Что такое реле напряжения и зачем оно нужно в доме или квартире

Современные дома и квартиры наполнены дорогой бытовой техникой и электроникой, которые чувствительны к качеству электросети. Однако стабильное напряжение 220 Вольт не всегда гарантировано. Наверняка многие сталкивались с миганием лампочек, неожиданными перезагрузками приборов или даже поломкой техники из-за перепадов электричества. При скачках напряжения реле срабатывает мгновенно — обесточивает сеть и предохраняет вашу аппаратуру от повреждений. В этой статье мы простыми словами объясним, что такое реле напряжения, разберём принцип его работы и выясним, зачем нужно реле напряжения в доме или квартире.

Реле напряжения простыми словами

Как работает, что делает и зачем его ставят

Что же представляет собой реле напряжения? Описание в двух словах: это небольшой электронный прибор, который следит за уровнем напряжения в вашей сети и при необходимости размыкает электрическую цепь. Иными словами, реле постоянно измеряет текущие вольты на линии и сравнивает их с безопасным диапазоном. Как только напряжение выходит за установленные пределы (слишком повышается или снижается ниже допустимого), устройство срабатывает и мгновенно отключает подачу электричества к подключенной сети или приборам.

Принцип работы реле напряжения основан на мониторинге и реакции: электроника внутри прибора за доли секунды фиксирует опасное отклонение от нормы и подаёт сигнал на встроенное реле (контактор). Контакты размыкаются – питание в доме временно отключается. Например, при скачке до 280 Вольт (вместо положенных ~220 В) реле моментально обесточит сеть, не дав перегрузке повредить вашу технику. Аналогично и при резком проседании напряжения ниже порога – при скачках напряжения реле срабатывает как на рост, так и на спад параметров.

Зачем нужно реле напряжения в бытовых условиях? Его ставят прежде всего для защиты бытовой техники от нестабильного электричества. Без такого реле резкий скачок или перепад может вывести из строя холодильник, телевизор, котёл отопления и другие приборы. С реле напряжения же опасность минимизируется: оно действует как страховка. Когда напряжение вновь приходит в норму, устройство автоматически включает питание обратно (через небольшую задержку в несколько секунд, чтобы сеть стабилизировалась). Таким образом, ваша аппаратура получает электричество только тогда, когда оно в допустимых пределах, что значительно продлевает срок её службы.

Где и когда особенно важно его использование

Реле контроля напряжения особенно важно там, где электросеть склонна к колебаниям и перенапряжениям. В некоторых районах периодически наблюдаются отклонения от 220 В – например, просадки до 180–190 В или скачки свыше 250 В. В таких условиях использование защитного реле крайне желательно. Особенно это актуально в сельской местности и частном секторе, где протяжённые линии электропередач и устаревшее оборудование часто приводят к нестабильному напряжению. Практика показывает: в загородных домах установка реле напряжения спасает технику от выгорания едва ли не каждый сезон.

В городской квартире тоже могут возникать проблемы с качеством электроэнергии. Старые многоквартирные дома с изношенной проводкой, перегрузка сети в часы пик, аварии на подстанциях – всё это способно вызвать перепады. Бывают случаи, когда из-за обрыва нуля или неправильного распределения фаз в подъезде напряжение в розетках подскакивает до опасных уровней. Для жителей верхних этажей в грозу тоже существует риск импульсных перенапряжений после ударов молнии. Во всех этих случаях реле напряжения сработает вовремя и обезопасит вашу квартиру. Даже если перепады происходят редко, установка такого прибора – это недорогой способ застраховаться от редких, но очень неприятных ситуаций.

