Spannungssteuerrelais: Funktionsprinzip, Diagramm, Anschlussnuancen

Spannungsabfälle sind in Privathaushalten keine Seltenheit.Sie entstehen durch Verschleiß elektrischer Netze, Kurzschlüsse und ungleichmäßige Lastverteilung auf einzelne Phasen.

Infolgedessen erhalten Haushaltsgeräte entweder nicht genügend Strom oder brennen aufgrund des Überschusses aus. Um diese Probleme zu vermeiden, wird empfohlen, ein Spannungskontrollrelais (VCR) zu installieren.

Wir schlagen vor, zu verstehen, welche Vorteile die Verwendung eines solchen Geräts bietet, welche Unterschiede zwischen einem RLV und einem Stabilisator bestehen und wie man ein geeignetes Relais auswählt und anschließt.

Warum benötigen Sie ein Spannungsregelrelais?

Der eigentliche Name für das betreffende Gerät ist „Spannungsregelrelais“. Doch in Gesprächen zwischen Elektrikern fällt das mittlere Wort oft aus diesem Begriff heraus.

Im Prinzip handelt es sich hierbei um ein und dieselbe elektrische Sicherheitseinrichtung. Außerdem wird diese Ausrüstung oft als „Null-Bruch-Schutz“ bezeichnet. Warum, wird im Folgenden klar.

Seien Sie nicht verwirrt RCD-Maschinen und RKN. Erstere schützen die Leitung vor Überlastung und Kurzschluss, letztere vor Spannungsspitzen. Dabei handelt es sich um Geräte mit unterschiedlichen Funktionszwecken.

Die Hauptaufgabe des RKN besteht darin, Elektrogeräte bei zu hohen oder zu niedrigen Spannungen vom Netz zu trennen, damit die an die Stromversorgung angeschlossenen Geräte nicht ausfallen

Die Aufschrift „~220 V“ ist allen Russen bekannt. An Steckdosen angeschlossene Haushaltsgeräte werden im Haus mit dieser Wechselspannung betrieben.Tatsächlich schwankt die maximale Spannung im häuslichen Stromnetz jedoch nur mit einer Streuung von +/-10 % um diese Marke.

Teilweise erreichen die Unterschiede große Werte. Das Voltmeter kann durchaus Einbrüche von bis zu 70 und Überspannungen von bis zu 380 W anzeigen.

Für die Elektrotechnik sind sowohl zu niedrige als auch zu hohe Spannungen gefährlich. Wenn der Kühlschrankkompressor nicht genügend Strom erhält, startet er einfach nicht. Dadurch kommt es unweigerlich zu einer Überhitzung und einem Ausfall der Geräte.

Bei Niederspannung ist der Durchschnittsmensch in den meisten Fällen nicht einmal äußerlich in der Lage, festzustellen, ob das Gerät in einer solchen Situation ordnungsgemäß funktioniert oder nicht. Optisch sind nur schwach leuchtende Glühbirnen zu erkennen, deren Spannung geringer ist, als sie sein sollte.

Bei hohen Bursts ist alles viel einfacher. Wenn Sie 300-350 W an den Stromeingang eines Fernsehers, Computers oder einer Mikrowelle anlegen, dann brennt im besten Fall die Sicherung darin durch. Und meistens „brennen“ sie selbst aus. Und es ist auch gut, wenn es zu keiner echten Entzündung des Geräts und zu keinem Feuer kommt.

Mehrfamilienhäuser werden in der Regel über ein dreiphasiges 380-V-Netz mit Strom versorgt, und die Wohnung verfügt bereits über eine einphasige 220-V-Verkabelung von der Schalttafel auf dem Boden

Die Hauptprobleme bei Spannungsabfällen in Hochhäusern entstehen durch einen Bruch im Arbeitsnullpunkt. Dieser Draht wird durch Unachtsamkeit von Elektrikern bei Reparaturen beschädigt oder er selbst brennt im Alter einfach durch.

Wenn das Haus an der Zugangsleitung über den notwendigen Schutz auf modernem Niveau verfügt, wird infolge einer solchen Unterbrechung der automatische RCD ausgelöst. Alles endet relativ normal.

In alten Wohngebäuden, in denen es keine Leistungsschalter gibt, führt der Nullpunktverlust jedoch zu einer Phasenunsymmetrie.Und dann wird die Spannung in manchen Wohnungen niedrig (50–100 V), in anderen stark ansteigend (300–350 V).

