Узм-51м (16м, 50м, узм-3-63): назначение, подключение в однофазную и трехфазную сеть

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.

Как я устанавливал реле напряжения в квартирный щиток

Чтобы не было вопросов – скажу сразу, что контактор устанавливать нет необходимости, поскольку теоретически реле напряжения выдерживает ток до 30 А, а согласно маркировке на внутреннем реле – до 40 А. Но это теоретически, а как на практике – покажет время, обязательно сообщу дополнительно, если что. Да и ещё есть банальная причина – в щитке элементарно нет места. Это также основная причина, почему я не поставил автомат байпаса.

Ток ограничивается автоматами по 16 А. А вот если бы при всех прочих равных условиях стояли автоматы на 25 А, то стоило бы всерьёз задуматься о контакторе. И о замене их на 16 А, поскольку проводка выполнена алюминием с сечением 4 мм2.

В процессе установки использовал моножильный провод сечением 2,5 мм2. Даже, если бы я захотел использовать 4 квадрата – у меня бы не получилось, т.к. клеммы реле напряжения могут принять только 2,5.

Самая важная точка подключения – фаза:

Подключение фазы при установке реле напряжения

Для её расключения я использовал сжим «Орех». Считаю его самым надежным способом соединения проводов, так же, как пропаянную скрутку.

На фото видно, как провод после счетчика приходит в орех снизу. Он алюминиевый, это ещё довод в пользу «Ореха».

Второй провод снизу из «Ореха» идёт на питание реле (клемма 7). И два провода, которые идут из верхней части «Ореха» – фаза на вход реле напряжения.

Почему два, а не один, а между контактами 1 и 2 не поставить перемычку? Дело в том, что соединить 2 провода «Орехом» гораздо надежнее, чем винтовой клеммой. Во-вторых – как я говорил, всунуть 2 провода по 2,5 квадрата в одну клемму проблематично. Поэтому надежность по фазе обеспечивается двумя проводами на входе (для умощнения), и тем, что входные контакты 1 и 2 намертво спаяны внутри реле (фото с пруфом есть в первой части статьи про это реле, ссылку давал выше).

Выходные клеммы 3 и 4 так же спаяны внутри реле, и на каждую клемму я прикрутил по проводу. Но только эти провода дальше нигде не контачат – они идут каждый на свой автомат (хотя, перемычка не помешает, но она не обязательна).

Монтаж реле напряжения в щитке через Орех

Надеюсь, на фото хорошо всё просматривается – после автоматов фазные провода (уже алюминий) идут на квартиру. Нулевые подключены к клеммам чуть повыше автоматов.

Кому интересно рассмотреть всё в подробностях, сделал ещё парочку фото монтажа:

Монтаж реле напряжения – вид сверху

Пример монтажа реле напряжения в квартирный щиток

Небольшой лайфхак: в ответственных местах я стараюсь не просто вставлять зачищенный конец провода в клемму, а делаю петельку. Таким образом я вдвое увеличиваю площадь контакта (и уменьшаю пресловутое переходное сопротивление), и исключаю возможность прокручивания провода в случае ослабления зажима. Да и механическая прочность соединения от этого только выигрывает.

Предвосхищая комментарии касательно некрасивого монтажа, скажу – делал это я во время воскресного прайм-тайма, и моим главным опасением было потревожить соседей во время их телевизионного вечера. Это святое)

Да, красота – не моя стихия, но за надёжность я ручаюсь!

Вот, что получилось в итоге:

Итог установки реле контроля напряжения ФиФ

Рабочий диапазон установил 175-245 В. Считаю, что это самый широкий возможный диапазон, пригодный для тех, кто не хочет частых срабатываний этого реле. Если в приоритете сохранность техники, можну немного сузить диапазон, примерно по 5 В с обоих краёв.

После установки этого реле прошёл почти год, полёт нормальный. Было пару отключений по низкому напряжению, больше сказать нечего.

Описание устройства

Название «УЗМ-50Ц», расшифровывается как «Устройство защиты многофункциональное». Оно предназначено для защиты домашней электросети от повышенного, пониженного напряжения, возникающего при перекосе фаз и при плохом состоянии электросети. Помимо этого УЗМ защитит от разрядов и искрений в электропроводке, а также не слишком мощных высоковольтных импульсов в сети (до 1,2 кВ), так называемых «напряжение помехи».

На лицевой панели УЗМ-50Ц вы увидите минимум органов управления, а именно пару кнопок и семисегментный трёхразрядный индикатор (дисплей, говоря простым языком). На дисплее в реальном времени отображается напряжение или ток. С помощью кнопок производится настройка прибора. Настраиваемые пункты отображаются соответственно на дисплее.

Кнопки имеют двойное назначение: первая – «выбор» или «+», а вторая «Вкл/откл» она же «–».

Как можно видеть по фото, размеры УЗМ-50Ц эквивалентны двум модулям в электрощите на дин-рейке, габариты по ширине 35 миллиметров.

Давайте рассмотрим основные технические характеристики УЗМ-50Ц:

Внимание! Осторожно затягиваете винтовые клеммы, их максимальный момент – 3 Нм

Принцип работы

С помощью регуляторов, установленных на корпусе прибора, можно выставить предел срабатывания реле по верхнему напряжению от 240 В до 290 В и по нижнему от 210 В до 100 В.

При подключении к питающей сети индикация на УЗМ-51М не срабатывает в течении первых 5 с. Мигание зелёного индикатора указывает на то, что происходит тестирование напряжения. Если оно соответствует заданным параметрам, электромагнитное реле включается, и об этом сигнализирует равномерное свечение жёлтого и зелёного светодиодов.

В нормальном режиме работы контроллер УЗМ-51М постоянно следит за величиной напряжения, а варистор демпфирует его импульсы до допустимой величины.

Виды терморегуляторов для теплого пола

Работа световой индикации отличается при различных аварийных режимах.

Мигающий красный индикатор предупреждает о том, что напряжение значительно превысило норму.

Если жёлтый светодиод погас, а красный горит непрерывно, значит, напряжение превысило установленную величину, и реле отключило нагрузку.

Мигающий сигнал зелёного индикатора показывает, что начался отсчёт времени повторного включения.

Зелёный и жёлтый светодиоды, горящие постоянно, сигнализируют, что напряжение полностью нормализовалось, и реле включено.

Если на панели начинает мигать зелёный светодиод при постоянно горящем жёлтом, значит, входящее напряжение сильно уменьшилось.

Мигающий нижний индикатор, поменявший зелёный цвет на красный, сигнализирует, что начался отсчёт времени отключения электромагнитного реле.

Вспыхивающий с частотой в две секунды красный светодиод и погасший жёлтый оповещают о выключении реле.

При нормализации напряжения сигнализация работает, как и в первом случае.

Поочередно вспыхивающий красный и зелёный свет напоминают о запуске устройства повторным нажатием тестовой кнопки.

Скачки напряжения

Номинальной величиной напряжения считаются отклонения в положительную и отрицательную стороны на 10%, которые не нарушают работу бытовых приборов. Если же происходят скачки кратковременного или импульсного типа с отклонением, превышающим 10%, то это сильно вредит электроприборам. Перепады могут иметь различную частоту, период и амплитудное значение. Причины возникновения скачков следующие:

Одновременное подключение мощных потребителей.
Обрыв нулевого провода.
Неквалифицированный ремонт и прокладка электропроводки.
Попадание молний в линии электропередач (ЛЭП).

Первая причина возникает при одновременном включении мощных потребителей другими жильцами квартирного дома или частного сектора. Трансформаторная подстанция не рассчитана на такую мощность, в результате чего происходит падение напряжения в сети. Основной причиной также могут быть старые ЛЭП, состоящие из множества скруток. Вариантами решения проблемы является закупка дополнительной аппаратуры для борьбы со скачками напряжения или обращение к поставщику электроэнергии.

В некоторых случаях происходит обрыв нулевого провода, однако эта проблема возникает только у потребителей трехфазного напряжения значением в 380 В. Перегорание нуля приводит к повышению напряжения. Например, вся осветительная аппаратура запитана от одной фазы, а электробытовые приборы от двух других. При перегорании или повреждении нулевого провода произойдет повышение значений напряжения для потребителей до 380 В, в результате которого они могут сгореть. Однако большинство электробытовых приборов снабжены защитой в виде предохранителей.

