Устройство защиты многофункциональное узм-3-63к, нагрузка до 63а на каждую фазу

Какие проблемы существуют в домашней сети и как защитить абонентские сети от расхождения параметров

• превышение допустимого напряжения более, чем на 10 %;
• снижение напряжения в сети (просад) более, чем на 10 %;
• кратковременное скачкообразное повышение или снижение напряжения;
• изменение частоты переменного тока;
• искрение, дуга на контактах при включении мощного потребителя;
• обрыв нуля, как следствие — перекос фазы;
• короткое замыкание на линии или внутри электроприбора.

Часть этих проблем возникает по вине пользователя (содержание оборудования и линий в ненадлежащем состоянии), часть — по вине энергоснабжающей компании. Об этом расскажем подробнее.

Качество энергоснабжения зависит от целого ряда причин:

• изношенность и соответствие проектной нагрузке линий электропередач;
• техническое состояние (и собственно наличие) трансформаторных подстанций на каждой абонентской линии;
• работоспособность автоматики для поддержания параметров электросети в норме;
• распределение нагрузки между фазами;
• законность подключения новых абонентов (бывают случаи превышения нормативов ТУ).

Приведем пример

Условие: трехфазный ввод в многоэтажный дом, общий нуль, фазы «A», «B» и «C» равномерно распределены между подъездами 1, 2 и 3. По какой угодно причине (коррозия, механическое повреждение и прочее) происходит обрыв нуля. В это время 1 подъезд нагружен максимально (бойлеры, электродуховки), 2 подъезд — средняя нагрузка (холодильники, освещение), 3 подъезд — минимальная (пара телевизоров и несколько компьютеров).

Что произойдет с каждой фазой?

1. Фаза «A» — 1 подъезд. Напряжение упадет до минимального значения, близко к нулю.
2. Фаза «B» — 2 подъезд. С большой долей вероятности, напряжение останется в пределах 220 В, хотя возможно плавающее изменение потенциала.
3. Фаза «C» — 3 подъезд. На линии с минимальной нагрузкой напряжение приближается к значению между фазами, то есть порядка 380 В.

Поскольку рабочий ток для каждого подключенного абонента (группы абонентов) не превысил установленного значения, автомат защиты по току не сработает. Электроприборы на линии «C» (3 подъезд) выйдут из строя, в самом тяжелом случае — банально сгорят. Часто такая ситуация приводит к пожару.

Как правило, мы не задумываемся, что схема подключения электроэнергии к нашему счетчику вовсе не однофазная. Это касается не только дачных поселков и небольших деревень. Любая абонентская сеть в городах, будь то Москва или районный центр на Дальнем Востоке, создается по единому принципу.

Можно установить индивидуальную трансформаторную подстанцию или мощный стабилизатор. Но стоимость такого оборудования может превысить потери при аварийной ситуации на линии 220 В. Какой выход? Установить устройство защиты УЗМ.

По надежности срабатывания и степени защиты — устройства аналогичные. Однако устройство защиты многофункциональное: например, УЗМ 51М, замыкает цепь самостоятельно, после восстановления параметров электропитания. А вот УЗИс надо включать вручную.

Принцип работы и инструкция

Регуляторы, расположенные на корпусе реле и предназначенные для настройки порогов отключения, управляются посредством отвертки. С помощью верхнего выставляется необходимое значение в пределах от 240 до 290 вольт. С помощью нижнего – от 100 до 210 вольт. Погрешность измерения напряжения в сети составляет 3 В.

В соответствии с инструкцией по применению УЗМ-51м перед началом работы производится тестирование. При этом происходит пятисекундная задержка и активация лампы зеленого цвета, после чего только включается внутреннее реле. При нормальном напряжении активируются два индикатора – желтый и зеленый, для быстрого запуска можно нажать кнопку тестового режима.

