Что такое реле контроля фаз: 125 фото лучших моделей, преимущества и недостатки применения

Разновидности трехпозиционных переключателей

Трехпозиционный пакетный переключатель

Электрические переключатели на 3 положения выпускаются в различных вариантах исполнения. Некоторые модели снабжены опцией фиксации положения переключения. Они оборудованы механизмом запора на ключ, исключающим самопроизвольный переход в другое положение. Другие, этой функции не имеющие, самостоятельно возвращаются в исходную позицию. Конструкция некоторых устройств предусматривает наличие нулевого положения – оно предполагает разъединение всех контактов.

Обычно изделия выпускаются с расчетом на эксплуатацию в электросетях с номинальным показателем силы тока 25, 16 или 10 А. Что касается напряжения, для постоянного тока его показатель может достигать значения 220 В, для переменного – до 500. Аппараты снабжены маркировкой, показывающей уровень мощности и категорию защиты.

Наиболее распространенный вариант исполнения – пакетный механический переключатель на 3 положения. Элементом управления у них является не кнопка, а рукоять. Современные модели оборудованы эргономичными ручками, конструкция которых предотвращает скольжение пальцев. Изделия бывают двух видов – галетные и кулачковые.

Устройство галетного переключателя включает в себя пластиковые пластины (пакеты) с жестко фиксированными на них выводами контактов. Между последними находятся фибровые шайбочки для гашения искр, которые вместе с двойным разрывом электродуги позволяют коммутировать высокие токи. Есть и двигающийся контакт, соединенный с механизмом переключения. Его позиция устанавливается посредством поворота вала, который обеспечивают ручка и специальная пружина, позволяющая моментально размыкать и замыкать контакты. У вала есть 3 установленных положения, каждому из которых соответствует некоторая конфигурация зажатых или открытых пар контактов. Такой прибор можно использовать, в том числе, для подсоединения трехфазного электрического двигателя с опцией реверса – вращения ротора в направлении, отличном от нормального.

Работа автоматического трехфазного переключателя

Кулачковое устройство тоже включает в себя серию пакетов, но устроенных по-другому. На внешних сторонах пластинок, соединяющихся с корпусом, располагаются двигающиеся контакты, а на внутренних – статичные. Первые из них имеют вид мостов с пружинами. Их позиция регулируется штоковым механизмом, меняющим положение под действием кулачка. У последнего, в свою очередь, позиция меняется посредством рукоятки и вала. Как в случае галетных моделей, так и в устройствах с кулачками у вала может быть разное число позиций (до восьми). В трехпозиционных приборах их число равно трем.

Крепиться выключатель может на дин-рейку, на стену, в шкаф, в зависимости от модели. Выпускаются изделия с защитой от взрывов, используемые на производствах, представляющих опасность для здоровья человека. Большинство трехпозиционных выключателей, тем не менее, восприимчивы к взрывам, температурным перепадам, не терпят попадания влаги. Степень чувствительности прибора к условиям окружающей среды можно определить по внешнему виду: если изделие открытое, лишено защищающего корпуса, оно отличается высокой чувствительностью, устанавливать его надлежит только внутри щита в помещении с сухим воздухом. Переключатели с корпусом из пластика или металла и защищенными от прикосновений зажимами можно ставить и вне щита.

К плюсам устройств стоит отнести надежность функционирования, стойкость к износам и достаточно низкую цену. Они очень быстро подавляют электрические дуги, но выдерживают ограниченное число коммутаций перегрузок. Слабой стороной этих изделий по сравнению с выключателями-автоматами являются также ограниченные возможности в качестве защитного устройства: они не предохраняют от инцидентов короткого замыкания. Также механические переключатели не подлежат ремонту: если изделие пришло в негодность, его демонтируют с последующей утилизацией, а на его место устанавливают новое. Выходят из строя они относительно быстро, хотя некоторые производители заявляют, что устройство способно выдержать до полумиллиона переключений.

Простая инструкция: как установить и подключить РН

На фото реле напряжения мы видим коробку с визуально видимыми контактами, которые нужно подключить так, чтобы РН размыкало цепь при недопустимых параметрах тока. Местонахождение подходящих клемм для фазы и нулевого провода обозначены на корпусе устройства. Там же обычно имеется и мини-чертеж правильного подключения.

Для работы нам понадобится:

Инструкция от производителя с принципиальной схемой;
Автоматический выключатель;
Реле напряжения;
Монтажный провод сечением минимум 2,5 мм (лучше всего – медный одножильный);
Отвертки (крестовые и плоские);
Плоскогубцы (пассатижи) с кусачками;
Индикатор или мультиметр;
Острый нож;
Дрель для сверления отверстий под крепление;
Саморезы.