Wer am Ende bekommt, was aus der Steckdose kommt, hängt von der Last ab, die gerade an das Stromnetz angeschlossen ist. Es ist unmöglich, dies im Voraus genau zu berechnen und vorherzusagen.

Dies hat zur Folge, dass bei einigen Geräten alle Geräte nicht mehr funktionieren, während bei anderen die Geräte aufgrund von Überspannung durchbrennen. Hier benötigen Sie ein Spannungskontrollrelais. Bei Problemen schaltet es das Netzwerk ab und verhindert so Schäden an Fernsehern, Kühlschränken usw.

Im privaten Bereich stellt sich die Problematik mit Überspannungen etwas anders dar. Befindet sich das Ferienhaus in großer Entfernung vom Straßentransformator, kann die Spannung an diesem extremen Punkt bei erhöhtem Stromverbrauch in den davor liegenden Häusern auf einen kritisch niedrigen Wert absinken.

Infolgedessen beginnen Elektromotoren in elektrischen Haushaltsgeräten aufgrund eines längeren Mangels an „Volt“ unweigerlich zu brennen und auszufallen.

Arten von ILV-Geräten

Alle Relaismodelle, die die Funktionen eines Spannungsreglers übernehmen, sind in einphasige und dreiphasige Modelle unterteilt.

Einphasenrelais. Wird normalerweise in Ferienhäusern und Wohnungen installiert – mehr ist bei Hauspaneelen nicht erforderlich.

In Schalttafeln von Privat- und Mehrfamilienhäusern werden einphasige Relais meist in kompakter Bauform auf einer DIN-Schiene (+) eingesetzt.

Dreiphasenrelais. Solche RNAs sind für den industriellen Einsatz bestimmt. Sie werden häufig in Schutzschaltungen für Drehstrom-Werkzeugmaschinen eingesetzt. Wenn außerdem ein solcher dreiphasiger Schalter am Eingang solch komplexer Geräte erforderlich ist, wird er häufig in einer kombinierten Version mit Steuerung nicht nur der Spannung, sondern auch der Phasensynchronisation gewählt.

Der Hauptnachteil und gleichzeitig Vorteil eines dreiphasigen Relais ist die vollständige Abschaltung der Stromversorgung am Ausgang, wenn die Spannung auch nur in einer der Phasenleitungen am Eingang ansteigt. In der Industrie ist das nur von Vorteil. Doch im Alltag sind Spannungsschwankungen in einer Phase oft unkritisch und der RKN übernimmt und schaltet das geschützte Netz ab.

In manchen Fällen ist eine solch äußerst zuverlässige Rückversicherung erforderlich. In den allermeisten Situationen ist dies jedoch unnötig.

Nach Typ und Abmessungen

Das gesamte Sortiment an Spannungsrelais ist in drei Typen unterteilt:

• Stecker-Buchsen-Adapter;
• Verlängerungskabel mit 1-6 Steckdosen;
• kompakte „Taschen“ für DIN-Schiene.

Die ersten beiden Möglichkeiten dienen dem Schutz eines bestimmten Elektrogeräts oder einer Gruppe. Sie werden an eine normale Innensteckdose angeschlossen.

Die dritte Option ist für Einbau in eine Schalttafel als Teil des Schutzsystems des Stromnetzes einer Wohnung oder eines Ferienhauses.

Die Adapter und Verlängerungen der betreffenden Regler sind recht groß.Die Hersteller versuchen, sie so klein wie möglich zu machen, damit sie den Innenraum nicht durch ihr Aussehen beeinträchtigen.

Die internen Komponenten des Spannungsrelais haben jedoch ihre eigenen starren Abmessungen und müssen außerdem in einem Gehäuse mit Buchse und Stecker angeordnet sein. Designtechnisch kann man hier nicht umkehren.

Relais auf einer DIN-Schiene zum Einbau in einen Verteilerkasten haben kompaktere Abmessungen, es ist nichts Überflüssiges darin enthalten. Sie sind über mit dem Netzwerk verbunden Verbindungen von Drähten und Klemmen.

Nach Basis- und Zusatzfunktionen

Die interne Logik und der Betrieb des Relais zur Spannungsregelung basieren auf einem Mikroprozessor oder einem einfacheren Komparator. Die erste Option ist teurer, erfordert jedoch eine genauere und reibungslosere Anpassung der ILV-Reaktionsschwellen. Die meisten verkauften Schutzgeräte basieren mittlerweile auf Mikroprozessoren.