Включение реле после скачка напряжения происходит спустя 10 секунд после его стабилизации в установленных пределах. Предусмотрена возможность регулировки времени включения реле после скачка в сети. Она может быть настроена на 10 секунд или 6 минут, без промежуточных интервалов. Для ее настройки необходимо:

1. Деактивировать устройство посредством нажатия кнопки тестового режима.
2. Второй раз нажать и удерживать кнопку до начала частого включения и выключения лампы зеленого цвета. Это означает, что интервал включения выставлен на 10 секунд. Красная лампа обозначает выставление времени активации на 6 минут.
3. Отпустить кнопку и снова ее нажать для запуска устройства.

Стоит помнить, что нажатие кнопки тестового режима способствует дальнейшей работе устройства при аварии. Когда значение приближается к максимальному, начинается мерцание красной лампы. При превышении его желтая лампа деактивируется, а красная – наоборот.

Согласно схеме подключения УЗМ-51м при скачке в нижнюю сторону происходит сначала мерцание зеленой лампы, затем включается счетчик времени до выключения и мерцание красной лампы. После этого активируется красная лампа с интервалом две секунды, а оранжевая лампа деактивируется. При стабилизации вольтажа включается счетчик секунд/минут до включения, это сопровождается мерцанием зеленой лампы. Если показания сети выходят за пределы установленных границ, время отсчитывается с нуля. По истечении срока задержки устройство активируется.

Если мигают красная и зеленая лампа по очереди, это означает принудительное отключение реле посредством кнопки тестового режима. При нажатии ее второй раз и задержке нажатия на 2 секунды обеспечивается нормальная работа реле.

Активация УЗМ приводит к разрыву силового провода, нулевая фаза монтируется сквозной и не коммутируется. Возможно подключение кабеля нулевой линии с одной стороны. Это позволяет соединить нулевые фазы внизу при соединении трехфазных линий.

Принцип работы

Теперь рассмотрим, как работает УЗМ-3-63. При подаче электричества на входные клеммы загораются зеленые индикаторы L1, L2, L3. Устройство измеряет напряжение на входе, последовательность чередования фаз, а также частоту переменного тока в сети. Если параметры электросети в норме и удовлетворяют установленные значения, происходит отсчет времени повторного включения, установленное пользователем. После этого загорается желтый индикатор и включается силовое реле, подавая электричество на нагрузку.

В том случае если параметры сети не соответствуют установкам контроллера, нагрузка отключается. При этом:

• горит «U<«, значит напряжение электросети ниже установленного значения;
• горит «U>», значит параметры сети выше установленного значения;
• частые одновременные вспышки красных индикаторов, значит частота сети не соответствует норме 50 Гц;
• медленное одновременное мигание этих индикаторов сигнализирует о перекосе фаз, напряжение между любой из фаз отличается более чем 25 %.

Конструкция и технические характеристики

Электромагнитное реле и схема защиты помещены в пластмассовый корпус, на верхнюю часть которого вынесены входные клеммы (L — фаза и N — земля), а на нижнюю — выходные (U — фаза и N — земля). Они предназначены для качественного зажима кабеля площадью поперечного сечения до 30 кв. мм.

На передней панели располагаются индикаторы, показывающие нормальный режим работы или аварию при недопустимых значениях напряжения. Желтый цвет другого индикатора свидетельствует о нормальной работе электромагнитного реле. На корпусе расположена кнопка, включающая тестовый режим. Он применяется для проверки и настройки устройства. Чтобы настроить значения нижнего и верхнего пределов напряжения, необходимо использовать специальные регуляторы на лицевой панели аппарата.

