Сегодня будет обзорная статья (скорее, фоторепортаж) про «Устройство защиты электроприборов от перепадов напряжения в сети 220В», или про Реле напряжения Барьер. Другое название этого устройства — реле защиты от перенапряжений.
Барьер — устройство защиты от перепадов напряжения
Я уже подробно писал у себя на блоге про реле напряжения Digitop, для чего оно нужно и как его установить. Вот эта статья, рекомендую.
Как написал один читатель в комментарии — «Назначение реле напряжения — как подушка безопасности в автомобиле. Лучше, чтобы было, но никогда не пригодилось)». В этом вся суть.
Ну а как устроено такое реле? Давайте заглянем внутрь.
Разбирать и давать отзыв я буду на основе реле напряжения «Барьер» (Производитель — Донецк, Украина)
Функции «Барьера»
Если очень коротко — этот блочок постоянно контролирует входное напряжение в сети. Как только напряжение выходит за допустимые пределы (которые устанавливаются пользователем), реле отключает потребителя. В нормальном режиме это реле пропускает через себя весь ток нагрузки, и заодно служит цифровым индикатором уровня напряжения. Согласитесь, это тоже удобно.
Фото снаружи
Вот что мне попало в руки:
Барьеры — цифровые реле защиты
Зачем мне понадобилось столько «Барьеров» (и это только половина!) — я расскажу в следующей статье. Не забудьте подписаться, чтобы сразу получить её на почту.
«Барьеры» гораздо дешевле своих украинских конкурентов Digitop (я так и не понял почему), и продавцы внятно ответить не смогли. На момент покупки (Россия, Таганрог, октябрь 2015) такие девайсы стоили 1800 руб, в то время как Digitop в том же магазине — почти 3000 руб.
Итак, упаковка.
Упаковка «Барьера». Подробно расписано, что это такое, для чего нужно, и как работает
Барьер. Параметры
Инструкция по эксплуатации к «Барьеру», как обычно, будет в конце статьи.
Вот наш герой во всей красе:
Товар лицом
А вот фото со стороны клемм:
Клеммы для подключения
О клеммах чуть позже, а пока — о схеме, которая изображена на корпусе. Я-то бывалый, а неопытных электриков она собьет с толку. Неужели нельзя исправить, хотя бы вручную, маркером?
Схема для подключения «Барьера» должна выглядеть вот так:
Правильная схема подключения
Крепится устройство на ДИН-рейку, посредством черной защелки, которая двигается вручную:
Крепление на ДИН-рейку
Ладно, руки чешутся уже, давайте заглянем внутрь.
Фото внутри — силовая часть
Откручиваем 4 самореза, и вот что видим:
Силовая плата. Через коричневый проводок идёт ноль на питание схемы.
Это плата, на которой собрана схема питания всего устройства, и самая ответственная часть — мощное реле, через контакты которого будет проходить весь ток нашей квартиры или офиса.
Внешний вид платы реле «Барьер» (другой экземпляр). Красный проводок — ноль для питания схемы.
Очень надежно сделаны провода от контактов до реле. В винтовые клеммы зажимается кусок меди, к которому приварен гибкий провод сечением не менее 6 мм². А к контактам реле этот провод надежно приварен. Это лучше видно на следующем фото:
Контакты силового реле
Справа от реле видим ключевой транзистор, который питает катушку реле, 1000 мкФ — конденсатор фильтра БП, и в термоусадке — конденсатор схемы включения реле (подробнее ниже).
Белые проводки — это через них питается катушка реле.
Поскольку это очень важный элемент, рассмотрим его поподробнее. Вот это реле поближе:
Силовое реле NRL-08B-12D
Снимаем крышечку на 4-х защелках:
Крышка. Просто крышка
И видим контакты этого реле. Обычно контакты делают перекидные (переключающие), здесь в этом нет никакого смысла, контакт просто на замыкание-размыкание:
Внутренности реле NRL08B-12D
Реле не совсем обычное (бистабильное), поскольку имеет два устойчивых состояния. Другое название — реле-защелка. То есть, энергия тратится только на переключение реле, но чтобы удерживать контакты, напряжения прикладывать не нужно. При этом катушка реле, естественно, не греется.
Ток контактов реле — 80 А. Стоит сказать, что в «Барьере» на 60 А также стоит реле на 80 А. Поэтому, они ничем абсолютно не отличаются. Также и с нижними номиналами — в «Барьерах» на 40 и на 32 А стоят реле на 40А, в «Барьере» на 16 А стоит реле на 25 А. Похвально, что производитель (Донецк) указывает параметры своего устройства с запасом.
Теперь посмотрим, что с обратной стороны силовой платы:
Плата со стороны пайки
Справа — блок питания, ближе к центру — транзисторы с обвязкой, которые обеспечивают режим работы бистабильного реле. Мощный транзистор — со стороны «деталей», показан на фотографиях ранее.
Слева (получается, под винтовыми зажимами) — последовательно соединенные 4 диода. Они работают как температурный датчик — при нагревании клемм (слишком большой ток, или ослабла затяжка) диоды через плату тоже нагреваются, ток через них увеличивается, напряжение с диодов поступает на соответствующий вход контроллера, и он выдает ошибку. Подробнее — в инструкции «Барьера», которая приведена в конце статьи.
Контроллер
Заканчиваем с силовой частью, переходим к более тонким материям. Контроллер PIC16F-676, который измеряет напряжение, управляет светодиодным индикатором и силовым реле:
Контроллер PIC16F-676
В нём зашита программа с необходимым алгоритмом работы.
