Как сделать фазоуказатель своими руками

При подключении промышленных и бытовых потребителей к трёхфазной сети важно определить последовательность отдельных фаз. Если этого не сделать, то оборудование или отдельные устройства начинают работать в нештатном режиме, что может привести к выходу из строя. Правильность подключения в этих случаях проверяют при помощи фазоуказателей.

Определение и назначение

Фазоуказатель — устройство, которое позволяет увидеть и проконтролировать очерёдность фаз при подключении электрооборудования. С его помощью определяют обратную или прямую очерёдность.

Следует обратить внимание на тот факт, что фазоуказатель не даст увидеть, какая из фаз А, В, С подключена, он фиксирует именно очерёдность. Но этого хватит, чтобы определить порядок подключения обмоток, при котором ротор электродвигателя начнёт вращаться в нужную по технологии применения оборудования сторону. Кроме того, обязательная фазировка необходима при использовании устаревших индукционных электросчётчиков, отдельных видов установок на основе трёхфазных трансформаторов. А проверка чередования фаз — один из этапов этой процедуры.

Принцип работы

Разберем на примере щитовых фазоуказателей типа Ц1425 и Ц425.1. Фазоуказатель состоит из унифицированного измерительного механизма магнитоэлектрической системы и преобразователя-выпрямителя.

Ток, протекающий через рамку измерительного механизма, представляет собой разность двух токов, выпрямленных мостами V1 и V2. При прямом порядке следования фаз ток, выпрямленный мостом V2, больше тока, выпрямленного мостом V1, приблизительно в два раза. В этом случае суммарный ток через рамку измерительного механизма вызывает отклонение подвижной системы с указателем вправо от средней отметки в направлении стрелки на циферблате.

При обратном порядке следования фаз ток, выпрямленный мостом V1, будет больше тока, выпрямленного мостом V2, и указатель отклонится в противоположную сторону.

Сфера применения

Не стоит считать, что сфера применения фазоуказателей ограничена только промышленными установками. Да, ещё недавно приборы данного класса применялись электриками, работающими на предприятиях, технологические процессы которых основаны на оборудовании с высокопроизводительными электрическими машинами.

Но сейчас строят большие коттеджи, таунхаусы со сложной схемой электроснабжения. Даже в комфортабельных квартирах количество потребителей электроэнергии увеличилось до такой степени, что подключение к однофазному питанию становится невозможным. А правильно подключить трёхфазный электросчётчик без соблюдения очерёдности фаз не выйдет. Любая ошибка станет причиной некорректной работы этого прибора учёта, что влечёт за собой необоснованное увеличение платежей за электроэнергию.

Кроме того, на участках с невозможностью подключения центрального водоснабжения, где требуется подача воды при помощи мощных трёхфазных электронасосов, неправильное подсоединение оборудования станет причиной долгосрочного выхода из строя. Поэтому применение фазоуказателя в этой сфере считается обязательным.

Классификация фазоуказателей

Независимо от сферы применения для проверки правильности подключения бытовых или промышленных электроустройств наибольшее распространение получили фазоуказатели следующих типов:

• Индукционные — представлены главным образом устаревшими моделями типа И517, ФУ-2 и более современными модификациями. По сути представляют собой упрощённую модель асинхронного двигателя, в качестве ротора у которых выполнен обычный диск из лёгких металлов. При прямом подключении к питающей сети этот диск-индикатор начинает вращаться по часовой стрелке, в противном случае направление вращения меняется на противоположное. Приборы этого типа отличаются большим рабочим ресурсом, простотой применения. Отдельные модификации применяют для работы с трёхфазными сетями с частотой до 1 тысячи Герц.Индукционный фазоуказатель
• Более современными считаются устройства, обеспечивающие индикацию правильности включения при помощи обычных ламп накаливания или светодиодов. Они меньше по габаритам, поэтому более просты в применении, особенно в бытовых условиях. Отметим несовершенство отдельных моделей, которые требуют подключения только к двум фазам и нейтральному проводу, это несколько усложняет выполнение работ по определению очерёдности фаз.Фазоуказатель с индикаторного типа
• Заслуживают внимания и приборы микроконтроллерного типа. Они вполне подходят для выполнения работ в быту и на производстве, правильность фазировки показывают при помощи всё тех же световых индикаторов.Фазоуказатель микроконтроллерного типа

И517М:

ФУ-2:

Принцип действия всё приборов, кроме индукционного, основан на эффекте перекоса фаз, при котором по различным цепям появляется различное активное и реактивное сопротивление. В результате это и приводит к изменению интенсивности свечения отдельных индикаторов или полному отказу от включения.