Управление устройством осуществляется при помощи контроллера типа PIC12F683, который работает постоянно. Реле рассчитано на работу при напряжении 430 В на протяжении длительного времени. Элементы схемы защиты и управления на плате представлены в виде SMD-деталей. Размеры прибора составляют 83х35х63 мм. Основные технические характеристики аппарата следующие:

• Максимальное значение тока при коммутации: 63 А.
• Уровень защиты от перегрузок и скачков напряжения: двухпороговая.
• Варисторная защита от импульсных скачков.
• Наличие дистанционного управления.
• Напряжение питания: от 36 до 430 В.
• Рекомендуемые пороги: от 175 до 260 В.
• Возможность ограничения значения напряжения при токе в 100 А: < 1,2 кВ.
• Энергия поглощения одиночного импульса (10/1000 мкс): 200 Дж.
• Максимальное значение тока поглощения при импульсах (8/20 мкс): при одиночном — 8 кА, а при повторяющихся — 6 кА.
• Время срабатывания: не более 25 нс.
• Настройка порога отключения потребителей при повышении значения напряжения: 240, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 280, 285, 290 В.
• Ускоренное отключение потребителей при критических напряжениях при высоких и низких порогах: 80 и 300 В соответственно.
• Настраиваемый порог, при понижении напряжения: 210, 190, 175, 160, 150, 140, 130, 120, 110, 100 В.
• Частота тока питания: 50 Гц.
• Мощность, потребляемая при работе устройства: 1,5 Вт.
• Максимальные ток нагрузки и мощность: 80 А и 14,5 кВт.
• Ток короткого замыкания: 4,5 кА.
• Задержка повторного включения: выбор пользователя (10 с или 6 мин).
• Значение задержек отключения по верхнему и нижнему значениям напряжения, а также при критических нижнему и верхнему порогам: 20 мс, 100 мс, 10 с и 0,2 с соответственно.
• Площадь поперечного сечения проводов, подключаемых к устройству: от 0,5 до 25 кв. мм.
• Рабочие температуры: от -25 до +55 градусов по Цельсию.
• Срок эксплуатации: не менее 10 лет.
• Производитель: Россия.

Кроме того, УЗМ-51М обладает низким значением сопротивления, что способствует отличному прохождению через него электричества. Настройка значений пределов отключения производится быстро и просто. В аппарате устанавливается предохранитель заводского производства на 220 В, который не следует заменять другим номиналом. Инструкция УЗМ-51М написана понятно и на русском языке.

Принцип работы

Руководство по эксплуатации полностью описывает все детали работы прибора УЗМ-50ЦМ и важно ознакомится с ним до установки и настройки прибора. В этом обзоре мы кратко опишем его основные особенности работы

После монтажа и подключения, при подаче питания на устройство, оно автоматически подаёт напряжение в нагрузку через 10 секунд, при этом на его дисплее происходит обратный отсчет и индикатор «реле» загорается и постоянно горит желтым цветом. На электронном дисплее устройство защиты показывает текущее напряжение в сети, а один раз в двадцать секунд на дисплее на одну секунду высвечивается буква U и после отображается текущее напряжение в сети. Если на 1 секунду зажать и отпустить кнопку «—», устройство перейдет в режим отображения следующего параметра — тока, повторное нажатие переведет устройство в режим отображения мощности.

Если опять (в режиме отображения мощности) удерживать «—» 1 секунду, то устройство отобразит установленный уровень верхнего и нижнего уровня напряжения, тока и мощности, а если удерживать в течение 5 секунд при этом, то УЗМ перейдет в режим «Настройка». Сохранение установленных пределов происходит автоматически, или при переходе в режим установки следующего параметра удержанием кнопки «—» в течение 5 секунд. Инструкция по настройке порогов напряжения находится в руководстве по эксплуатации, откуда и взят алгоритм по работе с прибором, приведенный в иллюстрации ниже.

При регистрации скачка напряжения, отличающегося от нормальных значений, производится отключение прибора при этом загорается красный светодиод, обозначающий аварию. При возникновении аварийной ситуации электронный дисплей сохраняет индикацию текущего напряжения в сети.

После того, как напряжение восстанавливается до нормального (в пределах установленного порога), устройство восстанавливает работоспособность сети, включая питание.

