Реле напряжения Sven RN-15 и RN-16D: две модели с подключением в розетку

Сфeру примeнeния рeлe нaпряжeния (дaлee РН) мы ужe пoдрoбнo рaссмaтривaли, пoэтoму oгрaничимся крaтким нaпoминaниeм: эти устрoйствa oтключaют нaгрузку при сущeствeннoм пoвышeнии или пoнижeнии нaпряжeния питaющeй сeти (зaчaстую пoрoги срaбaтывaния мoгут рeгулирoвaться), a пoслe нoрмaлизaции ситуaции нa вxoдe внoвь пoдaют питaниe нa пoдключeннoe устрoйствo, причeм oбычнo с нeкoтoрoй зaдeржкoй (тaкжe чaщe всeгo рeгулируeмoй), чтo oбeспeчивaeт, нaпримeр, дoлгoвeчнoсть мнoгиx мoдeлeй xoлoдильникoв при чaстыx крaткoврeмeнныx oтключeнияx в сeти пeрeмeннoгo тoкa.

В прeдыдущeм oбзoрe мы oписaли нeскoлькo мoдeлeй из клaссa индивидуaльныx или «рoзeтoчныx» — oни прeднaзнaчeны для зaщиты oднoгo устрoйствa и пoдключaются мeжду нaгрузкoй и рoзeткoй. Тeпeрь рaссмoтрим eщe двe мoдeли, прeдлaгaeмыe кoмпaниeй Sven: этo рeлe нaпряжeния RN-15 и RN-16D.

Нo пo итoгaм oбсуждeния пeрвoгo oбзoрa всё жe дaдим пoяснeния, кoтoрыe пoмoгут прaвильнo вoспринимaть и рaссмaтривaeмыe мoдeли бeз пoвтoрeния всё тex жe кoммeнтaриeв oт нeкoтoрыx читaтeлeй.

В плaнe пoлeзнoсти зaдeржки включeния мы привoдили примeр с xoлoдильникaми. Дeйствитeльнo, нe для всex из ниx этo aктуaльнo, у мнoгиx тaкaя зaдeржкa встрoeнa, надо внимательно читать их инструкции (и хорошо, что наш обзор подтолкнул к этому хоть несколько человек). Но есть и другой пример: порой бывает нужно разнести во времени включение нескольких устройств, имеющих очень большие пусковые токи; конечно, для этого есть специализированные реле времени, но РН обеспечат и задержку, и защитят от низких и высоких напряжений.

Еще одно полезное свойство задержки проявится при частых колебаниях входного напряжения возле порогового значения — РН не допустит постоянных включений-отключений нагрузки.

Много споров вызвал вопрос: спасёт ли обычный ИБП от напряжений порядка 380 В. Ответ тот же, что и в предыдущем обзоре: да, спасёт, но почти наверняка лишь ценой собственной «жизни». И основан он не на тестах, а на личном опыте автора: в его практике дважды «бесперебойники» (не из дешевых и от именитого производителя) в таких условиях попросту выходили из строя. Откуда бралось такое напряжение и что именно происходило с ИБП — вопрос отдельный, но источники приходилось ремонтировать.

Кому случалось из-за невнимательности включать устройства, рассчитанные только на североамериканские сети с напряжением 120 В, в нашу 220-вольтовую сеть без понижающего трансформатора, подтвердят эти слова. А ведь соотношения напряжений 220/120 и 380/220 очень близки.

И если автор в обзоре ИБП пишет «при повышении напряжения свыше некоторого предела источник переведет нагрузку на питание от батареи, а при возврате к номиналу вернется в режим трансляции», то при этом вовсе не обязательно уточнять, что так будет совсем не при любом напряжении на входе — не только при 270–280, но непременно и при 380, и при 1000 вольтах. Человеку даже без высшего технического образования, но со средним житейским соображением это понятно без лишних слов.

Если кто-то всё равно не верит, может поставить эксперимент самостоятельно. Правда, результат (каким бы он ни был) всё равно будет относиться лишь к конкретному экземпляру ИБП, а мы пишем обзоры для тех, кто предпочитает учиться на чужих ошибках.

Параметры, внешний вид, органы управления

Таблицу мы заполняли в соответствии с информацией, имеющейся на сайте компании и дополненной данными из инструкции.

