Качество электроэнергии определяется ее нормативными показателями. Всяческие отклонения в сторону увеличения или понижения напряжения могут вызвать негативные последствия для электроприборов и оборудования. Наиболее эффективным решением данной проблемы будет устройство защиты многофункциональное УЗМ-51М, защищающее не только от скачков и перепадов напряжения, но и от импульсов, вызванных разрядами молний и другими факторами.
Назначение
Многие хозяева задаются вопросом, зачем нужен этот УЗМ? Отвечая на него, следует отметить, что основной функцией реле контроля напряжения является быстрое отключение потребителей при резких скачках и перепадах напряжения. Это происходит в тех случаях, когда ток выходит за установленные граничные пределы от 160 до 280 В. Дополнительно УЗМ обеспечивает защиту от скачков импульсного характера в одно- и трёхфазных сетях, возникающих при ударах молнии, а также в момент включения мощных электрических агрегатов.
Установка реле контроля напряжения осуществляется на вводе линии в помещение, перед всеми потребителями и нагрузками. В случае аварийных ситуаций УЗМ-51М разрывает цепь за доли секунды, не допуская выхода из строя подключенного оборудования.
УЗМ по сути является контроллером напряжения, состоящим из электромагнитного реле и защитного варистора. Его можно использовать при любой конфигурации и схеме подсоединения электрических сетей. Установка УЗМ не отменяет установку других защитных средств – УЗО, автоматов и т.д.
Характерные особенности УЗМ:
- Возможность регулировки границ срабатывания.
- Может работать с дистанционным управлением.
- Для защиты от импульсов используется варистор и полупроводниковые элементы.
- Задержка по времени, устанавливаемая для высокого и низкого напряжения.
Приборы Меандр УЗМ чаще всего используются в быту и устанавливаются в квартирах и частных домах. При аварии объект оказывается полностью или частично обесточенным и находится в таком состоянии, пока напряжение не придет в норму.
Конструкция
Основными деталями многофункционального реле контроля напряжения являются внутреннее реле и варистор, выполняющий основную защитную функцию. Все детали размещаются в прочном пластмассовом корпусе. В его верхней части размещаются входные клеммы L и N для фазного и нулевого проводов. Снизу расположены выходные клеммы под аналогичные выходные проводники. Все клеммы отличаются конструкцией туннельного типа, обеспечивающей высокое качество зажима проводников и кабелей сечением до 35 мм2.
На передней панели размещаются два индикатора. Один из них работает в режимах зеленого и красного цвета, оповещая о состоянии напряжения в сети на данный момент. Зеленый цвет указывает на норму, а красный – на аварийную ситуацию. Индикатор со светодиодом желтого цвета сигнализирует о рабочих процессах встроенного реле. Рядом с ними находится тестовая кнопка, с помощью которой управление прибором может осуществляться вручную. С лицевой стороны расположены регуляторы для установки граничных пределов рабочего диапазона напряжения.
Основным управляющим компонентом реле контроля напряжения УЗМ-51М служит микроконтроллер PIC12F683. В нем имеется 6 выходов, а все действия совершаются в реальном времени. Характеристики элементов обеспечивают нормальную работу реле даже при напряжении 440 вольт в течение продолжительного времени. Многие компоненты, расположенные на плате изготовлены в варианте SMD.
Благодаря такому расположению, конструкция отличается высокой механической прочностью. В моделях последних выпусков размеры клемм были увеличены до 9 х 8,2 мм, а во избежание ошибок при монтаже, на них установлены специальные защитные флажки.
Принцип работы
В передней части УЗМ-51М расположены два индикатора. Первый горит поочередно зеленым или красным цветом, в зависимости от того, находится ли прибор в нормальном или аварийном состоянии. Индикатор желтого цвета во включенном положении указывает на приведение аппарата в рабочее состояние.
Действие защитного устройства практически не отличается от реле напряжения УЗМ-51 и происходит в следующем порядке. В рабочем состоянии, когда прибор подключен к сети, он выполняет постоянную проверку напряжения на линии. Если неожиданно появились импульсы высокого напряжения, способные повредить нагрузку, в работу включается варистор, шунтирующий их до приемлемого уровня.
Двухцветная индикация отображает все процессы и действия, совершаемые внутри подключенного устройства. Если напряжение подходит к верхнему пределу срабатывания, красный светодиод начинает моргать, а желтый горит постоянным светом. При пересечении условной границы, происходит отсечение нагрузки, красный светодиод горит постоянно, а желтый гаснет.
После того как напряжение снизилось до нормативного, происходит включение схемы временной задержки, после которой нагрузка будет вновь включена в сеть. В этот период индикатор горит зеленым мерцающим светом. Постоянное зеленое свечение указывает на окончание задержки и подключение потребителей к питанию. Если же в период задержки напряжение вновь подскочит вверх, система будет сброшена и все действия начнутся заново.