В процессе монтажа, соблюдаем простые рекомендации, чтобы продлить срок службы и не испортить дорогостоящий прибор:

Отключаем главный АВ, отвечающий за подачу тока. Проверяем полное его отсутствие с помощью специальных индикаторов. Точно соблюдаем инструкцию, входящую в комплект устройства.

У однофазного прибора три разъема с контактами, которые нужно правильно подключить.

Первоначально в схеме перед РН подключаем автоматический выключатель (АВ) для защиты прибора от тока короткого замыкания. Подключаем фазу и ноль к клеммам выключателя. На выходе – сам прибор. Ноль идет без нагрузки. Фаза – с автомата на РН после которого идет разводка проводки на электроприборы.

Размещаем устройство так, чтобы к нему был доступ для обслуживания и регулировки.

Выбор реле

Выбор нужного нам типа реле зависит непосредственно от технических характеристик подключаемого устройства и самого реле. Рассмотрим, какое реле лучше выбрать нам на примере подключения АВР (автомата ввода резервного питания). Сначала определяем нужный нам вариант подключения с нулевым проводом или без него.

Затем выясняем нужные нам параметры самого реле. Для подключения АВР необходимы такие рабочие характеристики в этом устройстве: контроль над слипанием и над обрывом фаз, контроль последовальности; задержка должна быть 10-15 сек; и должен присутствовать контроль за колебаниями заданного напряжение ниже или выше нужного нам порога. Для подключения по схеме с нулевым проводом нужен визуальный контроль по каждой фазе. При подключениях АВР можно выбирать тип реле EЛ11.

Основные виды и технические характеристики электромагнитных реле

Различают следующие типы:

Реле тока – по своему принципу действия практически не отличается от реле напряжения. Принципиальная разница заключается лишь в конструкции электромагнитной катушки. Для реле тока катушка наматывается проводом большого сечения, и содержит небольшое количество витков, ввиду чего имеет минимальное сопротивление. Реле тока может быть подключено через трансформатор либо напрямую к контактной сети. В любом случае оно корректно контролирует силу тока в управляемой сети, на основании чего осуществляются все процессы коммутации.
Реле времени (таймеры) – обеспечивает задержку времени в сетях управления, необходимую в некоторых случаях для включения устройств в соответствии с определенным алгоритмом. Такие реле имеют расширенный диапазон настроек, необходимый для обеспечения высокой точности их работы. К любому таймеру времени предъявляются отдельные требования. Например, низкое потребление электрической энергии, небольшие габариты, высокая точность работы, наличие мощных контактов и т. д. Стоит отметить, что для реле времени, которые включают в конструкцию электропривода, дополнительные повышенные требования не предъявляются. Главное, чтобы они имели прочную конструкцию и обладали повышенной надежностью, поскольку им приходится постоянно функционировать в условиях повышенных нагрузок.

Любой из типов электромагнитных реле имеет свои определенные параметры

Во время выбора необходимых элементов стоит уделить внимание составу и свойствам контактных пар, определиться с особенностью питания. Далее следует изучить их основные характеристики:

Напряжение либо ток сработки – минимальная величина силы тока либо напряжения, при которой осуществляется переключение контактных пар электромагнитного реле.
Напряжение либо ток отпускания – максимальная величина, управляющая ходом якоря.
Чувствительность – минимальная величина мощности, необходимая для сработки реле.
Сопротивление обмотки.
Рабочее напряжение и сила тока – величины этих параметров, необходимые для оптимальной работы электромагнитного реле.
Время сработки – период времени от начала подачи питания на контакты реле до его включения в работу.
Время отпускания – период, во время которого якорь электромагнитного реле займет свое изначальное положение.
Частота коммутации – количество раз сработки электромагнитного реле за отведенный временной интервал.

Контактные и бесконтактные

В соответствии с конструкционными особенностями исполнительных элементов, все электромагнитные реле делятся на два типа:

Контактные – имеют группу электрических контактов, которые обеспечивают работу элемента в электрической сети. Коммутация осуществляется за счет их замыкания либо размыкания. Являются универсальными реле, используются практически во всех типах автоматизированных электрических сетей.
Бесконтактные – их главная особенность в отсутствии исполнительных контактных элементов. Процесс коммутации осуществляется за счет регулировки параметров напряжения, сопротивления, ёмкости и индуктивности.

