Использование фотореле для автоматизации уличного освещения

В данной статье мы рассмотрим наиболее популярные устройства для автоматического управления освещением, в зависимости от уровня освещенности. Существует несколько синонимов, фотореле, сумеречный выключатель, сумеречный датчик, что по сути означает одно и тоже. Принцип действия таких устройств довольно прост. При изменении уровня освещенности до заданного порога, срабатывает электромеханическое реле, которое коммутирует подключенное к нему оборудование. Где используются такие датчики? Сфера применения довольно обширна: уличное освещение, рекламные вывески, подсветка фасадов зданий, освещение дворов и территорий.

Технические характеристики

Номинальное рабочее напряжение составляет 220 В, порог срабатывания реле в пределах 2-2000 лк (люкс), максимальная нагрузка — от 1000-2300Вт. Максимальная рабочая нагрузка сильно зависит от типа подключенных устройств к фотореле. При неправильном выборе фотореле и вспомогательных элементов, срок жизни фотореле будет недолгим. Устройство может выходить из строя каждую неделю, а может проработать годами, не создавая проблем. Попробуем разобраться, как избежать проблем в процессе установки и эксплуатации.

На российском рынке наибольшее распространение получили фотореле эконом класса от ИЕК, EKF, TDM и др.
Компания ИЕК предлагает два фотореле: ФР-601 и ФР-602. Оба устройства имеют степень защиты IP44. Первая цифра после IP — 4. 4 — соответствует защите от проникновения посторонних предметов размером больше 1 мм. Вторая характеристическая цифра указывает степень защиты оборудования от вредного воздействия воды, которую обеспечивает оболочка. Вторая цифра также 4. Что дает нам защиту от брызг, падающих в любом направлении. Таким образом, данные устройства можно безопасно использовать под открытым небом. Порог срабатывания двух реле находится в пределах 5-50 лк.
Диапазон рабочих температур -25…+40 °С
ФР-601 — максимальная нагрузка при (Cos фи=1) составляет 10А, при (Cos фи=0, 6) равна 6А
ФР-602 — максимальная нагрузка при (Cos фи=1) составляет 20А, при (Cos фи=0, 6) равна 16А
Cos фи=1 означает, что нагрузка является активной и не потребляет реактивной составляющей тока.
К таким устройствам можно отнести все лампы накаливания и галогенные лампы. Энергосберегающие лампы (КЛЛ — компактные люминесцентные лампы), люминесцентные лампы, ртутные и натриевые лампы, металло-галогенные лампы не являются сугубо активной нагрузкой, а последние три вида ламп еще имеют высокие пусковые токи, способные вывести реле из строя. Стоимость ФР-601 и ФР-602 достаточно невелика, порядка 150-300 руб., что делает данные устройства доступными для всех.

Хочется обратить внимание, что порог 5 лк не всегда приемлем. Такой уровень освещенности соответствует начинающимся сумеркам, то есть предметы достаточно хорошо различимы, небо только начинает темнеть. В условиях экономии, включение уличного освещения при таких условиях может быть не всегда оправдано. Порог 2 лк, соответствует глубоким сумеркам, темнота наступает в течение 10 мин.

Реле подключается в разрыв фазы светильника напрямую. Если мощность нагрузки не ясна, либо планируется подключение светильников с высокими пусковыми токами, например «Кобра», я рекомендую использовать модульный контактор или магнитный пускатель. Контактор — это удобное промежуточное устройство подобное реле. При подаче напряжения на катушку контактора, притягивается якорь, который замыкает рабочие силовые контакты. В однофазной цепи, можно использовать контакторы с напряжением катушки 220 Вольт и одним или двумя (НО) нормально открытыми контактами. Если группа контактов всего одна, то на один полюс подводится фаза, а ко второму полюсу подключается нагрузка. Если имеются 2 НО контакта, то на вторую группу можно пустить и ноль, что будет безопаснее в использовании и упростит подключение светильников. В данном случае, светильник (фаза-ноль) подключается к контактору.

Сумеречные датчики высокого сегмента
Если требуется подключить небольшую группу освещения, то можно и удобно использовать фотореле типа ФР-601, установив его в непосредственной близости от источника света