Состояние напряжения и его допустимые отклонения во многом определяют качество электроэнергии в данной сети. Перепады и скачки крайне отрицательно влияют на приборы, оборудование и бытовую технику, нередко вызывают их поломки и выход из строя. Предотвратить подобные негативные явления помогают устройства защиты многофункциональные – УЗМ, контролирующие состояние сети, выполняющие своевременное отключение питания в нештатных ситуациях.
Что такое УЗМ
В настоящее время многие квартиры и частные дома буквально насыщены всевозможной электроникой и оборудованием. В связи с этим, возрастает и вероятность их повреждения в случае каких-либо отклонений от нормативного значения напряжения.
Поэтому основное назначение УЗМ будет следующим:
- Отключение питания в случае чрезмерного повышения или понижения напряжения. В обоих случаях может серьезно пострадать бытовая техника, а тонкая электроника сразу же выходит из строя. Когда параметры напряжения восстанавливаются, подключение питания возобновляется автоматически.
- Сглаживание кратковременных импульсных скачков напряжения, возникающих при включении в другие сети, расположенные рядом, отдельных видов мощного оборудования – сварки, электродвигателей и т.д.
- Некоторые модели, отмеченные маркировкой МД, могут отслеживать наличие искрения в проводке и своевременно отключать питание при возникновении аварийных ситуаций.
Использование многофункциональных устройств существенно увеличивает сроки эксплуатации проводки и устройств, подключенных к ней. УЗМ можно не устанавливать при наличии стабилизатора на входе. Стабилизирующие устройства эффективно сглаживают все недостатки, но и стоят они значительно дороже по сравнению с реле напряжения.
Конструкция
Общее устройство любого УЗМ условно делится на две части. Вход оборудуется варистором, выполняющим сглаживание всплесков или падений напряжения кратковременного характера. На выходе устанавливается силовое реле, отключающее нагрузку в опасных ситуациях. Модификации МД дополнительно оборудуются средствами обнаружения искрения в проводке. Все приборы предназначены для монтажа на ДИН-рейку.
Входные клеммы устанавливаются в верхней части пластикового корпуса, а выходные – в нижней. Их размеры вполне достаточны для подключения проводников площадью сечения до 35 мм2. В момент срабатывания УЗМ происходит разрыв только фазного проводника, поскольку нейтраль в коммутационных процессах не участвует. Она проходит через весь прибор от входа к выходу. Устройство защиты УЗМ может быть установлено на вход или подключаться на линии отдельных групп потребителей.
Лицевые панели в различных моделях УЗМ существенно отличаются по своему наполнению. Общим является наличие индикаторов рабочего и аварийного режимов с зеленым и красным светодиодами. Отдельные индикаторы указывают на причину отключения – перепад напряжения или электрическую дугу. Также устанавливаются регулировочные рукоятки, задающие верхний и нижний пределы напряжения, при которых отключается и включается питание. Практически во всех УЗМ имеется кнопка ручного управления, используемая в особых случаях.
На боковой панели имеется общая схема устройства и принципиальная схема подключения УЗМ. Варисторы, установленные на входе, выполняют несколько функций. Первый рассчитан на 680 вольт. Он ограничивает импульсные коммутационные перегрузки малой мощности. Второй варистор способен выдержать 620 вольт, он обеспечивает защиту по питанию. Всей работой УЗМ управляет специальный контроллер.
Как работает
Действие реле лучше всего рассматривать в различных ситуациях, поскольку в каждом случае они реагируют по-разному, хотя принцип работы один и тот же.
В момент подачи питания или повторного пуска реле напряжения УЗМ выполняются следующие действия:
- В течение 5 секунд ничего не происходит. Во время этой паузы выполняется проверка параметров сети и работоспособности самого устройства.
- При нормальных показателях напряжения загорается зеленый мигающий свет. Он продолжается в течение задержки по времени, установленной пользователем для включения нагрузки. Этот период составляет 10 секунд или 6 минут и выставляется во время самого первого запуска прибора.
- По окончании периода задержки загорается желтый светодиод, а зеленый перестает моргать и горит постоянным светом. Следовательно, прибор находится в нормальном рабочем режиме.
При выборе продолжительного 6-ти минутного интервала ожидания и необходимости ускорить включение устройства, используется кнопка ТЕСТ. После нажатия реле автоматически проверяется, а затем сразу же включается.
Если в сети обнаружен дуговой ток, об этом сигнализируют сразу два светодиода – «авария» и «дуга». Нагрузка сразу же отключается и через 30 секунд выполняется повторная попытка включения с установленной задержкой. При вновь обнаруженном искрении в течение 20 минут, питание будет отключено уже на 4 минуты, после чего вновь производится отслеживание состояния.