Die oberen (Umax) und unteren (Umin) Schwellenwerte sind die beiden wichtigsten einstellbaren Parameter des RKN – wenn die Eingangsspannung außerhalb des eingestellten Bereichs liegt, trennt das Relais die Ausgangsleitung vom elektrischen Strom (+).

Auf dem Relaisgehäuse befindet sich mindestens ein Paar LEDs, mit denen festgestellt werden kann, ob am Ein- und Ausgang Spannung anliegt. Fortgeschrittenere Geräte sind mit Displays ausgestattet, die die eingestellten zulässigen Grenzwerte und die in der Leitung verfügbare Spannung anzeigen.

Die Einstellung der Schwellenwerte erfolgt über ein Potentiometer mit abgestufter Skala oder Tasten mit auf dem Display angezeigten Parametern.

Das für die Umschaltung im RKN zuständige Relais selbst ist nach einer bistabilen Schaltung aufgebaut. Diese Spule hat zwei stabile Zustände. Lediglich beim Schalten des Riegels wird Energie aufgewendet. Es ist kein Strom erforderlich, um die Kontakte in der geschlossenen oder geöffneten Position zu halten.

Dies minimiert einerseits den Energieverbrauch und sorgt andererseits dafür, dass sich die Spule im Betrieb des Reglers nicht erwärmt.

Bei der Auswahl eines Spannungsrelais müssen Sie in den Parametern Folgendes beachten:

• Betriebsbereich in Volt;
• Möglichkeit, obere und untere Ansprechschwellen festzulegen;
• Vorhandensein/Fehlen von Spannungspegelanzeigen;
• Abschaltzeit, wenn das ILV ausgelöst wird;
• Verzögerungszeit für die Wiederaufnahme der Stromversorgung;
• maximale Schaltleistung in kW oder übertragener Strom in Ampere.

Gemäß dem letzten Parameter sollte das Relais mit einem Spielraum von 20–25 % genommen werden. Wenn kein RV-Schalter vorhanden ist, der für die in der Leitung vorhandenen hohen Lasten geeignet ist, wird ein Modell mit geringer Leistung verwendet und an dessen Ausgang ein Magnetstarter angeschlossen.

Bei der Festlegung von Schwellenwerten stellt sich die Situation wie folgt dar. Wenn sie zu streng eingestellt sind, ist die Schaltfrequenz des Relais hoch. Hier wird es einen Kompromiss geben müssen.

Diese Parameter müssen so angepasst werden, dass sie das richtige Schutzniveau bieten, aber nicht zulassen, dass das ILV zu häufig umgeschaltet wird. Ständiges Ein- und Ausschalten kommt weder den an das Netzwerk angeschlossenen Geräten noch dem Spannungsregler selbst zugute.

Darüber hinaus verfügen einige Relais überhaupt nicht über die Möglichkeit, Schwellenwerte unabhängig anzupassen. Sie sind „starr“ eingestellt. Beispielsweise ist die Untergrenze werkseitig auf 170 V und die Obergrenze auf 265 V eingestellt.

Solche ILVs sind günstiger, müssen aber sorgfältiger ausgewählt werden. Dann ist eine Neukonfiguration dieser Geräte nicht mehr möglich; bei Fehlern in den Berechnungen müssen Sie neue Geräte anschaffen, um die nicht passenden zu ersetzen.

Die Wahl der Zeitparameter zum Trennen und Wiederaufnehmen der Stromversorgung der Ausgangsleitung hängt von der angeschlossenen Last und den Eigenschaften eines bestimmten Netzwerks (+) ab.

Treten im Stromnetz ständig kurzzeitige (Sekundenbruchteile) leichte Spannungseinbrüche auf, ist es besser, die Abschaltzeit bei der unteren Schwelle auf das Maximum einzustellen. Auf diese Weise wird es weniger Alarme geben und die Gefahr für die angetriebenen Geräte wird minimal sein.

Die Einschaltverzögerung sollte abhängig von der Art der an die Steckdose angeschlossenen Elektrogeräte gewählt werden. Verfügt das angeschlossene Gerät über einen Kompressor oder Elektromotor, sollte die Spannungsversorgungszeit auf 1–2 Minuten erhöht werden.

Dadurch werden plötzliche Spannungs- und Stromstöße vermieden, wenn das Netz wieder mit Strom versorgt wird, wodurch Kühlschränke und Klimaanlagen vor Ausfällen geschützt werden.

Und für Computer und Fernseher kann dieser Parameter auf 10–20 Sekunden reduziert werden.