Конструкция

Рассматриваемой прибор – это устройство контроля напряжения в сети переменного тока, снабженное внутренним реле и варисторной системой защиты. На верхнюю часть пластмассового корпуса реле напряжения УЗМ-51м вынесены входные клеммы L и N, на нижнюю – выходные U и N. Они характеризуются туннельной конструкцией, что гарантирует качественный зажим кабеля площадью до 35 мм2.

Впереди располагается пара индикаторов. Один отвечает за извещение о режиме работы, зеленый цвет говорит о нормальной эксплуатации, красный – о поломке в сети. Второй индикатор светится желтым цветом, сигнализируя о работе встроенного реле. Здесь же расположена кнопка включения тестового режима, отвечающая за ручное управление. На корпусе находятся регуляторы пределов рабочего диапазона напряжения.

В качестве управляющего элемента выступает PIC12F683 – микроскопичный контроллер с 6 выводами, работающий в режиме реального времени. Все составляющие реле способны работать при напряжении 440 В в течение длительного времени. На плате имеется большое количество элементов в SMD-исполнении. Высокое качество и простая конструкция обеспечивают высокий спрос на прибор.

Назначение и область применения

УЗМ-51М (устройство защитное многофункциональное) применяется для предохранения электрооборудования от скачков напряжения в однофазных электросетях любых помещений.

Данное устройство отключает источники потребления при увеличении или уменьшении питающего напряжения, а также гасит его импульсные высоковольтные скачки. Причины возникновения этих отклонений могут быть разные:

• перегрузка трансформаторных подстанций;
• включение мощных асинхронных двигателей и сварочных аппаратов;
• короткое замыкание или обрыв нулевого провода;
• попадание молнии в питающую ЛЭП.

УЗМ-51М обычно применяют в бытовых электросетях, устанавливая после электросчётчика и автоматического выключателя на вводе электропитания в помещение. Его также можно использовать в трёхфазных сетях.

Щитки на 250 В

С целью защиты электрооборудования на щиток 250 В часто устанавливается УЗМ-51М. Схема подключения устройства предполагает использование компаратора

Однако важно отметить, что конденсаторы используются только с низкой емкостью. В данном случае триггеры проводного типа ставятся очень редко

Для решения проблем с магнитными помехами используются фильтры различных типов.

Триггер в данном случае разрешается устанавливать цифрового либо аналогового типа. Если рассматривать щитки серии ВО, то целесообразнее применять варисторы. Указанные устройства способны работать только с аналоговыми триггерами. В данном случае максимальное сопротивление равняется 55 Ом

Также важно отметить, что перегрузка сети в среднем составляет 3,5 А. Если рассматривать схемы с цифровыми триггерами, то для улучшения проводимости тока применяются демпферы

Указанные элементы устанавливаются за трансиверами.

Конструкция

УЗМ-3-63 изготавливается в корпусе для установки на DIN-рейку шириной 35 мм. На передней крышке расположены болтовые клеммы для подключения проводов, что видно на фото:

Также на лицевой панели расположены регуляторы максимального «U max» и минимального напряжения «U min», а так же регулятор выдержки времени повторного включения. Индикатор красного цвета превышения напряжения «U>», лампочка желтого цвета, сигнализирует о включении встроенного силового реле, а также красный светоиндикатор, сигнализирующий о снижении напряжения «U<«.

Ниже в ряд расположились индикаторы фаз, зеленые светодиоды L1, L2, L3, сигнализирующие о наличии линейного напряжения на силовых клеммах. Вверху корпуса многофункционального устройства расположились силовые клеммы ввода, имеющие маркировку N, L1, L2, L3, подписанные как вход. С противоположной стороны расположены клеммы с надписью выход и промаркированы N, U, V, W. Также на УЗМ-3-63 присутствуют клеммы для подключения дистанционного управления: Y1, Y2.