По сфере применения

Классификация электромагнитных реле согласно области их использования:

цепи управления;
сигнализация;
автоматические системы противоаварийной защиты (ПАЗ, ESD).

По мощности управляющего сигнала

Все типы электромагнитных реле имеют определенный порог чувствительности, в связи с этим они делятся на три группы:

маломощные (менее 1 Вт);
среднемощные (до 9 Вт);
высокомощные (более 10 Вт).

По быстродействию управления

Любое электромагнитное реле отличается быстродействием управляющего сигнала, в связи с чем они делятся на:

регулируемые;
замедленные;
быстродействующие;
безынерционные.

По типу управляющего напряжения

Реле разделяют на следующие категории:

постоянного тока (DC);
переменного тока (AC).

На фото ниже видно, что на катушке указано рабочее напряжение 24 VDC, то есть 24 В постоянного тока.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Основными компонентами фазового реле являются:

блок измерений;
устройство обработки информации;
исполнительная (коммутационная) часть.

БЛОК ИЗМЕРЕНИЙ

Эта часть схемы реле осуществляет непрерывный контроль параметров электропитания – фазных токов и напряжений. Для фиксации искажений симметрии трёхфазной питающей системы напряжений устройство содержит фильтр гармонических составляющих обратной последовательности.

Гармонические составляющие или высшие гармоники представляют собой высокочастотные сигналы, сопутствующие основной частоте промышленного тока и кратные ей.

Теоретически кривые каждого из фазных напряжений, вырабатываемых генераторами электростанций должны иметь строго синусоидальную форму. На практике любой источник напряжения даёт некоторые искажения синусоиды.

Свой вклад в дело ухудшения синусоидальности вносят также разнообразные потребители, содержащие нелинейную нагрузку. В результате, питающее напряжение электрической сети никогда не является синусоидальным на 100%.

В соответствии с теоремой Фурье любая сложная периодическая функция может быть представлена суммой простых гармонических функций.

Примечание. Гармонической называют функцию, изменяющуюся по закону синуса или косинуса.

Таким образом, любое отклонение от синусоидальности влечёт за собой появление высших гармоник – слагаемых формулы разложения Фурье. Каждая из функций – слагаемых имеет частоту, в n раз превышающую частоту основной функции, где n – порядковый номер слагаемого.

То есть применительно к системе питания промышленной частоты 50 Гц, 1-я гармоника обладает частотой 50 Гц, 2-я – 100 Гц, 3-я – 150 Гц и так далее. Амплитуда гармоник уменьшается с увеличением их порядкового номера.

Вся совокупность гармоник образует три последовательности фазных чередований:

составляющие 1, 4, 7, 10 … образуют прямую последовательность;
2, 5, 8, 11… — соответствуют обратному фазному чередованию;
3, 6, 9, 12… — составляют нулевую последовательность.

Нарушения симметрии системы характеризуются увеличением гармоник обратной последовательности, что и является критерием отклонения от нормы, применяемым в алгоритме контроля при работе реле.

БЛОК ЛОГИКИ

Данные, полученные из блока измерения, подвергаются здесь сравнению с условиями, определёнными выставленными уставками. Блок логики формирует команды, которые передаются исполнительному органу.

Следует заметить, что в схемотехнике реле контроля бывает невозможно выделить компоненты, относящиеся к блокам логики и измерений. В некоторых моделях используются многофункциональные микропроцессорные чипы, объединяющие эти блоки.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН

Отключение защищаемой электроустановки или части сети производится «сухими» контактами электромагнитного реле или пускателя.

Термин «сухой контакт» является устойчивым жаргонным выражением проектировщиков автоматизированных систем. Выражение заимствовано из жаргона англоязычных коллег путём прямого перевода слов dry contact. Данное выражение никак не связано с отсутствием влаги.

Означает оно то, что контакт не имеет гальванической связи с цепями управления, не заземлён и не подключен к источнику питания.

В различных моделях реле контроля фаз применяются исполнительные органы двух типов, коммутирующие нагрузку непосредственно или воздействуя на промежуточный элемент – магнитный пускатель.

В первом случае устройство имеет три входа для подключения трёхфазного питания и три выхода для непосредственного присоединения к нагрузке. Коммутация нагрузки осуществляется внутри устройства.

При подключении реле контроля фаз второго типа подразумевается использование пускателя. В этих приборах имеются выходы контактов исполнительного реле, предназначенных для работы в цепях отключения. Сухие контакты реле контроля фаз коммутируют катушку пускателя.