Модель
RN-15
RN-16D
Номинальное напряжение, В
230
Измеряемое напряжение, B
≈100 — 280
Точность измерения напряжения, В

140 — 280 ±2%
Рабочая частота, Гц
50
Максимальный ток нагрузки, А
≤ 15
Максимальная мощность, кВA
≤ 3,3
Максимальная поглощаемая энергия импульсной помехи, Дж
≤ 125
Время срабатывания защиты, сек
≤ 0,3
Задержка включения, сек
≈180
5 — 999, по умолчанию 5
Максимальный поглощаемый ток импульсной помехи, А
4500
Рабочий режим: 2500
Защитный режим: 4500
Порог срабатывания по понижению напряжения сети, B
≈199 ±2%
≈150 — 215 ±2% (шаг 1 В),
по умолчанию 198
Порог срабатывания по повышению напряжения сети, B
≈252 ±2%
≈225 — 275 ±2% (шаг 1 В),
по умолчанию 253
Выходные розетки
CEE 7/4 с заземлением
Размеры изделия, мм
73 × 78 × 86,7
Вес, кг
0,115
0,128
Ссылка на сайт изготовителя
sven.fi/ru
sven.fi/ru
Ориентировочная цена, руб.
990
1590

Помимо прочего, заявлена защита от высокочастотных и импульсных помех.

Цена указана ориентировочная, поскольку на Яндекс.Маркет (именно на него мы ориентируемся) обе модели пока еще представлены недостаточно широко. Заметим лишь: РН порой относят к категории стабилизаторов напряжения, что совершенно неправильно.

Обе модели имеют практически одинаковый внешний вид: почти квадратная в сечении коробочка из пластика молочно-белого цвета, в центре одной из больших поверхностей находится выходная розетка с защитными шторками, соосно с ней на противоположной поверхности — вилка для подключения к сети переменного тока. И вход, и выход имеют заземляющие контакты и соответствуют Тип F (Schuko) по стандарту CEE 7/4 или C2 по ГОСТ 7396.1–89.

Уточним: размеры в таблице приведены с учетом контактов встроенной вилки, а сечение самого корпуса 73×86,7 мм (наш замер показал чуть меньше, но разница несущественная). Толщина без учета входной вилки 39 мм.

Хотя по форме реле Sven сильно отличаются от рассмотренных нами ранее, при подключении к многоместным розеткам или удлинителям-«пилотам» проблема будет та же: использовать для подключения других устройств соседние места получится вряд ли — они будут частично перекрыты корпусом РН.

Дизайн чисто утилитарный: устройства явно не претендуют на роль украшения интерьера.

На одной из боковых граней находится панель управления, плоскость которой имеет легкий наклон в сторону выходной розетки. В управлении и индикации как раз и заключается отличие двух устройств, а также возможности настройки: у RN-15 есть три светодиода, отображающих низкое (желтый), нормальное (зеленый) и высокое (красный) напряжения на входе, и одна кнопка, которой можно принудительно подключить нагрузку.

Пользователь никаких настроек менять не может, используются значения по умолчанию (см. таблицу). Единственное, что можно сделать вручную, это нажатием кнопки подать напряжение к подключенному оборудованию до истечения 3-минутной задержки.

RN-16D имеет более продвинутую панель управления. Прежде всего, имеется ЖК-индикатор, на котором отображается значение напряжения в сети. При переходе в режим защиты цифры напряжения сопровождаются символами LV или HV (Low/High Voltage), появляется синяя мигающая подсветка. В режиме задержки включения отображается обратный отсчет времени.

Для управления используются четыре кнопки; одна из них («On») имеет ту же функцию принудительного включения нагрузки, что и в RN-15. Кнопка «Set» переводит устройство в режим программирования и выбирает устанавливаемый параметр, а «Up» и «Down» изменяют значения. Если в течение 10 секунд никакие кнопки не нажимаются, то введенные изменения сохраняются в энергонезависимой памяти, а РН переходит в нормальный режим (это можно сделать и раньше, нажав «On»).

Синяя подсветка включается на 13–14 секунд после нажатия любой кнопки. В нормальном режиме или во время задержки включения ее нет.

Упакованы оба устройства в блистеры из прозрачного пластика, на оформленных в фирменном стиле вкладышах имеется информация на русском языке. В комплекте инструкция на нескольких языках, также включая русский, и гарантийный талон, срок гарантии составляет 12 месяцев.

Конструкция, описание и анализ

Перед описанием «потрохов» надо заметить: нам достались на растерзание по одному экземпляру RN-15 и RN-16D ранней модификации и один RN-15 в обновленном варианте. Внешне раннее и «свежее» реле RN-15 одинаковы, их описания тоже не отличаются, а о разнице внутри мы расскажем.

