizora, datora vai mikroviļņu krāsns barošanas ieeju padod 300–350 W, tad labākajā gadījumā tajos izdegs drošinātājs. Bet biežāk tie paši 'izdegs'. Un vēl labi, ja tas neizraisa reālu iekārtu aizdegšanos un ugunsgrēku.

Daudzdzīvokļu ēkas parasti ir pieslēgtas trīsfāzu tīklam 380 V, bet uz dzīvokli jau iet vienfāzes vadi 220 V no stāva elektrosadales skapja.

Galvenās problēmas ar sprieguma svārstībām daudzstāvu ēkās rodas darba nulles pārraušanas dēļ. Šo vadu elektriķi var nejauši sabojāt remonta laikā vai arī tas vienkārši izdeg no vecuma.

Ja uz mājas pievads līnijas ir uzstādīts komplekts ar nepieciešamo mūsdienīgas aizsardzības komplektu, tad šāda pārraušana izraisa UZO automātikas nostrādi. Viss beidzas samērā normāli.

Tomēr vecā dzīvojamā fondā, kur nav uzstādīti aizsargautomāti, nulles pazušana izraisa fāžu nesabalansētību. Un tad vienos dzīvokļos spriegums kļūst zems (50–100 V), bet citos – strauji augsts (300–350 V).

Kas katram galu galā nonāks kontaktligzdā, ir atkarīgs no konkrētajā brīdī tīklam pieslēgtās slodzes. To nevar precīzi aprēķināt un paredzēt iepriekš.

Rezultātā vieniem visa iekārta pārstāj darboties, bet citiem tā izdeg no pārsprieguma. Šeit arī nepieciešams sprieguma kontroles relejs. Ja rodas problēmas, tas atslēgs tīklu, novēršot televizoru, ledusskapju u.tml. bojājumus.

Privātajā sektorā problēma ar sprieguma svārstībām ir nedaudz atšķirīga. Ja kotedža atrodas lielā attālumā no ielas transformatora, tad pie palielināta elektroenerģijas patēriņa mājās līdz tam šajā galējā punktā voltāža var nokrist līdz kritiski zemām atzīmēm.

Rezultātā ilgstoša 'voltu' trūkuma dēļ elektromotori sadzīves elektroierīcēs neizbēgami sāks degt un sabojāties.

RKN ierīces paveidi

Visi releju modeļi, kas veic sprieguma regulatora funkcijas, tiek iedalīti vienfāzes un trīsfāzu.

Vienfāzes relejs. Parasti uzstāda kotedžās un dzīvokļos – vairāk mājas sadales skapjos nav nepieciešams.

Elektriskajos sadales skapjos privātmājās un daudzdzīvokļu ēkās parasti izmanto kompaktus vienfāzes relejus DIN sliedei (+).

Trīsfāzu relejs. Šādi RKN ir paredzēti rūpnieciskai lietošanai. Tos bieži izmanto trīsfāzu darbgaldu aizsardzības shēmās. Turklāt, ja pie šādas sarežģītas tehnikas ieejas ir nepieciešams šāds trīsfāznis, tad to bieži izvēlas kombinētā izpildījumā ar kontroli ne tikai pēc sprieguma, bet arī pēc fāžu sinhronizācijas.

Galvenais trūkums un vienlaikus priekšrocība trīsfāzu relejam – pilnīga barošanas atslēgšana izejā, ja pat vienā no ieejas fāzu līnijām ir sprieguma lēciens. Rūpniecībā tas nāk tikai par labu. Bet ikdienā bieži vien sprieguma svārstības vienā fāzē nav kritiskas, bet RKN ņem un atslēdz aizsargājamo tīklu.

Atsevišķos gadījumos šāda īpaši uzticama pārapdrošināšana ir nepieciešama. Tomēr pārliecinošā vairumā situāciju tā ir lieka.

Pēc izpildījuma veida un izmēriem

Viss sprieguma releju modeļu klāsts dalās trīs veidos:

• adapteri «spraudnis-rozete»;
• pagarinātāji ar 1-6 rozetēm;
• kompakti «paketnieki» uz DIN-sliedes.

Pirmie divi varianti tiek izmantoti, lai aizsargātu vienu konkrētu elektroierīci vai kādu grupu. Tie tiek ieslēgti parastā istabas rozetē.

Trešais variants ir paredzēts montāžai elektrosadalnē kā dzīvokļa vai privātmājas elektrotīkla aizsardzības sistēmas sastāvdaļa.

Apskatāmo regulatoru adapteriem un pagarinātājiem ir pietiekami lieli izmēri. Ražotāji cenšas tos padarīt pēc iespējas mazākus, lai tie ar savu izskatu nebojātu interjeru.