Отличие от других устройств защиты

Помимо реле контроля напряжения, в электрических щитках домов ставят и другие приборы защиты. Чтобы понять место каждого устройства, сравним реле напряжения с некоторыми из них:

Реле напряжения и стабилизатор — в чём разница

Назначение и принцип работы: Главное отличие между реле и стабилизатором заключается в способе защиты. Стабилизатор выравнивает напряжение при отклонениях – он повышает или понижает входное напряжение, стараясь поддерживать на выходе стабильные ~220 В. Реле же ничего не выравнивает, а просто отключает питание при недопустимых скачках или просадках, не пытаясь исправить само напряжение.

Непрерывность электроснабжения: При использовании стабилизатора ваша техника продолжает работать даже при колебаниях в сети – прибор подстраивает напряжение плавно и отключит нагрузку только если перепад вышел за его рабочий диапазон. Реле напряжения, напротив, срабатывает резко и обесточивает цепь сразу, как только зафиксирует выход за пределы нормы. Это означает, что при срабатывании реле питание к устройствам пропадает полностью на время аварии (до восстановления нормального вольтажа). Стабилизатор же в большинстве случаев позволяет избежать отключений, удерживая параметры в норме.

Габариты и установка: Стабилизаторы обычно представляют собой отдельные немаленькие приборы (от нескольких килограммов веса, часто размером с небольшой чемодан или коробку), которые подключаются к сети перед техникой или на вводе в дом. Реле напряжения намного компактнее – оно либо размещается в щитке на DIN-рейке в виде модуля, либо бывает размером с розеточный адаптер. Благодаря этому реле ставить проще, для него не требуется много места и особых условий.

Стоимость и применение: Цена стабилизатора существенно выше, чем у реле контроля напряжения. Кроме того, стабилизатор нужно подбирать по мощности (кВт нагрузки) и зачастую он шумит при работе (особенно электромеханические модели). Поэтому стабилизаторы обычно ставят только там, где без них не обойтись – например, для чувствительной электроники, требующей ровных 220 В без перебоев (медицинское оборудование, котлы с электронной начинкой, аудиотехника). Реле же экономически выгоднее и идеально подходит для профилактической защиты от редких, но опасных скачков. Если в вашем доме перепады случаются лишь эпизодически, то ставить громоздкий дорогой стабилизатор не имеет смысла – достаточно установить компактное реле напряжения для безопасности.

УЗО, УЗИП и реле напряжения — сравнение

Важно понимать, что разные защитные устройства отвечают за разные угрозы. Обычный автоматический выключатель (автомат) реагирует только на сильный ток (перегрузку или короткое замыкание) и не защищает от перепадов напряжения. Поэтому ему на помощь ставят дополнительные приборы:

• УЗО (устройство защитного отключения): контролирует утечки тока на землю и мгновенно отключает электричество, если происходит пробой изоляции или человек случайно коснулся проводки. УЗО не спасает от перепадов напряжения — оно срабатывает при опасном отклонении тока, а не напряжения. То есть при скачке до 300 Вольт УЗО никак не отреагирует, если нет утечки, и бытовая техника может пострадать.

• УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений): защищает от очень кратковременных всплесков напряжения, обычно вызванных ударом молнии в линию или включением мощного оборудования. УЗИП устроен иначе: он не отключает питание, а моментально гасит (шунтирует) импульс, снижая его амплитуду до безопасного уровня. Однако УЗИП не реагирует на длительное повышение или понижение напряжения сети. Если в доме долго держится 260–270 В, ограничитель перенапряжения может не сработать, и электроприборы выйдут из строя.

• Реле напряжения: отслеживает длительные отклонения уровня напряжения (как высокие, так и низкие) и отключает сеть при выходе за установленные пределы. Оно не реагирует на молниеносные импульсы (их берет на себя УЗИП), зато спасает от затяжных перенапряжений и "просадок". В идеале для комплексной защиты дома используют сочетание всех перечисленных устройств: автоматы и УЗО от токовых аварий, УЗИП от молнии, а реле напряжения от длительных отклонений напряжения.

