Трехфазные электрические сети подвержены множеству негативных факторов, которые могут оказать отрицательное влияние на работу запитанного от них оборудования. Некоторые сетевые нарушения способны привести к выходу техники из строя и повлечь дорогостоящий ремонт. Для защиты от подобного развития событий, в электрических цепях подключения устанавливаются реле контроля фаз. Какие функции они выполняют, как устроены и где применяются, пойдет речь в данной статье. Читайте также статью ⇒ Реле напряжения: схема подключения, область применения
Назначение устройства
Реле контроля фаз (РКФ) используются для своевременного прекращения подачи напряжения к трехфазным электроустановкам при выявлении критических изменений, возникших в электрических сетях, а также при обрыве фазного или нулевого проводника.
Устройства могут иметь разные названия, внешний вид и производителя, но выполняемые ими защитные функции одинаковы – защита потребителей при возникновении следующих нарушений:
- исчезновение (обрыв) одной или более фаз, либо «нуля»;
- понижение/повышение напряжения в сети сверх значения уставки;
- нарушение порядка чередования фаз;
- появление фазного перекоса (несимметрия амплитуды токов и/или напряжений).
Некоторые приборы имеют возможность настройки уставок на min и max напряжение срабатывания.
Конструкция и принцип действия РКФ
Основную работу устройства выполняет микросхема, способная улавливать сетевые нарушения и передавать команду на электромагнитное реле, которое приводит в действие контакт, отключающий нагрузку. Данные элементы помещены в компактный корпус, имеющий крепление для установки на DIN рейку. На лицевую панель выведен регулятор времени срабатывания и индикаторы работы прибора. Иногда могут присутствовать дополнительные регуляторы — настройки уставок и времени повторного включения.
При подаче трехфазного напряжения, устройство тестирует соответствие параметров электрической сети и при выявлении нарушений препятствует запуску оборудования. Если нарушение выявлено в процессе работы механизма, то прибор производит его аварийную остановку. Индикатор отобразит «Авария» (красный светодиод), а на некоторых моделях – конкретную причину.
Причины, провоцирующие сетевые нарушения и их негативное влияние
Параметры электрических сетей зависят от многих факторов, протекающих в них, и далеко не всегда их изменение происходит по вине обслуживающего персонала. В таблице приведены обстоятельства, способные вызвать негативные проявления и их влияние на подключенное оборудование:
| Негативный фактор | Основные причины возникновения сетевых нарушений | Защита РКФ |
| Повышение (скачек) напряжения | · Нестабильность работы распределительной подстанции; · Обрыв нуля или ослабление заземления; · Включение мощного оборудования в смежную сеть; · Удар молнии | Отключение оборудования или препятствие запуску |
| Падение напряжения | · Высокая нагрузка на электросеть; · Сварочные работы | // |
| Обрыв фазы или нуля | · Механические причины; · Авария в передающих электросетях; · Слабый контакт | // |
| Нарушение чередования фаз | · Ошибка в подключении; · Неправильное включение пускового реверсивного устройства | // |
| Перекос фаз | · Обрыв нуля; · Неравномерное распределение нагрузки на фазах | // |
Как видно из таблицы, реле контроля фаз способно защитить подключенные потребители от многих нарушений, но оно не будет эффективным при коротких замыканиях или появлении токов утечки. От этих аварий ограждают автоматические выключатели (АВ) и устройства защитного отключения (УЗО).
Виды защитных средств автоматики
Помимо устройств с обозначением «реле контроля фаз» или аббревиатурой «РФК», существуют приборы, называемые «реле чередования фаз» и «контроля напряжения». Однако, несмотря на разные названия, они выполняют аналогичные функции.
Аналоги из других стран также могут иметь иное название, но принцип действия остается неизменным за исключением некоторых технических характеристик. Например, РНПП из Украины расшифровывается, как реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. В данном случае аббревиатура обозначает перечень выполняемых прибором функций.
Схемы подключения РКФ
В зависимости от условий применения, устройство может подключаться двумя способами:
- без кнопочного дистанционного управления, когда запуск оборудования производится непосредственно автоматическим выключателем;
- либо с выносным пультом (кнопками пуск и стоп).