Итак: удаляем по три самореза, чтобы разъединить половинки корпуса, и видим две соединенные шлейфом платы с электронными компонентами и вилку с розеткой.

Начнем с самой заметной платы — на ней находятся силовые цепи.

Заметный на фотографиях подстроечный резистор находится в цепи входного делителя АЦП.

Нагрузкой во всех экземплярах управляет реле MKT6-S-24DH; к сожалению, datasheet на него найти не удалось, поэтому подробности о параметрах привести не получится.

Заявленная защита от импульсных помех реализована на варисторе, а входные цепи защищаются от перегрузки с помощью плавкого предохранителя с номиналом 15 А, распаянного на плате (его замену инструкция относит к компетенции сервисного центра).

Включение варистора и предохранителя можно назвать неканоническим — обычно относительно входа первым идет предохранитель, включенный последовательно с варистором, и уже параллельно варистору подключается нагрузка, а во всех доставшихся нам экземплярах РН Sven сделано наоборот: сначала варистор, и после него через предохранитель всё остальное.

Рассмотрим возможные ситуации.

При воздействии короткого импульса помехи с высоким напряжением сопротивление варистора падает на много порядков, и ток помехи в основном протекает через него, а не через подключенную после него нагрузку. Нить включенного перед варистором предохранителя при этом попросту не успевает расплавиться, а варистор после снятия повышенного напряжения восстанавливает первоначальное сопротивление, очень высокое.

Но если длительность импульса с высоким напряжением достаточна, чтобы предохранитель среагировал на протекающий через варистор большой ток, то после нормализации ситуации устройство (в нашем случае РН) в целом окажется неработоспособным до замены предохранителя.

Если же предохранитель включен после варистора, такого не произойдёт; казалось бы — отличное решение! Но рассмотрим еще одну ситуацию: если длительность высоковольтной помехи существенная, то варистор может стать «одноразовым» защитным устройством и выйдет из строя, ведь энергию помехи он рассеивает в виде тепла. При этом никто не гарантирует, что он не превратится в короткое замыкание, в таком случае должен сработать предшествующий предохранитель, защищая линию, в которую включено устройство с варистором (например, реле напряжения). Конечно, после нормализации ситуации это устройство тоже работать не будет до замены варистора и предохранителя, но негативного воздействия на линию питания оно оказывать не будет.

В реле напряжения Sven предохранитель будет защищать входную цепь от перегрузки, но без учета описанной выше ситуации с коротким замыканием варистора, отслеживать которую придется автоматическому выключателю, установленному в электрощитке, а его срабатывание обесточит и все прочие устройства, которые подключены к той же линии. В условиях многих квартир, особенно в старом жилом фонде, все розетки (а порой и освещение) бывают заведены на один автомат, то есть вся квартира окажется обесточенной. Возможные неприятности понятны, но еще бо́льшая беда случится, если древний автомат вовремя не сработает…

Причем когда владелец восстановит питание — вычислит «виновника торжества», удалит РН из розетки и переведет рычажок автомата в щитке в положение ON, следующим действием почти наверняка будет попытка вновь подключить реле: вдруг причина происшедшего случайная? Дальнейшее тоже понятно.

Конечно, РН Sven можно включать не в настенную розетку, а в удлинитель-«пилот», оснащенный собственным предохранителем, тогда «глобальной» ситуации не будет, отключатся лишь нагрузки, включенные в тот же удлинитель.

Мы говорили на эту тему с представителями компании, и они заверили, что уже заказаны реле напряжения с платами, на которых варистор включен после предохранителя.

Продолжим описание внутреннего устройства.

Для питания слаботочных цепей используется обычная в подобных устройствах схема с мостом на диодах и стабилитронах и гасящим конденсатором, и вот в этом конденсаторе заключается основное отличие.

Внимательный читатель, вероятно, обратил внимание, что в спецификации не указан верхний предел, при котором РН сохранит работоспособность. Этот предел, в частности, будет определяться максимальным рабочим напряжением гасящего конденсатора, а также максимально допустимым действующим значением переменного напряжения для того же варистора.

В ранних экземплярах РН Sven установлены конденсаторы на 275 и 280 вольт; это явно маловато с учетом желательности сохранения работоспособности устройства при повышении входного напряжения до 380–400 В. Правда, эти конденсаторы имеют маркировку «X2», то есть они не должны загораться при выходе из строя и поддерживать горение. Кроме того, они должны выдерживать импульсное воздействие очень высокого напряжения — «Х1» до 4 кВ, «Х2» до 2,5 кВ, но речь именно о всплесках, а не о продолжительной работе с напряжениями, существенно превышающими номинальное.