Реле минимального и максимального напряжения

В продаже можно встретить разные названия: реле максимального напряжения, реле минимального напряжения, реле контроля напряжения – по сути, это вариации одного типа устройства. Бытовые реле обычно контролируют оба отклонения сразу: и превышение допустимого уровня, и чрезмерное снижение. Например, если напряжение упало до 170 В (опасно низкое), сработает защита по минимуму. Если подскочило до 260–270 В (слишком высокое) – сработает защита по максимуму. Поэтому иногда такое устройство называют реле контроля минимального и максимального напряжения.

Оба вида отклонений опасны для бытовых приборов. При понижении напряжения электромоторы (насосы, компрессоры холодильников) перегреваются, пытаясь работать на пониженном питании, а электроника может отключаться или сбоить. При перенапряжении выше нормы выходят из строя блоки питания, горят лампы и чувствительные микросхемы. Реле контролирует оба параметра, предотвращая и ту, и другую ситуацию.

Как правило, пороги срабатывания реле можно настроить вручную под особенности вашей сети. Стандартные заводские установки часто находятся около ~170 В (минимум) и ~250 В (максимум). Пользователь при желании может слегка скорректировать эти значения, исходя из того, при каком напряжении его приборы ещё работают нормально. Кроме того, почти все реле напряжения оснащены таймером задержки повторного включения: например, после отключения питание вернётся через 5–10 секунд (либо другой заданный интервал). Это делается для того, чтобы не включать технику сразу при скачущем напряжении и дать компрессорам холодильников время выровнять давление перед повторным стартом.

Виды реле напряжения и их классификация

Существует несколько видов реле напряжения. Основные критерии разделения – на сколько фаз рассчитано устройство и как оно монтируется.

Однофазные и трёхфазные

Однофазные реле напряжения предназначены для обычных сетей ~220 В, где используется одна фаза и ноль (типичная схема для квартир и большинства частных домов). Такое устройство контролирует напряжение на этой единственной фазе и размыкает цепь при выходе параметров за пределы нормы. Если у вас стандартное однофазное электропитание, то и реле понадобится однофазное. Оно подключается в щит обычно сразу после вводного автомата и защищает всю домашнюю сеть на этой фазе.

Трёхфазные реле напряжения рассчитаны на объекты, питающиеся от трёхфазной сети 380 В (три фазы + нейтраль). Это могут быть частные дома с мощными электроприборами, производственные или коммерческие объекты. Трёхфазное реле контроля напряжения обычно представляет собой единый блок, следящий за напряжением на всех трёх фазах одновременно. При выходе хотя бы одной фазы за допустимые пределы оно отключит питание сразу по всем фазам. Это важно, поскольку при перекосе или пропаже одной фазы работа трехфазного оборудования (например, электродвигателей) становится аварийной. В доме с трёхфазным вводом такое реле убережёт и трёхфазные потребители (если они есть), и однофазные приборы, распределённые по разным фазам. Если же непосредственно трёхфазных агрегатов нет, а просто каждая фаза идёт на свою группу нагрузок, можно использовать и три отдельных однофазных реле на каждую линию – но чаще выбирают один общий прибор для контроля всех фаз, чтобы сработать при любой аварии в сети.

В розетку и на дин-рейку

Реле напряжения в розетку. Эти приборы выполнены в виде адаптера, который вставляется прямо в обычную розетку. Снаружи он похож на сетевой таймер или электронный ночник: с одной стороны штепсель для включения в стену, с другой – розетка для подключения вашей техники. Внутри находится тот же механизм контроля напряжения. Реле в розеточном исполнении удобно тем, что не требует монтажа в щитке – его можно просто вставить самому, без помощи электрика. Обычно такие устройства рассчитаны на ток до 16 А (то есть суммарную мощность подключаемых приборов около 3,5 кВт). Их часто используют для защиты конкретного ценного прибора или набора техники: например, отдельное реле-адаптер ставят для холодильника, компьютера, телевизора или котла, если нет желания (или возможности) лезть в электрошит. Многие розеточные модели имеют цифровой дисплей, показывающий текущее напряжение, и кнопки для настройки порогов срабатывания.