Всё, теперь обещанная
Инструкция к реле напряжения «Барьер»
Инструкция «Барьер», стр.1
Инструкция «Барьер», стр.2
Инструкция в текстовом виде:
1. НАЗНАЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ
Устройство защиты («БАРЬЕР») измеряет напряжение в сети переменного тока 220В 50Гц и отключает электроприборы от данной сети в случаях, когда напряжение сети становится выше или ниже значений, заданных изготовителем или пользователем и будет находится в отключенном от сети состоянии до восстановления напряжения в заданных значениях. Тем самым защищает электроприборы подключенные после него от выхода из стоя. Через время заданное изготовителем или пользователем, при нормализации напряжения в сети, электроприборы будут подключены снова к сети. В режиме, когда защищаемые электроприборы отключены от сети, цифры на индикаторе устройства защиты мигают.
Прибор управляется микроконтроллером, который измеряет, анализирует и отображает текущее действующее значение напряжения в электросети.
Коммутация нагрузки осуществляется электромагнитным реле.
Допустимые пределы отключения и задержка времени включения устанавливаются пользователем с помощью кнопок.
Значения сохраняются в энергонезависимой памяти.
Прибор крепится на DIN-рейку.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Рабочий диапазон напряжений устройства, В, 120-400
Максимальная коммутируемая мощность.
БАРЬЕР-16А кВт 3.5
БАРЬЕР-30А кВт 6.5
БАРЬЕР-40А кВт 8.5
БАРЬЕР-60А кВт 13
БАРЬЕР-80А кВт 17.5
Время отключения по верхнему пределу, сек 0,2
по нижнему пределу, сек 1 (120-190В)
Диапазон регулировки верхнего напряжения срабатывания, В от 210 до 270
Диапазон регулировки нижнего напряжения срабатывания, В от 120 до 190
Время задержки подачи напряжения, сек от 10 до 390 (от 0.1 мин. до 6.5 мин.)
Потребляемая устройством мощность, Вт 1
Габариты. мм 90×53×67
3. ПОРЯДОК РАБОТЫ
Подключить «БАРЬЕР» к сети согласно схеме подключения, установить выключатели автоматические в положение ВКЛ. Вольтметр покажет напряжение в сети и будет мигать (мигание означает, что напряжение на выходе прибора отсутствует). Если напряжение в сети в пределах нормы, устройства защиты через время заданное в нем подключит электроприбор к сети и вольтметр перестанет мигать.
Для изменения нижнего продела отключения нажмите и удерживайте кнопку «вниз», пока индикатор не погаснет, отпустите кнопку, на индикаторе высветится установленное ранее значение. Если его необходимо изменить то в течении 10 секунд необходимо ещё раз нажать кнопку «вниз» и снова удерживать, пока индикатор не погаснет, после чего отпустить кнопку, прибор перейдет в режим установки значения (последняя цифра начнёт мигать).
Кнопками «вверх», «вниз» можно изменять это значение в пределах 120 −190 Вольт.
Для изменения верхнего предела отключения нажмите и удерживайте кнопку «вверх» пока индикатор не погаснет, отпустите кнопку, на индикаторе высветится установленное ранее значение. Если его необходимо изменить то в течении 10 секунд необходимо ещё раз нажать кнопку «вверх» и снова удерживать пока индикатор не погаснет, после чего отпустить кнопку, прибор перейдёт в режим установки значения (последняя цифра начнёт мигать).
Кнопками «вверх», «вниз» можно изменять это значение в пределах 210 — 270 Вольт.
Для изменения времени включения нажмите одновременно и удерживайте обо кнопки «вверх», «вниз» пока индикатор не погаснет, отпустите кнопки, на индикаторе высветится установленное ранее значение. Если его необходимо изменить, то в течении 10 секунд необходимо ещё раз нажать обе кнопки и снова удерживать, пока индикатор не погаснет, после чего отпустить кнопки, прибор перейдёт в режим установки значения (последний символ индикатора начнёт мигать). Кнопками «вверх», «вниз» можно изменять это значение в пределах от 01с (что соответствует 10 секундам), до 39с (что соответствует 390 секундам или 6.5 минутам). Из режима установок прибор выходит автоматически через 10 секунд после последнего нажатия кнопки.
Если во время эксплуатации прибора произойдет отключение электроприборов и при этом на индикаторе высветится три квадрата, это означает, что из-за плохого контакта в месте подсоединения к клеммам «2» или «3» произошел нагрев. Необходимо установить
выключатели в положение ВЫКЛ. и обеспечить надежный контакт.
Заводские данные устройства — нижний предел 175 В, верхний предел 250 В. Время задержки перед включением — 6с (60 секунд).
Рекомендую пределы напряжения немного сузить — от 190 до 245 В. Тут надо пойти на компромисс между частотой выключения и допустимым отклонением напряжения.
Стоит сказать, что по стандарту напряжение в сети может отличаться от номинала не более чем на 10%, а это 198 — 242 В. Правда, сейчас введён новый стандарт номинала — 230 В. А это значит, что пределы должны быть от 207 до 253 В.
Проверял работу при пониженном напряжении. Понижал напряжение на входе до 50 Вольт — всё работает, можно заходить в меню, выставлять пределы, только тускло горит индикатор.
По задержке — если есть мощные дорогие холодильники, то время лучше увеличить до 100...120 секунд (10с...12с по индикатору). Если холодильников нет (например, это офис с компьютерами), то время можно уменьшить до 10 сек.
И ещё замечание. Думаю, это не глюк, а особенность «Барьера» — при установке пользователем нового предела напряжения реле отключается. И включается через 10 с после последнего нажатия (конечно, если входное напряжение в норме). Это надо учитывать при настройке, включая автомат байпаса, который в нормальной работе должен быть выключен.
Источник: Александр/СамЭлектрик.ру
