УЗМ 51М: подключение
Благодаря надежному внутреннему исполнению и легкости подключения устройство довольно часто используется в системах автоматики промышленной и бытовой сферы.
При подключении УЗМ 51М схема бывает двух видов:
- С нагрузкой, подключаемой непосредственно к выходу УЗМ. В этом случае и нуль, и фаза проходят сквозь устройство.
- С нагрузкой, подключаемой только к фазе на выходе УЗМ, а нуль берется как общий и для реле, и для нагрузки.
Как видно из рисунков, схемы не имеют принципиального отличия, ведь в первом варианте нуль идет транзитом через реле УЗМ 51М без каких-либо разъединителей. Второй вариант просто удобнее в том случае, когда реле вышло из строя и требует замены. Чтобы работала нагрузка, необходимо лишь кинуть перемычку между фазными клеммами. Но все-таки не стоит оставлять линию без защитного устройства, нужно поскорее поставить новое.
Последовательность устройств на входном щитке, в перечне которых имеется УЗМ, следующая:
- Счетчик энергии.
- Автоматический защитный выключатель. Он защищает всю проводку цепи от перегрузок и токов короткого замыкания КЗ.
- Дальше идет УЗМ 51М для защиты нагрузки от перепадов напряжения.
- После реле, если электросеть разделяется на несколько линий, на каждую устанавливают свой автоматический защитный выключатель для предотвращения выгорания цепи из-за токов КЗ.
Все автоматы после УЗМ ставят в основном на фазу, нуль же соединяется вместе через токоведущую планку.
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.
Основные технические характеристики и габариты
- УЗМ-51М работает при номинальном напряжении 220 В с частотой 50 Гц;
- максимальное напряжение – 440В с частотой 50 Гц;
- номинальный ток – 63 А;
- максимальный ток – 80А;
- номинальная мощность нагрузки – 15,7 кВт;
- максимальная мощность – 20 кВт;
- максимальная энергия поглощения – 200 Дж;
- при повышении напряжения порог отключения можно менять от 240 в до 290 В;
- при понижении напряжения можно менять от 100 В до 210 В;
- отклонение пороговых величин не более 3 %;
- импульсная защита срабатывает за время менее 25 нс;
- есть возможность переключения времени повторного включения с 10 с на 6 мин;
- температура эксплуатации от -25°С до +55°С;
- габаритные размеры – 83х35х67 мм;
- масса – 140 гр;
- срок службы не менее 10 лет.
Аналоги УЗМ-51М
Промышленностью выпускается большое количество устройств, сходных по назначению с УЗМ-51М. Наиболее популярные из них : PH-111; DigiTop; Zubr.
Сравнительная таблица
| Номинальный ток, А | 63 | 16 | 63 | 63 |
Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить
Как видим, многофункциональное устройство защиты УЗМ-51М не уступает по своим параметрам другим аппаратам этого типа, а по отзывам пользователей оно доказало свою надёжность проверкой временем.
Что такое сетевой фильтр, для чего он нужен и где применяетсяЧто такое частотный преобразователь, основные виды и какой принцип работыЧто такое варистор, основные технические параметры, для чего используетсяУстройство, виды и принцип действия асинхронных электродвигателейЧто такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключенияПоверка электросчетчика: срок поверки и межповерочный интервалКак правильно выбрать и какой лучше поставить электросчетчик в квартируЧто делать если остановился или сломался электросчетчик в квартире?
Оплачивая счета за электроэнергию, мы редко задумываемся о том, какого качества продукт при этом покупается. Разумеется, есть определенные юридические процедуры, которые позволяют привлечь к ответственности (в том числе материальной) поставщиков электричества. Изначально этот ресурс вырабатывается энергетическими компаниями, и через снабжающие предприятия доставляется в наши розетки. Существуют как минимум два стандарта, определяющие характеристики однофазной сети 220 вольт:
- ГОСТ 32144-2013 определяет величину 220 В, 50 Гц с допустимым отклонением ± 10 %: то есть приемлемый диапазон напряжения в розетке 198-242 В;
- ГОСТ 29322-2014 также устанавливает для потребителя значение напряжения 230 В 50 Гц с отклонением ± 10%.
Оба норматива действующие, их не отменяли, и не корректировали по сей день. Установленные ими значения напряжения вполне подходят для большинства бытовых приборов.
То же самое касается трехфазной сетей энергоснабжения 380 В. В случае превышения нормативных значений напряжения, выходит из строя техника.
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.
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.
Схемы подключения устройства защиты УЗМ51М
Монтаж прибора стандартный: в общую линейку на рейки DIP 35 мм с помощью быстозажимных фиксаторов.
Никаких ограничений по взаимному размещению для УЗМ нет: ни температурных, ни монтажных.
Подключение в однофазную сеть осуществляется следующим образом:
- фазная линия подводится к контактам «L» вход (IN) и выход (OUT);
- фиксация производится с помощью трех типов отверток, с одинаковой степенью надежности;
- нулевая линия «N» может подключаться тремя способами:
- одностороннее подключение к любому контакту «N»;
- сквозное подключение с обеих сторон, как в обычном автомате защиты;
- подключение с принудительным размыканием линии «N» на входе, для ручного отключения УЗМ по признаку «отсутствует нуль».
Подключение в трехфазную сеть (применяются три устройства):
- фазные линии подводятся к контактам «L» вход (IN) и выход (OUT), как и при однофазном подключении;
- нулевая линия «N» подключается односторонне, на входную сторону автоматов УЗМ.
Внешний вид и конструкция
УЗМ-51М, как и другие устройства модульного исполнения, крепят на стандартную DIN-рейку. Корпус реле пластмассовый, с двумя верхними и двумя нижними клеммами туннельного типа.