Во время разрядов молнии большинство людей не отключают бытовые электроприборы. Это очень опасно, поскольку молния, попавшая в ЛЭП, может мгновенно вывести из строя подключенное в данный момент оборудование и стать причиной пожара. Для предотвращения этого фактора необходима установка громоотвода, поскольку она попадает в самую высокую точку. В некоторых случаях происходит порча электрооборудования, пожары, угроза жизни и здоровью человека, даже если есть защита от молнии.

Вам это будет интересно АСКУЭ: принцип работы и основное назначение системы

Простым примером нарушения работы является компрессор холодильника, который при низкой величине напряжения будет постоянно работать, приведет к выходу его из строя. Компьютерная техника будет выключаться, в результате этого могут сгореть некоторые элементы импульсного блока питания, а срок службы жесткого диска заметно уменьшится

К тому же это чревато потерей важной информации. Существует множество аппаратуры для решения этой проблемы, одной из которых и является УЗМ

Характеристики

Номинальное значение питающего напряжения для УЗМ-50Ц составляет 230 вольт, с частотой 50 Гц. Основные показатели измеряются в диапазонах: напряжение – от 30 до 440 В, ток – от 0,6 до 65 ампер, мощность – от 0,18 до 20 кВт. Величина относительной погрешности измерений для тока составляют 2%, для напряжения – 1%.

При выборе реле напряжения УЗМ необходимо учитывать и другие показатели, имеющие важное значение:

При повышенном напряжении рамки отключения, поддающиеся регулировке, находятся в пределах от 240 до 295 В.
Те же самые показатели для пониженного напряжения составляют от 100 до 190 В.
Фиксированные пороги отключения: для верхнего предела – 300 В, для нижнего – 80 В.
Отключение нагрузки в случае превышения потребляемой мощности производится в регулируемых пределах от 0,5 до 14,5 кВт.
Величина задержки включения или повторного включения может быть отрегулирована в пределах от 3 до 999 секунд.

Потребление реле напряжения для собственных нужд совсем незначительное. Расход электроэнергии составляет не более 2,2 Вт*ч, а потребляемая мощность не превышает 2,2 Вт. Номинальный нагрузочный ток – 63 А, при подключении медных проводников, площадью сечения не ниже 16 мм2. Номинальная величина мощности подключенной нагрузки – 15,7 кВт.

Ток перегрузки и время его воздействия, при которых не наступает сваривание контактов составляют 3000/10 А/мс. Прибор УЗМ-50Ц УХЛ4 может нормально работать в температурном диапазоне от -25 до +55 градусов. Устройство способно выдерживать токи короткого замыкания без каких-либо разрушений – до 6 тысяч ампер. Маркировка АС230В означает номинальный ток.

УЗМ-50Ц может размещаться в любом положении и функционировать в круглосуточном режиме. При соблюдении всех условий и правил эксплуатации, срок службы УЗМ достигает 10 лет.

Устройство и назначение

УЗМ-50ЦМ – защитное устройство, главным предназначением которого является защита электрической однофазной сети (АС 230в) и подключенного к ней оборудования от негативного воздействия резких скачков напряжения, вызванного различными причинами (некачественное или старое оборудование, включение мощных приборов или оборудования с высокими пусковыми токами, нарушение в работе электрической сети, неправильное подключение и наладка оборудования и прочие).

Данный прибор автоматически выключает питание при регистрации отклонения напряжения в сети, тем самым защищая проводку и электроприборы от повреждения и возгорания. После восстановления напряжения до нормальных значений, УЗМ-50ЦМ автоматически приводит сеть в работоспособное состояние.

Итак, перечислим основные функции, которые выполняет УЗМ-50ЦМ:

отключение оборудования при выходе напряжения за установленные пределы;
защита от импульсных скачков напряжения;
автоматическое включение после нормализации параметров электросети, через настраиваемое время задержки;
снижение пусковых токов при включении емкостной нагрузки путем замыкания контактов в момент перехода сетевого напряжения через ноль (ZVS), что особенно актуально при использовании современной техники с импульсными источниками питания;
режим измерения напряжения в сети, потребляемого нагрузкой тока или мощности, для переключения режимов во время работы следует нажать кнопку «−» и подержать в течение 1 секунды.

Производитель предупреждает, что защитное реле не заменяет другие устройства защиты (автоматические выключатели, УЗО и прочие), а работает совместно с ними в сетях ТТ, TN-C, TN-S, TN-C-S.