Первый вариант обычно используется для одиночного потребителя, а второй – при создании группового пункта управления с которого осуществляется включение/выключение сразу нескольких агрегатов. Также второй вариант удобен, если потребитель значительно удален от электрощита, а процесс запуска должен происходить под наблюдением оператора.
Присутствие в пусковой цепи защитного реле не освобождает от необходимости использования электромагнитных пусковых аппаратов (контакторов или пускателей). Это связано с малой токовой нагрузочной способностью, на которую рассчитаны релейные контакты устройств. В основном они не превышают значения в 16 Ампер, а в некоторых моделях всего 2 А, чего явно недостаточно для включения мощного оборудования. Поэтому присутствие средств коммутации нагрузки – обязательно. Читайте также статью ⇒ Подключение указательное реле.
Известные производители реле контроля фаз
Защитные средства автоматики выпускаются разными брендами во многих странах. Все они обладают высоким качеством исполнения, но могут отличаться некоторыми техническими показателями. В таблице приведены данные некоторых изделий от разных производителей:
| Название бренда | Наименование устройства | Государство производитель | max токовая нагрузка контактов, А | Стоимость, руб. |
| Новатек электро | РНПП-302 | Украина | 8 | 3000 |
| Евроавтоматика F&F | СР-731 | Белоруссия | 2 | 3660 |
| ZAMEL | PNM-31 | Польша | 16 | 3800 |
| Полигон | РКФ-3/1-М1 | Россия | 7 | 3300 |
Разницу в ценах нельзя назвать значительной, поэтому пользователь имеет возможность выбрать устройство, подходящее для конкретных условий эксплуатации. Например, существуют конструкции предусматривающие крепление не только на DIN рейку, но и на монтажную планку с помощью крепежных винтов. Изделие РНПП-302 оборудовано цифровым табло, на котором можно визуально наблюдать изменения напряжения в сети, что имеет свои преимущества в определенных обстоятельствах.
В пользу отечественного изделия РКФ-3/1-М1 выступает возможность регулирования нижнего порога гистерезиса, который должен на несколько Вольт превышать значение напряжения просадки сети во время запуска другого оборудования. У зарубежных аналогов этот показатель является постоянным, в пределах не более 7 Вольт, что не всегда обеспечивает корректную работу защитной автоматики.
Выбор устройства защиты
Подбирая реле контроля фаз необходимо учитывать факторы, которые будут влиять на прибор и условия, в которых он будет эксплуатироваться. Речь идет не только о климатических воздействиях, но и о состоянии электрических сетей. Обращать внимание нужно на следующие параметры изделия:
- допустимая температура окружающей среды (есть аппараты способные работать от -40°С до +40°С);
- напряжение сети переменного тока (100, 110, 220, 380, 400, 415…В);
- возможность регулирования времени срабатывания (предусмотрена не на всех устройствах);
- регулировка пределов допустимого понижения/повышения напряжения;
- наличие функции повторного включения после аварийного отключения и ее настройки по времени.
При покупке РКФ необходимо требовать сертификат соответствия на продукцию, и уточнять наличие гарантийных обязательств. Известные бренды в обязательном порядке предоставляют гарантию на свои товары.
Ориентировочная износостойкость устройства (механическая) обычно составляет примерно 1 млн. циклов.
Возможные ошибки при установке РКФ
Основными ошибками при использовании реле контроля фаз являются:
- пренебрежение дополнительными средствами защиты (АВ и УЗО);
- попытки использования трехфазных устройств в быту, с последующей разводкой и преобразованием в отдельные однофазные линии.
В первой ситуации потребитель электроэнергии будет огражден только от сетевых изменений, но окажется «беззащитным» при возникновении КЗ или утечек тока на корпус оборудования.
Во втором случае пользователь не получит желаемой защиты, так как любые изменения в одной из линий, приведут к отключению всего устройства, а определить истинную причину срабатывания будет довольно сложно.
В заключение можно отметить, что применение релейных устройств контроля фаз способно эффективно обезопасить эксплуатацию электрооборудования и продлить срок его безаварийной работы. Главным условием остается правильный выбор защитной автоматики и соблюдение правил ее монтажа и обслуживания.