Дистанционное управление электрическими цепями дома: контактор нагрузки и реле освещения

Дистанционное управление электрическими цепями дома: контактор нагрузки и реле освещения

В отличие от модульных устройств, которые предназначены для защиты электрических цепей (автоматы, узо), есть модульные электрические устройства для удобного управления электрическими цепями дома. К таким устройствам относятся контактор, контролирующий нагрузку одной цепи и импульсное реле, управляющее несколькими группами электрических цепей дома. Два устройства, обеспечивающие дистанционное управление электрическими цепями дома это коммутаторы нагрузки и реле управления освещением. О них в этой статье.

Дистанционное управление электрическими цепями – Контактор

Рассматриваемый контактор это одномодульный, однополюсной, низковольтный электрический аппарат, используемый в электрических цепях дома, для их организации дистанционного управления. ГОСТ Р 51731/2010

Контакторы

Где применяются однофазные контакторы

Контакторы применяются в электроцепях дома совместно с однофазными автоматическими выключателями или дифференциальными автоматами защиты. Их подключение позволяет дистанционно включать/выключать и управлять:

• Освещение улицы;
• Отопление;
• Вентиляция;
• Система водоснабжения (включение/отключение насоса);
• Оконные жалюзи;
• Другой не приоритетной нагрузкой в доме.

Схема подключения коммутаторов в однофазных электрических цепях дома

В конструкции контактора есть электромагнитная катушка, ЭДС которой, управляет подвижным дросселем, размыкающим и замыкающим контакты. В устройстве контактора есть две цепи: цепь нагрузки (это клеммы контактора) и цепь управления (это цепь электромагнитной катушки). Если подать ток на катушку, то контакты устройства замкнутся, если тока на катушке нет, то контакты разомкнуты.

На контакторе видим четыре клеммы: 1;2 вверху, 3;4 внизу. А также, клеммы А1 и А2, это клеммы катушки.

Подключаем контактор так:

• На клемму 1 подключаем фазный провод с вывода дифференциального автомата или автоматического выключателя;
• На клемму 2 подключаем нулевой провод с дифференциального автомата (узо) или нулевой шины;
• На клемму 3 подключаем отходящую фазу;
• На клемму 4 подключаем отходящий ноль.
• На клемму А1 (катушки) подключаем фазу;
• На клемму А2 подключаем ноль от автомата защиты, но через выключатель или кнопочный пост.

Работает всё следующим образом:

• В нерабочем состоянии: Контакты 1-3 и 2-4 разомкнуты, ток «лежит» на клеммах 1 и А1.
• Включаем выключатель: запитывается цепь катушки, на катушке появляется ток, как следствие, замыкаются контакторы 1-3 и 2-4.
• Выключаем выключатель: размыкается цепь катушки, как следствие размыкаются контакты: 1-3 и 2-4. Цепь разрывается.

Если вместо выключателя использовать кнопки «Пуск-Стоп», то на отходящий контакт кнопки «Пуск», который соединен с кнопкой «Стоп», бросаем шлейф с контакта 4 (отходящий ноль).

Установка контактора

• Установка на ДИН рейку производится защелкиванием;
• Важно! Коммутатор устанавливается только вертикально, Осевое направление установки ИМЕЕТ значение;
• К клеммам коммутатора можно подключать, как жесткие, так и многожильные провода (скрученные или опрессованные).

Видео: Устройство контактора

Импульсные реле

Применение импульсного реле в доме

Реле импульсное аналогично контактору, только запоминает положение контактов и управляется одной кнопкой, а не кнопочным постом. По сути это мощный и удобный дистанционный выключатель освещения: освещения лампами накаливания, освещения с резистивной нагрузкой (низковольтные галогенные лампы), освещения с индуктивной нагрузкой (газоразрядные и флуоресцентные лампы).

Схема подключения импульсного реле в однофазных электрических цепях дома

В устройстве импульсного реле есть две цепи: цепь нагрузки и цепь управления.

В устройство импульсного реле входит катушка управления. Принцип работы импульсного реле аналогичен контактору, только работает всё с одной кнопки. Нажали кнопку управления- контакты замкнулись. Устройство запомнило сигнал и при отпускании кнопки контакты не разомкнулись. Нажали кнопку второй раз, контакты разомкнулись и после отпускания кнопки остались разомкнуты.