Когда искрение обнаруживается в третий раз, питание полностью отключается и автоматически включено не будет. Запуск производится вручную, и при наличии отклонений прибор не включится. Если же все в порядке, то подключение устройства и работа индикаторов будут такими же, как при первом пуске.
В случае скачков напряжения индикаторы защитного устройства будут реагировать следующим образом:
- При подходе напряжения к верхнему или нижнему порогу, начинают моргать соответственно красный и зеленый индикаторы, каждый в своем случае. Мигание начинается за 5 вольт до граничного предела.
- Если напряжение пересекло верхнюю границу, питание будет отключено, а красный светодиод горит постоянным светом. Падение ниже нормы также вызывает отключение нагрузки, желтый светодиод гаснет, а красный начинает моргать с интервалом 2 с. Когда напряжение поднимается до нормы, начинается моргание зеленого света, а нагрузка после выдержки подключается автоматически.
Характеристики
Общие показатели будут примерно одинаковыми для всех разновидностей приборов. Самое главное, знать, для чего они нужны и на какие параметры обращать внимание при выборе устройства. Более подробно все характеристики отражены в технической документации.
Наиболее значимыми среди них являются следующие:
- Возможность по ограничению напряжения при токовой помехе 100А не превышает 1,2 кВ.
- Способность к поглощению максимальной энергии одиночного импульса 10/1000 мкс составляет 200 Дж.
- Стандартная импульсная защита должна срабатывать в течение 25 нс и менее.
- Пороги отключения нагрузки по превышению верхнего предела устанавливаются в диапазоне от 240 до 290 вольт.
- То же самое при верхнем критическом пороге и ускоренном отключении нагрузки – 300 В плюс-минус 15 вольт.
- Порог отключения при пониженном напряжении устанавливаются в пределах от 210 до 100 В.
- Нижний критический порог и ускоренное отключение установлены показателем 80 В плюс-минус 10 вольт.
- Показатели питания приборов в среднем составляют: номинальное напряжение – 230 В, частота – 50 Гц, максимальное напряжение – 440 В.
- Электроэнергия, поступающая в работающие приборы для своих нужд, составляет 1,5 Вт*ч, мощность – 1,5 Вт.
- Нагрузочный ток (номинальный) при условии использования медных проводов, площадью сечения не ниже 16 мм2 – 63 А.
- Мощность нагрузки (номинальная) при напряжении 250 В – 14,5 кВт.
- Максимальный нагрузочный ток, который может выдерживаться прибором в течение 30 минут – 80 А.
- Максимальная мощность нагрузки в аналогичной ситуации – 20 кВт.
- Величина максимально допустимого тока короткого замыкания – 4500 А.
Это были физические показатели, а основные технические параметры УЗМ будут следующие:
- Задержка по времени первичного или повторного включения – 10 с или 6 минут.
- Задержки ускоренного отключения: верхний критический порог – 20 мс, нижний критический порог – 100 мс.
- Задержки отключения: при скачке напряжения, превышающем верхний порог – 0,2 с, при падении ниже нижнего порога – 10 с.
- Рабочие температуры находятся в диапазоне: в исполнении УХЛ2 – от -40 до +55 градусов, в исполнении УХЛ4 – от -25 до +55 градусов.
- Степень защищенности составляет: по корпусу – IP40, по клеммам – IP0.
Устройство для квартиры и дома предназначено для работы в круглосуточном режиме. Средние габариты – длина, ширина и высота составляют 83х35х67 мм, вес 160-170 грамм. Срок эксплуатации, определяемый производителем – ни ниже 10 лет.
Схема подключения и настройка
Правильные настройки во многом влияют на эффективность работы защитной аппаратуры. Поэтому, когда выполнена установка УЗМ, перед самым первым пуском, необходимо отрегулировать верхний и нижний пороги напряжения. Для этого на передней панели имеются регулировочные рукоятки со шкалой напряжений.
Отдельно проводится тестирование специальной кнопкой, проверяется как работает прибор, после чего через 5 секунд загорается зеленый светодиод, а за ним активируется и желтый индикатор. Если все параметры находятся в пределах нормы, то через 10 секунд включится встроенное силовое реле.
Время включения УЗМ настраивается следующим образом:
- УЗМ изначально должен быть выключен. Включенный прибор деактивируется тестовой кнопкой.
- После этого нужно повторно нажать кнопку ТЕСТ и удерживать в течение 10 секунд до появления частых морганий зеленого светодиода. Если требуется решить задачу, как подключить задержку в 6 минут, кнопка не отпускается и удерживается далее до появления частых морганий красного светодиода.
- В конце настройки кнопка отпускается и нажимается вновь для запуска прибора с обновленными параметрами.