Модульные реле на DIN-рейку. Такие реле предназначены для установки внутри электрического щитка на стандартную монтажную рейку (DIN-рейку). По размеру они как правило сопоставимы с автоматическими выключателями – занимают от одного до трех модулей ширины, в зависимости от модели и максимального тока. Подключение выполняется стационарно: провод фазный (и нейтраль, если требуется) заводится на вход реле, а с выхода уже идёт дальше по домашней сети. Обычно модульное реле ставят сразу после вводного автомата (и счётчика) – таким образом оно контролирует все подключённые в доме линии. Выбор моделей очень широк: есть реле на ток 32 А, 40 А, 63 А и т.д. – под любую потребляемую мощность. При необходимости реле на дин-рейку может управлять внешним силовым контактором, чтобы отключать очень большие нагрузки (если сама электроника реле не рассчитана напрямую на сотни ампер). Установка такого устройства требует минимальных навыков электромонтажа, поэтому её обычно доверяют специалисту. Зато один раз поставив реле в щит, вы защищаете сразу всё жильё (или как минимум ту группу линий, на которую оно поставлено) от перепадов напряжения.

В каких случаях реле действительно нужно

Наконец, перечислим конкретные случаи, когда установка реле контроля напряжения особенно оправдана:

• В частном доме: По опыту эксплуатации в частных домах можно сказать, что за городом напряжение часто нестабильное. Скачки и просадки случаются из-за удалённости от подстанций, старых воздушных линий, воздействия погоды. Например, зимой при включении мощных обогревателей или летом при поливе с насосом сеть может "просаживаться", а при переключениях фаз или авариях – выдавать всплески. В таких условиях реле напряжения обязательно: оно защитит ваш дом от перепадов, которые могут в один миг вывести из строя дорогостоящую технику. Многие владельцы частных домов отмечают, что после установки реле они перестали беспокоиться за электронику во время грозы и перепадов в сети.

• В квартире: В городских условиях перепады обычно реже, но полностью исключать их нельзя. Если вы живёте в доме со старой проводкой или видели, как у соседей сгорала техника из-за скачка – реле стоит поставить. В многоэтажках бывают ситуации, когда из-за перегрузки сети или неисправности (например, обрыв общего нуля) напряжение в одной квартире поднимается вдвое. Такие аварии редки, но весьма разрушительны – от них не спасёт ни автомат, ни УЗО. Только реле контроля напряжения своевременно отключит квартиру от сети и предотвратит катастрофу. Для квартиры, напичканной дорогой электроникой, установка реле – недорогой способ обезопасить имущество.

• Для бытовой техники (холодильник, ТВ, бойлер): Даже если вы не ставите реле на всю квартиру, стоит задуматься о защите отдельных приборов. Холодильник – один из самых уязвимых: при пониженном напряжении мотор компрессора перегревается, а при резком скачке электроника может сгореть. Газовый или электрический котёл отопления содержит сложную автоматику, которая чувствительна к качеству питания (ремонт платы управления очень дорогостоящий). Телевизоры, компьютеры, игровые приставки, стиральные машины – все эти устройства тоже нелишне уберечь от внештатных режимов сети. Если в щите нет общего реле, можно использовать розеточные модели индивидуально для каждой ценной техники. По сути, затраты на реле ничтожны по сравнению с ценой новых холодильников или ремонтом котла, поэтому такая защита окупается с первого же предотвращённого сбоя.

Как видите, реле напряжения – вовсе не роскошь, а важный элемент защиты электросети. Это простой и надёжный способ уберечь вашу домашнюю технику от неожиданностей с напряжением.

Автор статьи: Сергей Бондарь, практикующий электрик с 10-летним стажем. Работает с системами защиты от перенапряжения в частных и коммерческих объектах по всей Украине.