Установка импульсного реле

Устанавливается импульсное реле на DIN рейку, по правилам установки любого другого модульного оборудования, а именно:

• Установка на ДИН рейку производится защелкиванием;
• Осевое направление установки не имеет значение;
• К клеммам импульсного реле можно подключать, как жесткие, так и многожильные провода (скрученные или опресованные).

Про дистанционное управление электрическими цепями всё. В завершении замечу, что и контакторы и реле бывают многополюсными.

Электрическая часть электростанций — Дистанционное управление в установках низкого напряжения

Дистанционное управление в установках низкого напряжения (до 1000 В)
В качестве аппаратов, которые могут быть использованы для дистанционного управления в установках низкого напряжения, служат: автоматические воздушные выключатели (универсальные) с электродвигательным и электромагнитным приводом для включения и с независимым расцепителем (HP) для отключения; контакторы разных видов и назначений, которые различаются по роду тока, числу полюсов, напряжению втягивающей (удерживающей) катушки, наличию дугогашения.
Контакторы используются для цепей управления электродвигателями, их реверсирования, ускорения, электродинамического торможения, гашения поля, блокировок, а также как линейные в схемах АВР.
Для дистанционного управления наибольшее распространение получили автоматы с электродвигательным приводом. Электромагнитные приводы имеются у ограниченного числа типов воздушных автоматов (например, АВ 15), обладающих относительно большой мощностью, потребляемой катушками привода (12 кВт при 220 В).
Питание цепей управления может осуществляться или от главной цепи автоматического выключателя, или независимого источника.
На рис. 8-30 представлена элементарная схема управления автоматическим выключателем серии АВ с электродвигательным приводом. В исходном положении автоматический выключатель отключен (цепочка 4), контакты 2—3 конечного выключателя замкнуты, реле РБ оживлено током. При переводе ключа управления КУ в положение «Включено» (цепочка 2) катушка реле управления РУ получает питание через контакт РБ. Реле, перейдя на самоудерживание (цепочка 3), подключает своими контактами РУ (цепочка 5) электродвигатель привода М и его тормоз Т. Электродвигатель через систему рычагов за время около 0,3 с производит включение автоматического выключателя. В процессе включения вращается барабан конечного выключателя ВК. Как видно из диаграммы, после включения выключателя контакты 1 — 3 и 2—3 конечного выключателя размыкаются и через реле РБ и РУ отключается электродвигатель; вращаясь по инерции, он заканчивает операцию включения цепи. После включения цепи реле РБ отключается и конечный выключатель ВК приходит в исходное положение.

Рис. 8-30. Схема управления автоматическим выключателем серии АВ
ру щ — реле управления; РБ — реле блокировки; Т — тормоз; Нр — независимый расцепитель
На рис. 8-31 дается наиболее распространенная схема контактора — магнитного пускателя — с удерживающей катушкой на напряжение питающей сети. Контакты Kpi и Крг тепловой защиты осуществляют защиту электродвигателя от перегрузки.

Рис. 8-31. Схема магнитного пускателя, PI, Р2 — тепловые реле

Магнитные пускатели не рассчитаны на отключение токов к. з., поэтому последовательно с контактором в первичной цепи устанавливаются предохранители для защиты цепи от коротких замыканий. Это можно отнести к недостаткам схемы, ограничивающим ее применение; при перегорании предохранителя в одной из фаз двигатель окажется в однофазном режиме с вытекающими отсюда последствиями: уменьшением вращающего момента, затормаживанием, перегревом; кроме того, схема на рис. 8-31 исключает самозапуск электродвигателя. Для электродвигателей, обслуживающих ответственные механизмы, следует поэтому рекомендовать схемы с самозапуском, а для трехполюсного отключения цепи при коротком замыкании вместо предохранителей надо применять воздушные автоматические выключатели (например, серии 3100).