Bet sprieguma releja iekšējām sastāvdaļām ir savi stingri izmēri, turklāt tās vēl jākomplektē vienā korpusā ar rozeti un spraudni. Dizaina ziņā šeit nav kur pagriezties.

Releji uz DIN-sliedes montāžai sadales panelī ir kompaktāki, tajos nav nekā lieka. To pieslēgšana tīklam tiek veikta, izmantojot vadu un spaiļu savienojumu.

Pēc bāzes un papildfunkcijām

Releja iekšējā loģika un darbība sprieguma kontrolei tiek veidota, balstoties uz mikroprocesoru vai vienkāršāku komparatoru. Pirmais variants ir dārgāks, bet nodrošina precīzāku un vienmērīgāku RKN iedarbināšanas sliekšņu regulēšanu. Lielākā daļa šobrīd pārdoto aizsardzības ierīču ir veidotas uz mikroprocesora bāzes.

Augšējais (Umax) un apakšējais (Umin) slieksnis ir divi galvenie regulējamie RKN parametri – ja ieejas spriegums pārsniedz noteikto diapazonu, relejs atslēdz izejas līniju no elektriskās strāvas (+)

Vismaz uz releja korpusa ir pāris gaismas diožu, pēc kurām var noteikt sprieguma esamību ieejā un izejā. Uzlabotākas ierīces ir aprīkotas ar displejiem, kas parāda iestatītās pieļaujamās robežas un esošo spriegumu tīklā.

Sliekšņa vērtību regulēšana tiek veikta ar potenciometru ar graduētu skalu vai ar pogām, kas attēlo parametrus uz paneļa.

Pats par komutāciju atbildīgais relejs RKN iekšpusē ir izpildīts pēc bistabilās shēmas. Šai spolei ir divi stabili stāvokļi. Enerģija tiek tērēta tikai slēdža pārslēgšanai. Kontaktu noturēšanai aizvērtā vai atvērtā stāvoklī elektrība nav nepieciešama.

No vienas puses tas samazina enerģijas patēriņu, no otras – garantē, ka spole nesāks sasilt regulatora darbības laikā.

Izvēloties sprieguma releju, parametros jāskatās uz:

• darba diapazons voltos;
• iespējas iestatīt augšējo un apakšējo darbības sliekšņus;
• sprieguma līmeņa indikatoru esamība/neesamība;
• izslēgšanas laiks, iedarbojoties RKN;
• aizkaves laiks elektrības padeves atjaunošanai;
• maksimālo komutējamo jaudu kW vai caurlaides strāvu ampēros.

Pēc pēdējā parametra relejs jāņem ar rezervi 20–25%. Ja nav piemērota RKN esošajām lielajām slodzēm tīklā, tad tiek ņemts mazjaudas modelis, un tā izejai tiek pievienots magnētiskais starteris.

Ar sliekšņu iestatīšanu situācija ir šāda. Ja tos uzstāda pārāk stingri, tad releja darbības biežums būs augsts. Šeit nāksies iet uz kompromisu.

Šo parametru regulēšana jāveic tā, lai tie nodrošinātu atbilstošu aizsardzības līmeni, bet nepieļautu pārāk biežu RKN pārslēgšanu. Pastāvīgi ieslēgumi un izslēgumi nenāks par labu ne tīklam pievienotajai tehnikai, ne pašam sprieguma regulatoram.

Turklāt dažiem relejiem vispār nav iespējas pašiem koriģēt sliekšņus. Tie ir iestatīti "stingri". Piemēram, apakšējā robeža rūpnīcā ir iestatīta uz 170 V, bet augšējā – uz 265 V.

Šādi RKN ir lētāki, bet tie jāizvēlas uzmanīgāk. Vēlāk šīs ierīces nevarēs pārregulēt; kļūdu gadījumā aprēķinos būs jāiegādājas jauni, lai aizstātu nepiemērotos.

Izslegšanas un barošanas atjaunošanas laika parametru izvēle izejas līnijā ir atkarīga no pievienotās slodzes un konkrētā tīkla īpatnībām (+)

Ja elektrotīklā pastāvīgi rodas īslaicīgi (sekundes daļas) nelieli sprieguma kritumi, tad izslēgšanas laiku pēc apakšējā sliekšņa labāk iestatīt maksimāli. Tādā veidā darbību būs mazāk, un apdraudējums barotajam aprīkojumam būs minimāls.

Ieslēgšanas aizkavi jāizvēlas atkarībā no kontaktligzdā ieslēgto elektroierīču veida. Ja pievienotajai tehnikai ir kompresors vai elektromotors, tad sprieguma padeves laiks jāpalielina līdz 1–2 minūtēm.

Tas ļaus izvairīties no asiem sprieguma un strāvas lēcieniem, atjaunojot barošanu tīklā, kas pasargās ledusskapjus un gaisa kondicionierus no bojājumiem.