Спереди на панели установлены два вращающихся регулятора, задающие максимальный и минимальный пределы напряжения для срабатывания реле, два прозрачных глазка и между ними кнопка «Тест».
Свечение нижнего глазка красным цветом означает включение аварийного режима. Свечение зелёным показывает, что всё в норме. Если верхний глазок светится жёлтым цветом, значит, контакты электромагнитного реле замкнуты.
Тестовая кнопка не только включает и отключает прибор, но с её помощью также задаётся время повторного включения.
Внутри корпуса расположены электромагнитное реле, микроконтроллер и варистор. Контакты реле разрывают фазный провод, а нулевой проходит шиной напрямую через корпус.
Как правильно снять показания со счетчика электроэнергии?
Реле УЗМ 51М: назначение
Прибор является одним из наиболее распространенных устройств, в задачи которого входит контроль напряжения в сети. Если напряжение опускается ниже планки в 160 В либо превышает 280 В, схема устройства срабатывает и отключает от сети нагрузку. Отключение происходит и в том случае, когда наблюдаются резкие импульсные скачки. Это связано как с природными явлениями электромагнитного излучения во время грозы, так и с работой пускателей магнитных и мощных электромоторов, питаемых одной линией. Понятно, УЗМ 51М зачем нужен, и схема подключения современных приборов должна содержать этот элемент.
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?
- Фаза «A» — 1 подъезд. Напряжение упадет до минимального значения, близко к нулю.
- Фаза «B» — 2 подъезд. С большой долей вероятности, напряжение останется в пределах 220 В, хотя возможно плавающее изменение потенциала.
- 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.
Что такое УЗМ, и по какому принципу работает автоматика
По сути, это реле контроля напряжения, предназначенное для прерывания подачи электроэнергии в случае отклонения от параметров. Представьте себе схему, стоящую из модуля контроля, устройства управления и сигнализации, размыкающей системы. Именно так устроено устройство защиты многофункциональное, то есть УЗМ.
УЗМ 50М и УЗМ51М выполнены в стандартном закрытом корпусе шириной 2DIN, и предназначены для монтажа в распределительные шкафы на DIN рейку шириной 35 мм (ГОСТ Р МЭК 60715-2003).
Составные части и описание реле контроля напряжения:
- электронные компоненты управления с механической установкой резисторов срабатывания порогов напряжения;
- LED элементы сигнализации о состоянии питающего напряжения;
- токовый шунт;
- варисторная защита;
- проверочный модуль с кнопкой «тест»;
- мощное электромагнитное реле, обеспечивающее нагрузочное подключение силовых цепей;
Конструктивно все элементы (включая силовые) выполнены на одной монтажной плате. Такая компоновка обеспечивает жесткость конструкции и эффективное теплоотведение от элементов схемы.
Подключение проводников сечением до 35мм² производится через туннельные зажимы высокой прочности с фронтальными винтами. Для исключения ошибок монтажного подключения клеммы снабжены защитными флажками (так называемая защита «от дурака»).
Световая индикация меняет цвет в зависимости от режима энергоснабжения (авария или норма). Пользователь может визуально определить, включено устройство защиты УЗМ 50 или 51М, или нет, а также оценить состояние электросети.
Принципиальная схема устройства:
Управляющая схема реализована на готовом модуле PIC12F683, остальные радиокомпоненты обеспечивают работу электронных ключей, собранных на транзисторах. На схеме хорошо видно, что пороги срабатывания нижнего и верхнего барьера по напряжению обеспечивают переменные резисторы R18 и R19 Регулировка не плавная, а ступенчатая, на 10 положений.
Силовое реле MP25-1 имеет одну пару контактов, только на фазном проводе. Благодаря такой схеме, нулевой провод после реле контроля напряжения УЗМ всегда замкнут, для обеспечения нормальной работы иных защитных автоматов. Кроме того, такая схема прохождения нулевой шины позволяет подключать УЗМ не сквозным прохождением «N» линии, а отводом с одной стороны.
Для защиты от импульсных перенапряжений, возникающих при подключении электроустановок, предназначен мощный варистор 20 мм диаметром.
Собственная схема электропитания обеспечивает работоспособность всех систем прибора, включая силовую обмотку реле MP25-1. Поскольку схема подключения и управления УЗМ 51М должна функционировать при отключенном напряжении на линии, необходимо обеспечить резервный источник питания. Для этого предусмотрен накопительный конденсатор C1, запаса емкости которого хватает на подключение всех модулей защиты и управления.
Характеристики УЗМ50М и УЗМ51М
Единственное эксплуатационное отличие серии 50 от 51, в первом варианте пороги напряжения срабатывания фиксированные:
- ограничение напряжения при высоком токе помехи — 1200 В;
- время срабатывания защитного модуля — 25 нс;
- пороги отключения при превышении напряжения (В) для УЗМ 51М: 240, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 280, 285, 290;
- пороги отключения при снижении напряжения (В) для УЗМ 51М: 210, 190, 175, 160, 150, 140, 130, 120, 110, 100;
- внешнее напряжение питания электрической схемы отключения и управления — номинальное 230 В, максимальное 400 В;
- ток нагрузки для контактов реле (без дуги и дребезга) — номинальный 63 А, максимальный 80 А;
- краткосрочный ток (10 мс), после протекания которого не происходит необратимого сваривания контактов — 2000 А;
- ток короткого замыкания, при котором не происходит термического разрушения прибора — 3000 А;
- временная задержка повторного включения — 6 минут или 20 секунд (устанавливается эксплуатантом);
- время срабатывания реле отключения: верхний установленный предел напряжения: 20 мс, нижний установленный предел напряжения: 100 мс.
Корпус вибро и ударопрочный, степень влагозащты IP40. Влагозащита контактной группы (линейные контакты) — IP0.
Источник: