Фотореле для уличного освещения: принцип работы, технические характеристики, схема подключения

Энерговооруженность человечества возросла за последнее столетие настолько, что актуальной стала проблема экономии электроэнергии. Человек уже не в состоянии самостоятельно справиться со всеми электроприборами, поэтому все больше доверяет различным устройствам автоматики. И одним из таких устройств, которое можно легко приобрести в любом магазине электротоваров является фотореле для уличного освещения.

Принцип работы фотореле

Фотореле для уличного освещения предназначено для автоматического включения источника света при низком уровне освещенности, что происходит с наступлением темноты, и выключением освещения с наступлением светлого времени суток. Его можно устанавливать практически на все источники света для уличного освещения. Как их выбрать, рассказывается в этой статье.

В любом фотореле есть светочувствительный элемент, который может быть встроенным или выносным. В качестве такого элемента могут применяться фоторезисторы, фотодиоды, газоразрядные светочувствительные элементы.

Свет попадая на светочувствительный элемент, вызывает в нем определенные физические процессы: изменение сопротивления или появление электрического заряда и ЭДС (электродвижущей силы).

За изменением параметров этих процессов следит электронная схема, настроенная на определенный порог срабатывания.

При снижении уровня освещенности сопротивление фоторезистора возрастает, а ЭДС на выводах фотодиода уменьшается. Когда эти параметры достигнут определенного порога, который может регулироваться, электронная схема приводит в действие электромагнитное реле, включающее уличный светильник.

Уличные фонари включаются при снижении освещенности

С наступлением светлого времени суток уровень освещенности датчика повышается, сопротивление фоторезистора уменьшается, а в фотодиодах увеличивается генерируемая ЭДС. Как только эти параметры достигнут определенного порога, происходит срабатывание реле, отключающего освещение.

Технические характеристики фотореле для уличного освещения

Любое фотореле имеет определенные технические характеристики, в соответствии с которыми можно подобрать его для конкретных задач:

• Напряжение питания. В большинстве случаев фотореле предназначены для работы в сетях 220 В, частотой 50 Гц.
• Максимальный ток нагрузки. Это очень важный показатель, который говорит о том, какой мощности нагрузку может коммутировать фотореле. Чем мощнее нагрузка, тем больше должен быть ток. Обычно этот параметр находится в диапазоне от 5 до 16 А. Производитель может указывать различные токи нагрузки при разных показателях cosϕ, если подключается реактивная нагрузка. Люминесцентные лампы являются реактивной нагрузкой и это нужно учитывать при выборе фотореле.
• Порог срабатывания при определенном уровне освещенности. Большинство фотореле имеют регулируемый порог срабатывания в диапазоне от 5 до 50 лк (люкс). Регулировка производится специальным потенциометром.
• Собственная потребляемая мощность при срабатывании – какую мощность потребляет фотореле во время срабатывания реле. Обычно она составляет от 5 до 10 Вт.
• Собственная потребляемая мощность в дежурном режиме.В современных фотореле она чрезвычайно мала – 0,1—1 Вт.

Внешний вид фотореле

• Задержка от кратковременного затемнения.Большинство фотореле снабжены специальной схемой задержки, которая позволяет избежать ложных срабатываний. Интервал времени составляет обычно от 15 до 30 секунд.
• Степень защиты оболочки.Существует международная система классификация степеней защиты оболочки от проникновения твердых предметов и воды — Ingress Protection Rating. Учитывая, что большинство фотореле устанавливаются на улице, лучше приобретать его со степенью защиты не менее IP44.
• Диапазон рабочих температур.Чем он больше, тем лучше. Хорошее фотореле должно работать в диапазоне от -20 до +50°C.
• Габаритные размеры и вес.

Типы фотореле для уличного освещения

По расположению датчика освещенности фотореле могут быть:

• Со встроенным датчиком освещенности, смонтированным в корпусе прибора.
• С выносным датчиком освещенности. Такие фотореле обычно устанавливаются в электрощиты на DIN-рейку, а датчик располагается снаружи и подключается при помощи кабеля.

Фотореле может совмещаться в одном корпусе с датчиком движения, о нем подробнее тут. Тогда только в темное время суток при наличии движущегося объекта в поле зрения прибора будет срабатывать датчик и включать освещение.

Фотореле может иметь регулятор порога срабатывания и большинство этих умных приборов имеет его. Очень редко, но встречаются модели, не имеющие регулировки. Естественно, при выборе наиболее предпочтительными должны быть фотореле с возможностью регулировки.

Некоторые фотореле могут иметь встроенный таймер, позволяющий задавать интервал времени, в течение которого разрешена работа фотореле. За пределами этого периода освещение включаться не будет.

Некоторые модели имеют на корпусе выключатель, который позволяет принудительно включать или отключать освещение независимо от времени суток, что может быть полезно в некоторых случаях. Например, если нужно вообще отключить освещение на какой-то период, при этом не надо отключать провода от клемм прибора.

Фотореле для уличного освещения

Существуют также и более сложные фотореле, совмещенные с цифровыми контроллерами, работающие по определенной программе. В таких устройствах можно задавать программу включения и отключения освещения на каждый день, на неделю, на сезон и т. д. Эти фотореле могут задавать определенные световые сценарии, которые можно запрограммировать собственным интерфейсом с дисплеем либо подключив к компьютеру. Другими словами обеспечивается дистанционное управление, какое оно может быть и как настроить, рассказывается здесь. Возможности таких устройств практически безграничны, но цена тоже может заставить задуматься о целесообразности их применения.

Схема подключения фотореле

Известно, что любой выключатель освещения, а фотореле по своей сути им и является, должен прерывать фазу, идущую на уличный светодиодный светильник. Поэтому на фотореле присутствуют два фазных провода: входящий питающий, который имеет обычно коричневый цвет и коммутируемый выходящий, имеющий, как правил, красный цвет. Кроме этого, само фотореле должно иметь электропитание для работы электронной схемы, поэтому у него есть еще нулевой провод, который имеет почти всегда синий цвет изоляции. На некоторых моделях цвета проводов могут быть другие, но абсолютно все фотореле снабжены схемой подключения, присутствующей на корпусе прибора и паспорте, который должен быть у каждого прибора.

Для подключения фотореле потребуется:

• Фотореле выбранной модели.
• Распределительная коробка, имеющая степень защиты не менее чем у фотореле.
• Клеммы для коммутации проводов.
• Если применяются многожильные провода (типа ПВС), то потребуются обжимные наконечники.

Внимание! Все работы по подключению фотореле должны производиться только при отключенном питающем напряжении.

Схема подключения фотореле

Установка фотореле обычно не вызывает никаких трудностей и заключается в ряде простых операций.

1. В намеченном месте монтируется уличный светильник.
2. Фотореле монтируется в таком месте, чтобы свет от уличного светильника не попадал на фотоэлемент. Обычно это место выше светильника с направленным светом. Если используется светильник рассеянного света, то придется использовать фотореле с выносным датчиком.
3. Вблизи от фотореле монтируется распределительная коробка, в которую заводятся питающий кабель освещения, провода от фотореле и провода от светильника. Питающий кабель имеет два или три проводника: фазу – L (коричневый цвет), рабочий ноль – N(синий цвет) и защитный ноль — PE, которого может и не быть в некоторых проводках. Изоляция защитного нуля имеет желто-зеленый цвет.
4. С концов всех проводов снимается изоляция при помощи ножа или специального съемника изоляции на длину 10—12 мм. Если провода многожильные, то на них одеваются соответствующие площади их поперечного сечения наконечники, которые обжимаются.
5. При помощи клемм коммутируются провода: фазный питающий соединяется с фазным входящим фотореле, нулевой рабочий соединяется с нулевым фотореле и нулевым светильника, фазный выходящий из фотореле соединяется с фазным светильника. Нулевой защитный провод (при его наличии) просто соединяется с соответствующим проводом светильника.
6. После коммутации закрывается крышкой распределительная коробка, подается напряжение и проверяется работа фотореле. Для этого можно затемнить фотоэлемент рукой, но при этом нужно учесть время задержки включения.

Совет. Для соединения проводов лучше всего использовать пружинные клеммы Wago, которые гарантируют качественный контакт, а также очень удобны в монтаже и демонтаже.

Плюсы и минусы фотореле

Применение фотореле для уличного освещения имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• Автоматически включаемое с наступлением темноты уличное освещение повышает уровень безопасности.
• Правильно настроенное фотореле позволяет существенно экономить электроэнергию.
• Отсутствует необходимость самостоятельного включения, о котором можно попросту забыть.
• Уличное освещение создает эффект присутствия человека, что отпугивает от несанкционированного проникновения воров на территорию.

Единственным минусом фотореле является то, что это устройство требует дополнительных расходов. Но, учитывая невысокую цену на эти устройства, этим недостатком можно пренебречь.