Такие комбинации используются для защиты оборудования большой мощности, непосредственная коммутация которого невозможна контактами исполнительного органа.

Как выбрать переключатель фаз

Мы рассмотрели, как работает переключатель фаз, теперь давайте узнаем, на что нужно смотреть при выборе автоматических моделей. Кроме силовых параметров в ПФ добавляют функции, которые упрощают процесс настройки и эксплуатации.

Первое и самое главное – это ток. Чтобы переключатель фаз подошёл к вашей системе электроснабжения, главный критерий, на который нужно смотреть при выборе – это допустимый ток. Не стоит покупать аппарат, ток которого превышает номинальный ток вводного автомата. Хотя и селективность защиты должна обеспечить безопасный режим работы, но не будет лишним привести электросеть в соответствие по допустимому току и мощности.

Второй параметр – возможность регулировки. На дешевых переключателях вообще нет возможности выставить величину минимального и максимального напряжения в электропитающей сети, при котором происходит переключение, выбор приоритетной фазы. Минимальный набор регулировок – это установка минимального напряжения, при котором могут работать приборы, максимального. В более совершенных моделях можно отрегулировать время, через которое нужно попытаться перейти на основную фазу и прочие настройки.

Третий параметр – способ отображения и индикации. В более простых моделях имеется светодиодная индикация, обычно по одному светодиоду на фазу и дополнительный индикатор «АВАРИЯ». Когда линия в норме и к ней подключена нагрузка, соответствующий светодиод горит, например, зеленым цветом, когда линия в норме, но она находится в резерве – светодиод мерцает, когда по всем линиям имеются проблемы – горит индикатор «АВАРИЯ». В более продвинутых моделях установлен семисегментный индикатор или LCD дисплей. Назначение индикаторов: отображать величину напряжения, параметры настроек, включенную и приоритетную фазу. Наименее наглядный способ индикации – отдельные светодиоды, а самый очевидный – ЖК-дисплей.

Четвертый параметр – функционал. Простейший ПФ имеет набор предустановленных параметров питающей сети, принятых за норму, и стремится придерживаться их. Но каждый электроприбор требует индивидуальный подход к питанию, обычно это 220 +/- 10% В, а в некоторых случаях допуск может быть увеличен, или наоборот – уменьшен. В более продвинутых моделях эти величины устанавливаются путем поворачивания винтов или ручек в нужное положение, согласно градуировке. Самые функциональные – это модели с дисплеем и сенсорным управлением. При этом не стоит считать, что чем проще – тем хуже, часто не стоит переплачивать деньги за функции, которые не пригодятся.

Если мощности вашего переключателя не хватает для обеспечения нужд, решить эту проблему можно двумя способами:

Купить переключатель, рассчитанный на больший ток.
Установить электромеханический коммутатор так, чтобы к выходным клеммам переключателя фаз была подключена катушка пускателя или контактора. Таким образом, вся нагрузка ляжет на силовые контакты последнего.

Как работает реле контроля?

В строении каждого промышленного и бытового оборудования должен присутствовать правильный порядок фаз. Благодаря этому все составляющие механизма выполняют свое прямое предназначение. Если в процессе подключения были перепутаны какие – либо отделы, то наблюдают возникновение сбоев, которые приведут к появлению перегрузок на электрической сети.

В конструкции реле контроля фаз имеется специальная схема, которая производит вычисления и очередность чередования фаз. В процессе работы начинают срабатывать выходные контакты. Они могут фиксироваться в любой части оборудования. Например, их можно подсоединить к лампочкам, двигателям или сигнализации.

Ещё одна область применения данного прибора заключается в защите от потери фазы. Помимо этого, здесь используют мотор – автомат и тепловое реле. Они позволяют выставить предельно допустимый уровень асимметричных отклонений в ходе работы оборудования.

Как выбрать переключатель фаз

Первое и самое главное – это ток. Чтобы переключатель фаз подошёл к вашей системе электроснабжения, главный критерий, на который нужно смотреть при выборе – это допустимый ток. Не стоит покупать аппарат, ток которого превышает номинальный ток вводного автомата. Хотя и селективность защиты должна обеспечить безопасный режим работы, но не будет лишним привести электросеть в соответствие по допустимому току и мощности.

Второй параметр – возможность регулировки. На дешевых переключателях вообще нет возможности выставить величину минимального и максимального напряжения в электропитающей сети, при котором происходит переключение, выбор приоритетной фазы. Минимальный набор регулировок – это установка минимального напряжения, при котором могут работать приборы, максимального. В более совершенных моделях можно отрегулировать время, через которое нужно попытаться перейти на основную фазу и прочие настройки.