Рис. 8-32, Схема магнитного пускателя, обеспечивающая самозапуск двигателя д — диод

Самозапуск с ограничением длительности (по соображениям техники безопасности) нахождения цепи во включенном состоянии при отсутствии напряжения может осуществляться шунтированием катушки контактора электромагнитным реле времени РВ, подключенным через выпрямитель Д. Такая схема показана на рис. 8-32. На электрических станциях управление двигателями с групповых щитов часто осуществляется на постоянном токе. На рис. 8-33 показан вариант схемы с удерживающей катушкой на постоянном токе. Управление производится через промежуточное реле РП1 (реле пуска) и РП2 (реле останова). Импульс на включение подается ключом управления К через реле РП1 с самоблокировкой (цепочка 2), чем обеспечивается самозапуск. Отключение производится подачей импульса через катушку реле РП2, размыкающие контакты размыкают цепь удерживающей катушки контактора и деблокируют реле РП1.
В некоторых случаях во избежание ложной работы при случайном прекращении питания удерживающей катушки, например в цепях возбуждения, полезны контакторы с защелкой. Такой контактор снабжен двумя катушками, включающей (КВ) и отключающей (КО).

а) о)

Рис. 8-33. Схема магнитного пускателя с удерживающей катушкой на постоянном токе: а — цепи управления; б — силовые цепи
Рис. 8-34. Схема управления контактором
КЗ контакты защелки

Защелка механически связана с якорем отключающей катушки и снабжена вспомогательными контактами.
Для отключения контактора необходимо предварительно возбудить включающую катушку, которая несколько оттягивает якорь подвижного контакта и освобождает защелку, после чего защелка подтягивается отключающей катушкой и контактор отключается. Схема управления контактором показана на рис. 8-34.

Установка дистанционного выключателя света, оснащенного пультом

Для повышения комфорта при использовании осветительных приборов широко используется дистанционный выключатель света. Такие устройства оснащены пультом и позволяют управлять работой систем освещения и отдельных светильников на расстоянии.

Конструкция и принцип работы дистанционного выключателя

К основным элементам, входящим в состав такого устройства, является пульт дистанционного управления (ДУ) и силовой блок, оснащенный приемником сигнала. При использовании радиочастотных систем ДУ в их состав входит контроллер, с помощью которого можно осуществлять управление работой ламп накаливания, галогенными, люминесцентными или светодиодными лампами. При этом возможно управление как единичными осветительными устройствами, так и большими группами светильников.

В зависимости от того, на какой из выключателей должна быть передана команда от пульта ДУ, он подает сигнал, дополнительно включающий в себя код распознавания. Этот код безошибочно принимается именно тем устройством, которое отвечает за коммутацию электрических контактов нужного светильника.

Расстояние, на котором возможно дистанционное управление освещением, в зависимости от назначения и условий эксплуатации выключателей, может составлять от 20 до 500 м.

Дистанционные выключатели света могут управляться с использованием инфракрасных, ультразвуковых, радиочастотных и других устройств.

К преимуществам дистанционных выключателей относятся:

1. Возможность управлять работой осветительных приборов на расстоянии. Это качество выключателей особенно ценно при размещении значительного количества светильников в помещениях большой площади, а также на улице.
2. Возможность управлять интенсивностью свечения ламп в зависимости от уровня естественной освещенности в помещениях. Такое техническое решение позволяет достичь существенной экономии электрической энергии, что особенно актуально при необходимости освещения больших площадей.
3. Возможность программирования выключателя на включение освещения в определенное время (так называемый эффект присутствия).
4. Простота установки и эксплуатации.
5. Многоканальность, позволяющая с одного пульта управлять большим количеством осветительных приборов.
6. Мощность электроприборов, коммутация которых может быть осуществлена с помощью пульта ДУ, достигает 5 кВт.
7. Отсутствие необходимости в прокладке дополнительной электрической проводки, которая обеспечивает работу обыкновенного проводного выключателя.
8. Повышенная электрическая и пожарная безопасность таких устройств.

К недостаткам систем дистанционного управления освещением можно отнести их высокую стоимость, а также влияние металлических конструкций на работу радиоволновых устройств.

Для повышения эффективности работы дистанционный выключатель света может использовать датчики освещенности или движения. Также существует возможность управления таким устройством с помощью компьютера или смартфона.

Наиболее распространенным видом управления выключателями этого типа является использование радиоволновых пультов. Значительно реже применяются инфракрасные устройства.

Радиоволновые устройства управления выключателем

Для функционирования подобных устройств используется контроллер, принимающий сигнал от пульта ДУ на определенной радиочастоте и осуществляющий управление работой осветительных устройств.