А в новом варианте конденсатор выбран с большим запасом по напряжению — на 630 В, но уже без «Х2». Надо заметить, что номинальное напряжение конденсатора — это максимально допустимое значение для постоянного тока, а для синуса в сети переменного тока его нужно, как минимум, разделить на квадратный корень из 2, то есть в данном случае получится примерно 445 В, чего вполне достаточно, даже если напряжение в сети повысится до 380–400 В (поданы две фазы вместо фазы и нейтрали).

Варистор прикрыт отрезком термоусадочной трубки, но мы аккуратно надрезали ее, чтобы посмотреть маркировку. Во всех экземплярах РН Sven установлен 14D471K с максимальным рабочим напряжением 300 В (для переменного тока), и даже с учетом возможного разброса параметров маловероятно, что он выдержит те же 380 В; конечно, реле еще до достижения 300 В отключит нагрузку, но с учетом включения предохранителя после варистора дальше вполне вероятна та самая ситуация с автоматом в щитке, о которой мы говорили выше. Возможности подать напряжение выше 285 В в нашей лаборатории нет, поэтому вопрос о поведении РН Sven при напряжениях, близких к 380 В, остался открытым.

Еще надо заметить, что силовая плата в экземпляре нового образца выглядит поаккуратнее — по крайней мере, остатки флюса с нее удалены.

Вверху плата нового образца

Конструкцию пары «вилка-розетка» предлагаем оценить по фото (во всех экземплярах она одинаковая):

Довольно толстые и не очень длинные провода припаяны к контактам.

Слаботочные платы, конечно же, разные у RN-15 и RN-16D, но у двух экземпляров RN-15 они не отличаются.

У RN-15 управление основано на единственной микросхеме. Маркировка отсутствует, но в представительстве компании нам подсказали, что это микроконтроллер EM78P372N производства Elan Microelectronics, имеющий встроенные детекторы уровня напряжения. Платы сделаны вполне аккуратно, исключая разве что наплыв фиксирующего компаунда в месте распайки соединительного шлейфа.

Плата RN-16D сложнее: помимо такого же микроконтроллера, имеются ИМС-драйвера ЖК-панели и энергонезависимой памяти. Шлейф в этой модели имеет разъемы на обоих концах, но в нашем экземпляре не мешало бы тщательнее удалить остатки флюса (вполне возможно, что в обновленной версии это уже сделано).

Кнопки на всех платах механические.

Тестирование
Температурный режим

Сначала рассмотрим рабочий режим, когда на входе номинальное напряжение 230 В. На холостом ходу или с малыми нагрузками реле всё же нагревается — сказывается специфика простейшей схемы питания слаботочных цепей. Нагрев неравномерный — самое нагретое место корпуса там, где находится плата с силовыми компонентами, да и не сильный: на 13–14 градусов по сравнению с температурой в помещении.

Если повысить напряжение на входе до 285 В (больше не позволяет имеющееся в нашей лаборатории оборудование), то нагрев увеличится еще на 5–6 градусов.

А когда в рабочем режиме мы подключили нагрузку (линейную, на 1,5 кВт при 230 В), то за полчаса нагрев корпуса РН в самом горячем месте составил уже 24–25 градусов относительно окружающей среды: начало немного нагреваться электромагнитное реле, да и контакты розетки внесли некоторый вклад. Это уже ощутимо, но еще не критично.

Несмотря на то, что для РН заявлены предельный ток в 15 А и максимальная мощность нагрузки в 3,3 кВ·А, мы повторим рекомендацию, приведенную в предыдущем обзоре: обозначенные в спецификациях значения для предельных нагрузок на практике лучше делить минимум на полтора, а то и на два; причины были нами подробно рассмотрены.

Собственно, это мало ограничивает сферу применения «розеточных» РН: обычно ими защищают дорогие устройства вроде электронной аппаратуры или холодильников, которые потребляют относительно немного. А долговременные токи порядка 10 ампер и более характерны для нагревательных приборов или устройств, содержащих нагревательные элементы, для которых всё же лучше использовать реле напряжения с установкой на DIN-рейку (в электрощиток): такие модели вполне способны работать с токами в 30–40 и более ампер.