Особенности настройки РКН

Реле напряжения имеют три основные настройки:

Установка порогового срабатывания по максимальному значению – Umax.
Установка минимального значения, при котором происходит срабатывание устройства – Umin.
Установка времени задержки коммутации после нормализации параметров электрической сети.

При установке пороговых значений необходимо соблюдать «золотую середину». Если пороги заданы слишком широко, то потребители могут не получить эффективную защиту. Пороги, заданные слишком жестко, становятся причиной слишком частого срабатывания РКН. Частые включения и выключения негативно влияют на эксплуатационный период как самого реле контроля напряжения, так и подключаемых нагрузок.

Управление настройками реле контроля напряжения может быть электромеханическим или цифровым. В первом случае пороговые значения устанавливаются переменным резистором, расположенным на передней панели, во втором – кнопками с отображением значений на LED-экране.

Некоторые РКН не имеют возможности настройки пороговых значений. Обычно нижний предел равен 170 В, а верхний – 265 В. Пороги определяются в заводских условиях, и изменить их самостоятельно невозможно. Эти приборы стоят дешевле. Но перед покупкой необходимо удостовериться, что такой допустимый диапазон соответствует эксплуатационным условиям.

Общие рекомендации по установке реле контроля напряжения

РКН являются достаточно дорогими устройствами, поэтому при их монтаже необходимо соблюдать несколько условий, среди них:

Установка перед РКН автоматического выключателя стандартного исполнения, токовая нагрузка которого ниже максимальной токовой нагрузки реле напряжения на 20 %. Эта мера обеспечивает защиту прибора от короткого замыкания.
Использование в комплексе с реле дополнительных защитных устройств – УЗО и стабилизаторов.
При стационарной установке – обеспечение доступа для осмотра, обслуживания и параметрирования прибора.

Схемы подключения однофазных реле контроля напряжения

В зависимости от производителя РКН могут иметь разные варианты подключения. Перед тем как подключить реле контроля напряжения необходимо ознакомиться со схемой, указанной в инструкции или на его корпусе.

Однофазные реле обычно подключают в электросеть напрямую, то есть через их контакты протекает рабочий ток электросети. РКН монтируют в разрыве между электрическим счетчиком и группой потребителей. Для защиты от сверхтоков перед ним устанавливают дифавтомат. До прибора учета устанавливают вводный автомат, поэтому проведение монтажных работ при выключенном вводном АВ совершенно безопасно.

Этапы работ:

Обесточить электросеть с помощью вводного автоматического выключателя. Для контроля отсутствия напряжения используют индикаторную отвертку.
Установить РКН на DIN-рейку, защелкнуть фиксатор, проверить надежность удерживания прибора.
Зачистить концы разрыва проводов, идущих от счетчика к нагрузкам.
Закрепить провода, идущие от прибора учета, на штатных местах в верхней части РКН. Это – «фаза» и «ноль».
Провод «фаза», идущий к потребителям, закрепляется на штатное место внизу прибора.
Включить вводный автоматический выключатель и убедиться с помощью индикаторной отвертки, что напряжение поступает на вход реле.
Включить РКН и выставить пороговые значения и время задержки включения.

Схема подключения трехфазных РКН в электрическую цепь

Трехфазные реле контроля напряжения могут подключаться двумя способами:

Напрямую. В этом случае потребители в нештатных ситуациях отключаются контактами самого реле.
Опосредовано. Такая схема подключения предусматривает прохождение рабочего тока через контакты не реле, а управляемого им магнитного пускателя. После магнитного пускателя устанавливаются одно- и трехполюсные автоматы, с помощью которых нагрузки разделяют на группы. Опосредованная схема подключения применяется в случаях обслуживания высокомощных нагрузок.

Проверка работоспособности реле контроля напряжения

Простых домашних способов проверки РКН на исправность не существует. Для того чтобы проверить реле контроля напряжения на работоспособность, в лабораторных условиях создают схему с имитацией нагрузки способом регулирования подаваемого напряжения. Прибор должен срабатывать на установленных пороговых значениях.