Такие системы позволяют использовать для управления системой освещения компьютеры или смартфоны. Кроме того, радиочастотное управление обеспечивает большую дальность действия.

При помощи радиовыключателя можно регулировать освещение в ручном или автоматическом режиме. Для включения или выключения ламп может быть использован стационарный выключатель или пульт ДУ. Для осуществления коммутации электрической цепи в таких устройствах используется силовой блок. В зависимости от типа осветительных приборов, а также их мощности в составе этого блока может использоваться электронный или индукционный трансформатор.

Выключатель света с ДУ может располагается в любом удобном пользователю месте, а его силовой блок – непосредственно в корпусе светильника или в распределительном щитке.

Инфракрасные устройства

Пульты, использующие для передачи команд на управляющую схему дистанционного выключателя инфракрасное излучение, редко применяются на сегодняшний день. Это объясняется достаточно существенными их недостатками, такими как небольшой радиус действия, а также необходимость направлять пульт непосредственно на выключатель.

Для того чтобы обеспечить работу подобного устройства, применяется специальный блок управления освещением. Преимуществом использования такого оборудования в квартире является возможность управлять освещением с помощью обыкновенного пульта от телевизора.

Использование датчиков

Помимо переносного пульта ДУ для обеспечения эффективной работы дистанционных выключателей широко применяются датчики различных типов. Наиболее популярными из них являются инфракрасные, микроволновые и звуковые устройства.

Инфракрасные датчики движения

Представляют собой самый распространенный тип подобных устройств. Их принцип действия основан на замыкании или размыкании электрической цепи при улавливании датчиком появления дополнительного инфракрасного излучения в его рабочей зоне. Это происходит при попадании в сектор человека или животного.

К достоинствам устройств такого типа можно отнести абсолютную безопасность для здоровья, невысокую стоимость, а также экономичность и удобство эксплуатации.

К недостаткам таких датчиков относится зависимость качества их работы от погодных условий, возможность ложного срабатывания или отсутствие реакции на попадание в зону действия человека в плотной зимней одежде, которая ограничивает теплоотдачу.

В большинстве случаев такие устройства устанавливаются при входе в квартиру или в подъезде, они предназначены для автоматического включения и отключения освещения на лестничных площадках и позволяют существенно экономить электроэнергию.

В зависимости от условий эксплуатации могут быть выбраны датчики, имеющие различную степень защиты от механических воздействий, а также влаги и пыли. Степень защиты обозначается буквами IP и соответствующими цифрами, значение первой из которых показывает защищенность устройства от проникновения внутрь его корпуса твердых предметов, а вторая – воды. Инфракрасные датчики для выключателей света с ДУ имеют защиту не меньше IP20.

Как правило, подобные устройства имеют радиус действия, не превышающий 20 м. Этого вполне достаточно, чтобы обеспечить надежное срабатывание выключателя света при входе в квартиру. Другим важным параметром, существенно влияющим на эксплуатационные характеристики и цену этих изделий, является угол охвата, который в горизонтальной плоскости может достигать 3600.

Микроволновые датчики

Принцип действия этих устройств основан на постоянном излучении и приеме микроволновых электромагнитных сигналов. На основании анализа принятых электромагнитных волн датчик определяет попадание в зону его ответственности посторонних объектов и подает команду на замыкание или размыкание силовой электрической цепи. Такие устройства полностью независимы от погодных условий, однако при их использовании возможны ложные срабатывания, кроме того, электромагнитное излучение может негативно сказаться на здоровье людей.

Звуковые датчики

Принцип их действия такой же, как и у предыдущих устройств. Различие заключается в том, что в качестве воспринимаемых сигналов используются волны ультразвукового диапазона. Недостатком этих изделий считается их невысокая чувствительность к медленно перемещающимся объектам, а также негативное воздействие ультразвука на поведение некоторых животных.

К другому типу звуковых датчиков можно отнести устройства, срабатывающие при внезапном изменении громкости звука в привычном человеческому уху диапазоне. Их используют для включения или выключения света в помещениях с помощью голоса или хлопка в ладоши. Чаще всего такие голосовые выключатели используются в системах «умный дом».