Кроме того, напомним: если 15-амперное реле подключено, например, к удлинителю с предельным током 10 А, то максимум для нагрузки будет именно 10 ампер, а не 15.

Всё сказанное относится к обеим моделям — RN-15 и RN-16D, разница в этом плане у них минимальная.

Уточнение параметров срабатывания

Напряжения замерялись внешним вольтметром, для RN-16D использовались установки по умолчанию.

Реле напряжения
Задержка включения,
мин: сек
Нижний порог, В
Верхний порог, В
откл.
вкл.
откл.
вкл.
RN-15 прежнего образца
2:54 — 2:57
195–196
203–204
251–252
242–243
RN-15 нового образца
2:56 — 2:58
195–196
203–204
250–251
241–242
RN-16D
2:56 — 2:57
195–196
202–203
249–250
243–244

Для обоих порогов указаны два значения напряжения: одно соответствует отключению нагрузки, другое — ее включению после соответствующего изменения напряжения на входе. В принципе, они и должны быть разными, чтобы при незначительных и частых колебаниях входного напряжения возле порогового значения не происходило постоянных включений-отключений.

Как мы уже говорили, в случае с РН этому препятствует еще и задержка включения: если во время действия задержки вновь произошло кратковременное критическое повышение или понижение напряжения, отсчет времени задержки начинается снова.

Кнопку принудительного подключения нагрузки надо нажать и подержать секунду-полторы. Но она сработает только во время действия задержки включения, а если напряжение на входе выше или ниже порога, то подключить нагрузку кнопкой не получится, что вполне логично.

Как видите, результаты вполне соответствуют заявленным. Разброс есть, но минимальный — в разумных рамках индивидуальных особенностей образцов.

Оценка точности показаний, нижний предел напряжения на входе

Естественно, точность показаний проверялась только для RN-16D, поскольку у RN-15 встроенного вольтметра нет.

по вольтметру
70 В
100 В
140 В
160 В
230 В
260 В
280 В
по индикатору реле
72 В
103 В
143 В
163 В
234 В
262 В
282 В

Отклонения в показаниях есть, причем их степень разная — при малых напряжениях больше (не в абсолютных значениях, а в процентах), при больших меньше. Но во всех случаях разница несущественная, не более трёх процентов. Напомним: в спецификации заявлены 2% в диапазоне 140—280 В — так оно и есть.

Следующий этап: проверим, в каком диапазоне РН сохраняют работоспособность и не выключаются сами. Особой практической ценности этот тест не имеет, поскольку нагрузки давно будут отключены, но он показывает, до какого предела можно хотя бы контролировать состояние сети.

Верхний предел замерить сложно — он явно превышает доступные нам 285 В, поэтому ограничились нижним.

У RN-15 индикация сохраняется до 25 В на входе, ниже этого напряжения светодиод начинает пригасать.

У RN-16D ниже 60 В начинает пригасать подсветка, уменьшается контрастность индикатора, а показания «пляшут» — спонтанно и быстро меняются в значительных пределах, при дальнейшем снижении эти эффекты нарастают, то есть нижней границей работоспособности можно считать 60 В.

Срабатывание реле

Теперь оценим, как ведут себя реле при включении и выключении — значительный ли у них дребезг контактов, приводящий к кратковременным, но, возможно, значительным колебаниям напряжения на нагрузке.

Тесты проводились с резистивной нагрузкой 100 Вт, на всех приводимых осциллограммах одно деление по горизонтали — это 5 миллисекунд.

RN-15 прежнего образца, выключение
RN-15 прежнего образца, включение
RN-15 нового образца, выключение
RN-15 нового образца, включение
RN-16D, выключение
RN-16D, включение

Дребезг контактов у используемых в РН Sven электромагнитных реле получился минимальным, не более 2 мс. Значительных всплесков при этом не наблюдалось.

Итог

Несмотря на скромный внешний вид, реле напряжения Sven RN-15 и Sven RN-16D вполне функциональны. Первое из них предельно простое, оно не позволяет регулировать пороги срабатывания и время задержки включения, но для многих потенциальных потребителей это не будет существенным фактором, особенно с учетом небольшой цены.

Вторая модель дороже, но она имеет возможность как индивидуальной настройки, так и контроля значения напряжения в сети (причем с достаточной для бытовых целей точностью).

У нас возникли вопросы относительно некоторых особенностей конструкции, но после общения с представителями компании-производителя выяснилось, что часть из них уже решена, а часть находится в процессе решения.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.