Устройства, которые тестировались

IEK УЗДП63-1
Устройство продаваемое под маркой IEK. Это конечно секрет Полишинеля, но для IEK устройства разрабатывает и производит компания Эколайт . Разработка и производство расположены в России. (На хабре есть представитель эколайта YUshakov )
Исток УЗДП-С1-63А-1-2
Устройство разрабатывает и производит компания Эколайт. Разработка и производство расположены в России.
УЗМ-50МД
Устройство производит компания Меандр , известная по различной электротехнической продукции. Разработка и производство расположены в России. Эта модель снимается с производства, вместо неё анонсирован выпуск в 2022 другой модели.
УЗО-ЭЛТА-2Д
Устройство разработало и выпускает АО «Электроавтомат» в небольшом городке Алатырь в Чувашии. Разработка и производство расположены в России.
EKF AFDD-2-25C-pro
Устройство продаёт компания EKF, но разработано устройство совместно с китайскими инженерами и производится в Китае.

	Исток УЗДП-С1-63А-1-2	IEK УЗДП63-1	УЗМ-50МД	УЗО-ЭЛТА-2Д	EKF AFDD-2-25C-pro
Защита от дугового пробоя	+	+	+	+	+
Защита от повышенного напряжения	+	+	+	+	—
Защита от пониженного напряжения	—	—	+	—	—
Защита от импульсных перенапряжений	+	+	+	+	—
Защита от токов короткого замыкания	—	—	—	+	+
Защита от тока утечки	—	—	—	+	—

Схема подключения УЗМ-50Ц

Существуют разные варианты подключения прибора фирмы Меандр УЗМ-50Ц. В первом случае (рис. 1) на вводе фазный и нулевой проводники подключаются к верхним контактам. Снизу прибора также имеются контакты, от которых фаза и ноль уходят к нагрузке. Эта схема используется чаще всего, и при срабатывании происходит размыкание фазы. Другая схема (рис. 2) используется редко и отличается включением в работу нулевого провода.

Если устройство защиты УЗМ-50Ц устанавливается в трехфазной электрической сети, схемы подключения, рассмотренные выше, используются отдельно для каждой фазы. То есть для нормальной работы потребуется три защитных устройства.

Что такое УЗМ и зачем он нужно

УЗМ — это аббревиатура от названия «Устройство Защиты Многофункциональное». Это небольшое по размерам устройство (35 мм в ширину) крепится на DIN-рейку. Любое УЗМ может быть установлено в сети любого типа — ТТ, TN-C, TN-S, TN-C-S. Выполняет несколько задач (оно же многофункциональное):

Отключает электропитание при снижении или превышении напряжения. Оба варианта — слишком низкое и слишком высокое напряжение — могут стать причиной выхода из строя бытовой техники. При восстановлении параметров сети питание автоматически восстанавливается.
Сглаживает импульсные (кратковременные) скачки напряжения, которые возникают при включении/выключении некоторых типов оборудования (того же двигателя в холодильнике или морозильной камере).
Модели УЗМ-50МД и УЗМ-51МД отслеживают появление искрения в проводке и отключают в этом случае питание.

УЗМ состоит из трех частей

То есть, установка УЗМ продлевает срок безаварийной эксплуатации электропроводки и подключенных к ней устройств. Также некоторые модификации — с приставкой «Д» — берегут дом/имущество от пожара. Зная состояние сетей в нашей стране, однозначно можно сказать — реле защиты от перенапряжения стоит использовать. И в доме, и в квартире. Это устройство не нужно, если на входе установлен стабилизатор, сглаживающий все неприятные моменты. Но цена на эти устройства далеко не всем позволяет их использовать, а УЗМ стоят порядка 2-3 тыс. руб. Замена не совсем равноценная, но действенная. Использовать можно не только УЗМ — устройства с похожими функциями есть и у других производителей. Называться они могут иначе, но задачи выполняют те же (или почти). Так что выбор есть.

Функции УЗМ и альтернативных устройств

Устройства с названием «УЗМ» различных модификаций выпускает Питерский завод «Меандр». Над конструкцией идет постоянная работа, появляются новые модели с новыми характеристиками или возможностями. Но подкупает не только это, а то, что на удивление неплохо налажено сервисное обслуживание. Во время действия гарантии без вопросов ремонтируют или меняют вышедшие из строя аппараты. Гарантия дается на 5 лет. Исчисляется с даты продажи. Если дату продажи отследить невозможно (потеряли паспорт), считают с даты производства (стоит на корпусе). Если ехать далеко, можно позвонить, вам все объяснят по телефону. В общем, неплохой сервис.

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.