Особенности выбора дистанционных выключателей

Как и большинство узкоспециализированных изделий, рассмотренные датчики могут применяться в комбинированных устройствах, объединяющих в себе преимущества каждого типа. При выборе дистанционного выключателя света особое внимание следует уделить мощности его силового блока, который рассчитан на коммутацию электрической цепи с определенным допустимым значением нагрузки.

Другой важной особенностью, на которую стоит обратить внимание при выборе устройств дистанционного управления освещением, является возможность работы их силовых блоков с различными типами ламп.

Также немаловажное значение имеет способность контроллера изменять интенсивность освещения, работать с большим количеством отдельных светильников и другие дополнительные функции.

Установка дистанционного выключателя массы (кнопка массы)

Дистанционный выключатель массы (кнопка массы), предназначенный для разрыва электрических цепей (массы), должен быть расположен как можно ближе к аккумуляторной батарее. Если используется однополюсный выключатель, то он должен быть установлен на проводе питания, а не на проводе заземления.

Устройство, управляющее выключением массы, должно быть расположенно в кабине водителя. Оно должно быть защищено от случайного воздействия. Такая защита обеспечивается кожухом, необходимостью двойного нажатия или другими средствами. Могут быть установлены дополнительные управляющие устройства при условии, что они имеют четкую маркировку и защищены от случайного воздействия.

Главный выключатель аккумуляторной батареи (кнопка массы) должен иметь оболочку (внимание! требование касается не защитного кожуха, а непосредственной оболочки (корпуса) самого выключателя массы), обладающую защитой степени IP 65 (полная защита от пыли и защита от сильных струй воды с любого направления) в соответствии со стандартом МЭК 60529. Подтверждение соответствия требованиям стандарта МЭК служит маркировка, нанесенная непосредственно на корпус выключателя.

Место соединения электрического кабеля на контактах главного выключателя должно иметь степень защиты IP 54 (частичная защита от пыли и защита от брызг воды с любого направления). Это значит, что контакты не могут быть оголены. Однако такая степень защиты не требуется, если контакты заключены в оболочку, которой может являться дополнительный кожух выключателя или контейнер аккумуляторной батареи, в последнем случае (контейнер аккумуляторной батареи) контакты достаточно просто изолировать, например резиновыми колпачками (п. 9.2.2.8.5 ДОПОГ).

Если дистанционное устройство управления (тумблер) имеет электрический привод, то электроцепи этого устройства должны быть защищены плавким предохранителем или автоматическим выключателем, или барьером безопасности, расположенным как можно ближе к источнику питания (п.9.2.2.8.2, в соответствии с 9.2.2.9.1 (с) ДОПОГ).

Неисправность или демонтаж главного выключателя (кнопки массы) аккумуляторной батареи и дистанционного устройства его управления в случае, когда их наличие обязательно, недопустимо (20.14.15 приложения №8 ТР ТС). Распространяется на все категории транспортных средств перевозящих опасные грузы, в том числе в УПАКОВКЕ, НАВАЛОМ/НАСЫПЬЮ и в ЦИСТЕРНАХ.

В связи с тем, что главный выключатель аккумуляторной батареи постоянно находится под напряжением, то на него в полной мере распространяются требования п. 9.2.2.9 ДОПОГ. Поэтому главный выключатель аккумуляторной батареи должен иметь характеристики, позволяющие использовать его в опасных зонах и отвечать требованиям МЭК 60079 (п. 9.2.2.9.1 а). В частности п. 29.1 МЭК 60079 требует наличия на главном выключателе аккумуляторной батареи соответствующей маркировки, которая должна быть видима даже после монтажа выключателя на автомобиль. Требования к информации, содержащейся в маркировке приведены в пунктах 29.2 -29.4 МЭК 60079. Отсутствие маркировки на главном выключателе аккумуляторной батарее является подтверждением не соответствия главного выключателя АКБ требованиям ДОПОГ (в частности п. 9.2.2.9.1 а). ВНИМАНИЕ! Не путать с (п. 9.2.2.8).

Внимание. Невыполнение требований ДОПОГ влечет за собой значительные штрафные санкции по ст. 12.21.2 Административного кодекса РФ, а также эвакуацию транспортного средства на штрафстоянку до момента ликвидации причины нарушения (ст. 27.13 Административного кодекса РФ).

Также ГК «СТАВТРЭК» осуществляет установку и настройку устройства ограничения скорости «надежный контроль 80»