Bet datoriem un televizoriem šo parametru var samazināt līdz 10–20 sekundēm.

Kas ir labāks: stabilizators vs relejs

Nereti tā vietā, lai sadales skapī pieslēgtu elektriskās kontroles releju, ieteicams uzstādīt mājā sprieguma stabilizatoru. Atsevišķos gadījumos tas ir attaisnojams. Tomēr ir vairākas nianses, kas jāatceras, izvēloties vienu vai otru elektroierīču aizsardzības variantu.

Funkcionalitātes ziņā stabilizators ne tikai izlīdzina spriegumu, bet arī izslēdzas, ja pēdējais ir pārāk augsts. Savukārt sprieguma relejs ir tikai aizsardzības automātika. Šķiet, ka pirmais ietver otrā funkcijas.

Bet, salīdzinot ar RKN, stabilizators:

• dārgāks un trokšņo;
• inerstāks pēkšņās svārstībās;
• nav iespēju regulēt parametrus;
• aizņem daudz vairāk vietas.

Kad ieejas spriegums samazinās, lai stabilizatora izejā būtu nepieciešamie rādītāji, tas sāk "ievilkt" sevī vairāk strāvas no tīkla. Un tas ir tiešs ceļš uz vadu pārdegšanu, ja tie sākotnēji nav paredzēti šādam apstāklim.

Otrais galvenais stabilizatora mīnuss, salīdzinot ar kontroles releju, ir tā nespēja pārtvert pēkšņu sprieguma lēcienu nulles pārrāvuma gadījumā.

Pietiek burtiski ar pussekundi, kad rozetē ir 350–380 W, lai visa tehnika mājā sadegtu. Bet lielākā daļa stabilizatoru nespēj pielāgoties šādām izmaiņām un laiž cauru augstu spriegumu, izslēdzoties tikai pēc 1–2 sekundēm no pārsprieguma sākuma.

Papildus stabilizatoriem un relejiem, lai aizsargātu līniju no sprieguma svārstībām tīklā, var izmantot arī maksimālā un minimālā sprieguma atvienotājus. Bet tiem, salīdzinot ar RKN, ir lielāks darbības laiks. Turklāt tie neieslēdz barošanu atpakaļ automātiskā režīmā, un pēc darbības tie vairāk līdzinās RCD.

Pēc elektroenerģijas atslēgšanas šie atvienotāji būs jāpārslēdz atpakaļ sākotnējā stāvoklī manuāli.

RKN pieslēgšanas shēmas

Sadalsskapī sprieguma relejs vienmēr tiek uzstādīts pēc skaitītāja fāzes vada pārtraukumā. Tam ir jākontrolē un pēc nepieciešamības jāatslēdz tieši "fāze". Citādi to nevar pieslēgt.

Visbiežāk vienfāzes patērētājiem tiek izmantota standarta shēma ar tiešo slodzi caur releju (+)

Galvenās vienfāzes tīkla sprieguma regulatora releju pieslēguma shēmas ir divas:

• ar tiešo slodzi caur RKN;
• ar slodzes pieslēgšanu caur kontaktoru – ar magnētiskā palaišanas releja pieslēgšanu.

Uzstādot elektrosadalni mājā, praktiski vienmēr tiek izmantots pirmais variants. Pārdošanā ir pietiekami daudz dažādu RKN modeļu ar nepieciešamo jaudu. Turklāt nepieciešamības gadījumā šos relejus var uzstādīt arī pēc paralēlas shēmas, pieslēdzot katram no tiem atsevišķu elektroierīču grupu.

Ar uzstādīšanu viss ir ārkārtīgi vienkārši. Standarta vienfāzes releja korpusā ir trīs spailes – "nulle" plus fāzes "ieeja" un "izeja". Jātikai nesajaukt pieslēdzamos vadus.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Lai Jums būtu vieglāk orientēties pieslēguma shēmās un piemērota sprieguma regulatora releja izvēlē, mēs esam sagatavojuši video materiālu izlasi ar visu šīs ierīces darbības nianšu aprakstu.

Kā aizsargāt iekārtas no elektrotīkla svārstībām ar RKN palīdzību:

Sprieguma releja iestatīšana:

Tīkla sprieguma kontroles relejs ir lieliska aizsardzība pret 'nulles pārrāvumu' un pēkšņiem sprieguma lēcieniem. To pieslēgt nav grūti. Vajag tikai ievietot atbilstošos vadus spailēs un pievilkt tos.Gandrīz visos gadījumos tiek izmantota standarta shēma ar tiešo slodzi caur RKN.

Dalieties ar lasītājiem savā pieredzē par sprieguma releja pieslēgšanu un lietošanu. Lūdzu, atstājiet komentārus, uzdodiet jautājumus par raksta tēmu un piedalieties diskusijās – atsauksmju forma atrodas zemāk.