Третий параметр – способ отображения и индикации. В более простых моделях имеется светодиодная индикация, обычно по одному светодиоду на фазу и дополнительный индикатор «АВАРИЯ». Когда линия в норме и к ней подключена нагрузка, соответствующий светодиод горит, например, зеленым цветом, когда линия в норме, но она находится в резерве – светодиод мерцает, когда по всем линиям имеются проблемы – горит индикатор «АВАРИЯ». В более продвинутых моделях установлен семисегментный индикатор или LCD дисплей. Назначение индикаторов: отображать величину напряжения, параметры настроек, включенную и приоритетную фазу. Наименее наглядный способ индикации – отдельные светодиоды, а самый очевидный – ЖК-дисплей.

Четвертый параметр – функционал. Простейший ПФ имеет набор предустановленных параметров питающей сети, принятых за норму, и стремится придерживаться их. Но каждый электроприбор требует индивидуальный подход к питанию, обычно это 220 +/- 10% В, а в некоторых случаях допуск может быть увеличен, или наоборот – уменьшен. В более продвинутых моделях эти величины устанавливаются путем поворачивания винтов или ручек в нужное положение, согласно градуировке. Самые функциональные – это модели с дисплеем и сенсорным управлением. При этом не стоит считать, что чем проще – тем хуже, часто не стоит переплачивать деньги за функции, которые не пригодятся.

Если мощности вашего переключателя не хватает для обеспечения нужд, решить эту проблему можно тремя способами:

Купить переключатель, рассчитанный на больший ток.
Установить дополнительный переключатель в параллель первому

Внимание: модели с ручной установкой времени переключений так устанавливать категорически запрещено, чтобы из-за разброса в точности регуляторов не произошло короткого замыкания.
Установка электромеханических коммутаторов так, чтобы к выходным клеммам переключателя фаз была подключена катушка пускателя или контактора. Таким образом, вся нагрузка ляжет на силовые контакты последнего.

Как выбрать реле контроля

Правильный подбор РКН возможен при приобретении его в специализированном магазине с гарантией или обращение к специалисту за консультацией предварительно перед покупкой.

Цена может быть разной по ряду причин:

модификация прибора (вилочно-розеточные считаются дешевыми, реечные – дорогими);
дороговизна импортных моделей;
дополнительные функции РКН;
дизайн.

При выборе необходимо учитывать необходимую мощность. Ее вычисление производится с минимальным запасом около четверти, так как «бытовые» реле имеют силовые контакты до 100 А. Проще всего производится выбор устройства с контролем трехфазного напряжения, их мощность имеет 16 А.

Приобретая устройство, необходимо строго следовать инструкциям по монтажу. Получив гарантийный талон, нужно внимательно перечитать параметры РКН, из каких материалов сделан прибор и границы, его минимальная и максимальная рабочая температура.

К РКН нужно приобрести дополнительные приборы, имеющие в своем составе электродвигатели. Поликарбонат – лучший материал для изготовления корпуса. Его славное свойство – негорючесть. Немаловажная часть – это контроль скорости срабатывания прибора. Его наличие крайне необходим в устройстве.

Для эффективной работы реле нужен постоянный контроль температуры по избежание перегрева. Данный прибор позволяет не только регулировать скачки и перепады, но предотвращать поломки дорогой техники. РКН способно обезопасить от нестабильного напряжения как квартиру, дом и предприятие.

Типы реле контроля напряжения

РКН различают по типам подключения:

По форме вилки и розетки. Вилка упрощает процесс установки. Такой монтаж защищает только 1 потребителя, что крайне неудобно. Наличие микроконтроллера позволяет производить контроль нагрузок сети, выводя данные. Чтобы настроить значения нагрузки в заданных пределах используют кнопки, находящиеся на корпусе устройства.

По типу удлинителя. Устройство имеет микроконтроллер, контролирующий скачки напряжения. Наличие нескольких розеток позволяет подключать несколько оборудований одновременно.

Исходя из типов нагрузки ККН, делят на:

однофазные;
трехфазные.

Однофазные применимы как для защиты бытовой техники от скачков. Трехфазные контролируют полноту фаз. Когда на входе имеется 3 фазы, возможно подключение трехфазного реле. Когда одна фаза пропадает, другие две автоматически отключаются. Незначительное колебание или перекос способствует работе реле.

При нормальных показателях РКН не влияет на работу устройства. Рекомендовано приобретать отдельное реле для каждой фазы с трехвходными фазами изначально.