Was ist besser: Stabilisator vs. Relais

Anstatt Steuerrelais im Schaltschrank anzuschließen, empfehlen Elektriker häufig die Installation im Haus Spannungsregler. In manchen Fällen kann dies gerechtfertigt sein. Bei der Auswahl der einen oder anderen Option zum Schutz von Elektrogeräten müssen jedoch einige Nuancen beachtet werden.

Von der Funktionalität her gleicht der Stabilisator nicht nur die Spannung aus, sondern schaltet sich auch ab, wenn die Spannung zu hoch ist. Ein Spannungsrelais ist ein ausschließlich schützendes automatisches Gerät. Es scheint, dass das erste die Funktionen des zweiten beinhaltet.

Aber im Vergleich zum RKN-Stabilisator:

• teurer und lauter;
• träger bei plötzlichen Veränderungen;
• hat keine Möglichkeit, Parameter anzupassen;
• nimmt viel mehr Platz ein.

Wenn die Eingangsspannung reduziert wird, sodass der Ausgang des Stabilisators die erforderlichen Indikatoren aufweist, beginnt er, mehr Strom aus dem Netzwerk zu „ziehen“. Und dies ist ein direkter Weg zum Durchbrennen der Verkabelung, wenn sie ursprünglich nicht dafür ausgelegt war.

Der zweite Hauptnachteil des Stabilisators im Vergleich zum Steuerrelais ist seine Unfähigkeit, einen starken Spannungsanstieg abzufangen, wenn der Nullpunkt unterbrochen wird.

Buchstäblich eine halbe Sekunde mit 350-380 W in der Steckdose reicht aus, damit die gesamte Ausrüstung im Haus durchbrennt. Die meisten Stabilisatoren sind jedoch nicht in der Lage, sich an solche Veränderungen anzupassen und Hochspannung durchzulassen, sodass sie sich bereits 1–2 Sekunden nach Beginn des Spannungsstoßes abschalten.

Neben Stabilisatoren und Relais können auch Überspannungs- und Unterspannungsauslöser zum Schutz der Leitung vor Spannungsspitzen im Netz eingesetzt werden. Sie haben jedoch im Vergleich zum RLV eine längere Reaktionszeit. Außerdem schalten sie den Strom nicht automatisch wieder ein; ihre Funktionsweise ähnelt eher einem FI-Schutzschalter.

Nach einem Stromausfall müssen diese Freigaben manuell zurückgesetzt werden.

ILV-Anschlusspläne

In der Schalttafel wird das Spannungsrelais immer nach dem Zähler im Phasendrahtbruch installiert. Er muss die „Phase“ kontrollieren und gegebenenfalls abschneiden. Es gibt keine andere Möglichkeit, es anzuschließen.

Am häufigsten wird für einphasige Verbraucher eine Standardschaltung mit direkter Belastung über ein Relais (+) verwendet.

Für den Anschluss einphasiger Relais des Netzspannungsreglers gibt es zwei Hauptschaltkreise:

• mit direkter Belastung durch das RLV;
• mit Lastanbindung über Schütz - mit Anschluss eines Magnetstarters.

Bei der Installation einer Schalttafel in einem Haus wird fast immer die erste Option verwendet. Es gibt viele verschiedene ILV-Modelle mit der erforderlichen Leistung im Angebot. Außerdem können diese Relais bei Bedarf in einer Parallelschaltung oder mehreren installiert werden, indem an jedes von ihnen eine separate Gruppe von Elektrogeräten angeschlossen wird.

Die Installation ist äußerst einfach.Auf dem Gehäuse eines standardmäßigen einphasigen Relais befinden sich drei Anschlüsse – „Null“ plus Phase „Eingang“ und „Ausgang“. Achten Sie nur darauf, die angeschlossenen Drähte nicht zu verwechseln.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Um Ihnen die Navigation in den Anschlussplänen und die Auswahl eines geeigneten Spannungsreglerrelais zu erleichtern, haben wir eine Auswahl an Videos zusammengestellt, die alle Nuancen der Funktionsweise dieses Geräts beschreiben.

So schützen Sie Geräte mit RKN vor Überspannungen:

Einstellung des Spannungsrelais:

Das Netzspannungskontrollrelais ist ein hervorragender Schutz gegen „Nullbruch“ und plötzliche Spannungsänderungen. Es ist einfach anzuschließen. Sie müssen lediglich die entsprechenden Drähte in die Klemmen einführen und festziehen. In fast allen Fällen wird eine Standardschaltung mit direkter Belastung durch das ILV verwendet.

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