Во втором случае рассматривается вариант с понижением напряжения. В такой ситуации мерцать будет уже не красный, а зеленый светодиод. Это продолжается до перехода напряжением нижней границы срабатывания. Далее включается задержка по времени и начинается отсчет. После отсечения нагрузки загорается красный светодиод, мерцающий с интервалом в две секунды. После выравнивания напряжения до нормативного значения задержка вновь срабатывает, а индикатор загорается зеленым цветом, указывающим на включение нагрузки в сеть.
Характеристики
При выборе УЗМ необходимо в первую очередь обращать внимание на его показатели и характеристики. К основным рабочим параметрам можно отнести наиболее значимые, рассмотрим их:
- Максимальное напряжение, которое поддается ограничению – 1,2 кВ.
- Энергия одиночного импульса, преодолеваемая устройством – не более 200 Дж.
- Величина тока при одиночном и повторяющемся импульсе 8/20 мкс, поддающаяся шунтированию – 6000 А.
- Импульсная защита в однофазном варианте срабатывает в течение 25 нс и менее.
- Границы повышенных напряжений общего и критического, когда отключается нагрузка – 265 и 300 вольт плюс-минус 15 В.
- То же самое для пониженных напряжений – 170 и 130 вольт плюс-минус 10 В.
Устройство защиты многофункциональное УЗМ-51М работает при номинальном напряжении 230 В, с частотой 50 Гц. Наибольшее значение напряжения, которое он может выдержать в течение заданного времени составляет 440 вольт. Потребление для собственных нужд электроэнергии не превышает 1,5 Вт*ч, мощности – не более 1,5 Вт.
Контакты устройства обладают хорошей коммутирующей способностью. Приборы УЗМ-51М свободно выдерживают нагрузку с номинальным током 63 А при использовании медных проводников площадью сечения не ниже 16 мм2. Наибольшее значение тока у таких нагрузок не должно превышать 80 ампер. Максимальная величина перегрузочного тока, при которой не произойдет сваривание контактов, составляет 2000 А, при времени взаимодействия с УЗМ не более 10 мс. Ток короткого замыкания, не вызывающий разрушений, находится в пределах 3000 А.
Задержки ускоренных отключений по верхнему и нижнему критическим порогам составляют 20 и 100 мс соответственно. Обычные задержки при повышении верхнего и нижнего порогов будут в пределах 0,2 и 10 секунд. Температурный диапазон для нормальной работы прибора модели 51М УХЛ4 – от -25 до +55 градусов, в исполнении УХЛ2 – от -40 до +55 градусов.
Габаритные размеры – длина, ширина и высота соответствуют 83х35х63 мм, масса изделия не превышает 160 грамм.
Схема подключения
Наиболее часто подключение УЗМ-51М выполняется в однофазных сетях на 220 В. УЗМ устанавливаются непосредственно на входе в квартиру или частный дом. К верхним клеммам подключаются фаза и ноль, приходящие от наружной сети. Далее к нижним клеммам подключаются провода, уходящие к потребителям. Чтобы не было путаницы, сбоку наносится схема подключения, а на корпусе возле клемм имеется соответствующая маркировка. В любом случае следует быть внимательным, поскольку у разных производителей входные и выходные клеммы располагаются по-разному.
Монтаж УЗМ-51М может выполняться ко всей нагрузке или только к отдельным группам потребителей. Место установки определяется заранее, но вначале устанавливается вводный автомат, затем, электросчетчик, а уже после них – многофункциональное устройство УЗМ.
Для трехфазной сети существует своя схема подключения УЗМ. Если три фазы переходят в три однофазные линии, то на каждую из них потребуется отдельный прибор. При подключении к трехфазным потребителям, потребуется и специальное защитное устройство.
Настройка
Вся настройка параметров выполняется двумя ручными регуляторами, расположенными на передней панели. Главное – знать, как ими правильно пользоваться. В каждом из них имеется прорезь под плоскую отвертку. Верхний регулятор со шкалой от 240 до 290 В служит для установки верхнего порога напряжения с погрешностью 3 вольта. Шкала нижнего регулятора находится в диапазоне от 100 до 210 В и применяется для выставления нижней границы напряжения с такой же погрешностью.
Конструкция и схема УЗМ-51М позволяют выполнить самостоятельное изменение времени задержки, требующегося для его включения. Она устанавливается только на 10 секунд или на 6 минут в следующем порядке:
- Нажать на кнопку ТЕСТ и выключить устройство защиты УЗМ.
- Вновь нажать на эту кнопку и удерживать ее до начала мигания индикатора. Свечение зеленого светодиода указывает на установленную задержку в 10 секунд, красного – на 6 минут.
- Кнопка отпускается, после чего она вновь нажимается, прибор подключается и оказывается в рабочем режиме.
Следует помнить, что нажатие тестовой кнопки в аварийном режиме не приведет к отключению нагрузки. Принудительное отключение нагрузки проявится в поочередном моргании светодиодов зеленого и красного цвета.
