Реле контроля напряжения (РКН), также известное как реле контроля фаз или устройство защиты от перенапряжений и провалов, представляет собой электронное или микропроцессорное устройство, предназначенное для непрерывного мониторинга параметров электрической сети (напряжения, симметрии, чередования фаз) и автоматического отключения защищаемого оборудования при выходе этих параметров за установленные пределы. Основная функция РКН — предотвращение выхода из строя электрооборудования, вызванного некачественным электропитанием, и обеспечение его автоматического повторного включения после восстановления нормальных сетевых условий.
Принцип работы современного реле контроля напряжения основан на непрерывном измерении действующих (RMS) значений напряжения на каждой фазе с помощью встроенного микропроцессора или специализированной интегральной схемы. Измеренные значения сравниваются с уставками, заданными пользователем. При обнаружении отклонения, длительность которого превышает установленную выдержку времени, микропроцессор формирует сигнал на переключение выходного электромагнитного реле или полупроводникового ключа. Это приводит к размыканию цепи питания управляющей катушки контактора, который, в свою очередь, отключает нагрузку. После восстановления параметров сети и выдержки времени на повторное включение, РКН автоматически замыкает свой выход, подавая напряжение на катушку контактора и возобновляя питание нагрузки.
При выборе РКН необходимо анализировать следующие параметры:
Типовая схема подключения трехфазного РКН подразумевает подачу контролируемого трехфазного напряжения на входные клеммы устройства (L1, L2, L3, N). Выходные контакты реле (обычно нормально разомкнутые NO и общий COM) включаются в цепь питания катушки силового контактора или пускателя, который непосредственно коммутирует нагрузку. Таким образом, РКН управляет не самой нагрузкой, а цепью управления. Это позволяет защищать оборудование любой мощности, подобрав соответствующий контактор. Однофазные РКН подключаются аналогично: фаза и ноль на вход, выходные контакты — в разрыв цепи катушки контактора или цепи управления однофазным стабилизатором. Крайне важно соблюдать сечение и маркировку монтажных проводов, а также обеспечивать надежное соединение нулевого рабочего проводника (N), так как его обрыв является частой причиной аварий.
| Устройство | Основная функция | Реакция на перенапряжение/провал | Автоматическое повторное включение | Типичная область применения |
|---|---|---|---|---|
| Реле контроля напряжения (РКН) | Защита от отклонений и искажений параметров сети | Отключение с регулируемой задержкой | Да, с регулируемой задержкой | Защита любого оборудования, чувствительного к качеству питания |
| Автоматический выключатель (АВ) | Защита от токов КЗ и перегрузки | Не реагирует (если ток не превышен) | Ручное или дистанционное (при наличии двигателя) | Базовая защита кабелей и линий |
| УЗИП (ОПН, варистор) | Защита от импульсных перенапряжений (гроза, коммутации) | Шунтирование импульса, не реагирует на длительное перенапряжение | Нет (самовосстанавливается после импульса) | Защита от грозовых и коммутационных перенапряжений |
| Стабилизатор напряжения | Коррекция (стабилизация) напряжения в заданных пределах | Корректирует выходное напряжение, отключается при выходе за рабочий диапазон | Да, при возврате напряжения в рабочий диапазон | Питание оборудования в сетях с хронически нестабильным напряжением |
| Источник бесперебойного питания (ИБП) | Обеспечение бесперебойного питания при пропадании сети | Корректирует или переходит на батареи | Не требуется, питание не прерывается | Защита критичной нагрузки (серверы, системы связи, мед. аппаратура) |
РКН является устройством защиты, которое при отклонении напряжения от нормы отключает нагрузку. Стабилизатор — это устройство коррекции, которое поддерживает выходное напряжение в заданных пределах, компенсируя колебания входного. Стабилизатор обычно дороже и имеет ограниченную мощность и скорость реакции. Часто их используют совместно: РКН обеспечивает аварийное отключение при выходе напряжения за пределы, которые может скорректировать стабилизатор.
Да, обязательно. Автоматические выключатели защищают от сверхтоков (короткое замыкание, перегрузка), УЗО — от токов утечки. Ни одно из этих устройств не реагирует на длительное перенапряжение или провал напряжения, которые являются основной причиной выхода из строя электроники и двигателей. РКН дополняет защиту, устраняя этот пробел.
Рекомендуемые диапазоны, основанные на ГОСТ 29322-2014 (напряжение 230В ±10%): нижний порог — 207В, верхний порог — 253В. Для особо чувствительного оборудования пороги могут быть уже (например, 210-240В). Время срабатывания при этом устанавливается в районе 0.1-0.5 сек для защиты от импульсов, и 5-15 сек для защиты от длительных отклонений, чтобы избежать отключений при кратковременных просадках при запуске соседних двигателей.
Возможные причины: 1) Параметры сети не восстановились до значений, находящихся внутри установленных порогов. 2) Не истекла установленная задержка на повторное включение (время восстановления). 3) В трехфазном реле присутствует другая неисправность (перекос, нарушение чередования), даже если напряжение по фазам в норме. 4) Неисправность самого реле или цепи управления контактором.
Нет, это некорректно. При обрыве одной из фаз трехфазное РКН отключит все три нагрузки, в том числе и те, что подключены к исправным фазам. Для защиты группы однофазных потребителей, распределенных по фазам, следует использовать три независимых однофазных реле контроля напряжения, каждое на свою фазу.
Современные микропроцессорные РКН имеют высокий ресурс, определяемый в основном сроком службы выходного электромеханического реле и качеством пайки элементов. При работе в нормальных условиях (температура до +40°C, отсутствие агрессивной среды) средний срок службы составляет 8-12 лет. Электромеханическое реле рассчитано на 1-3 млн. срабатываний, что при типовых условиях эксплуатации является многократным запасом.
Реле контроля напряжения является обязательным элементом комплексной защиты электроустановок любого уровня — от бытовых розеток до промышленных линий. Оно обеспечивает защиту от наиболее распространенных и разрушительных для электрооборудования сетевых аномалий, которые не перекрываются другими аппаратами защиты. Правильный выбор типа РКН, грамотная настройка его уставок в соответствии с характеристиками защищаемого оборудования и параметрами питающей сети, а также корректный монтаж в схему управления являются залогом повышения надежности, долговечности и бесперебойности работы всей электротехнической системы. Внедрение РКН является экономически оправданной мерой, предотвращающей значительные финансовые потери от выхода из строя дорогостоящего оборудования.