Конструктивные особенности

В индукционных фазоуказателях основной частью стал металлический диск с 3 обмотками. По сути это простая модель асинхронного двигателя, заменяющая неудобный большой агрегат, который проблематично и небезопасно подключать к сети в целях проверки. При любом перекосе фаз индикаторный диск будет вращаться против часовой стрелки, а при обрыве одной из обмоток просто останется неподвижным.

Конструкция других фазоуказателей отличается. Главный плюс — отсутствие вращающихся механических частей, что повышает надёжность и долговечность прибора. В большинстве случаев применяется принцип размещения в разных фазах отличающихся активных и реактивных сопротивлений. В этом качестве могут выступать обычные лампы, по накалу свечения которых и определяют правильность очерёдности проверяемых фаз.

Более сложную конструкцию имеют приборы на электронной компонентной базе. Наибольшее распространение получила схема с применением полупроводниковых элементов, тиристоров, симисторов. С их помощью можно уменьшить количество индикаторов или заменить их светодиодами.

Инструкция по использованию

Руководство по эксплуатации Мегеон-40850:

Руководство по эксплуатации VC-850:

Преимущества прибора

Преимущество фазоуказателей — определение правильности подключения оборудования без применения сложных дорогостоящих приборов. Кроме того, применение фазоуказателя в умелых руках обеспечит и предотвращение выхода из строя оборудования, в приводах которого установлены асинхронные трёхфазные электродвигатели. А исходя из практики эксплуатации такого класса электромашин, становится очевидной и снижение производственного травматизма, связанного с нештатной работой оборудования с электроприводом.

Самостоятельное изготовление и правила применения

В любом случае при электромонтаже правильным считается применение профессионального оборудования. Только так можно обеспечить безопасность выполнения работ. Но в случаях, когда фазоуказатель требуется срочно, а под рукой его нет, опытные электрики обходятся простыми самодельными схемами, которые позволяют точно определить очерёдность фаз при подключении электрооборудования.

Самая простая схема требует наличия 4 ламп накаливания и одного конденсатора ёмкостью до 5 мкФ, который рассчитан на напряжение не менее 400 В. Все элементы подключают по стандартной схеме типа «звезда»:

Схема фазоуказателя из 4 ламп накаливания

Лампы подойдут обычные, рассчитанные на напряжение 220 В, мощностью до 60 Вт. Каждый контакт прибора подключается к одной фазе проводки. При включении питания разница в свечении каждой лампы зависит от полярности подключения. Если выбрана прямая очерёдность фаз, то в цепи, в которую включены лампы L1 и L2 будет наблюдаться их полный накал, в другой линии лампочки будут светиться вполнакала. Такой фазоуказатель можно собрать практически на коленке, но пользоваться им неудобно, поэтому подобная схема применяется только в крайних случаях.

Если есть доступ к набору простейших электронных компонентов, собирают схему, которая работает при наличии одной низковольтной лампы, рассчитанной на напряжение 24 В. Самодельные приборы такого класса более удобны в применении. Монтаж деталей выполняют по следующей схеме:

Схема фазоуказателя с тиристором

Номиналы и тип деталей указаны на схеме. Монтировать лучше при помощи пайки на печатной плате. В этом случае прибор прослужит долго, кроме того, это поможет обеспечить безопасную эксплуатацию.

Принцип применения прост — подключить к двум фазам и нулевому проводнику, подать напряжение. Яркое свечение свидетельствует о прямой очерёдности, если лампа горит вполнакала или не включилась, это свидетельствует об обратном подключении. Яркость свечения регулируется подбором номинала сопротивления R1.

Минус конструкции — необходимость подключения к нулю, что в бытовых условиях удаётся не всегда.

Ещё раз обращаем внимание — самодельные приборы стоит применять только в случае крайней необходимости. Обеспечить безопасность электромонтажа можно только при использовании специализированных устройств.

Поэтому лучшим решением будет покупка заводского фазоуказателя, тем более, что цены на эти приборы приемлемы.

Хороший, качественный измерительный инструмент под рукой — эталон быстрой работы. Конечно, также необходимо иметь с собой инструменты, с помощью которого можно производить ремонт, но определение проблемы — это уже 80 % её решений. В статье описан последовательный монтаж указателя фазы своими руками. Потребуется только точно следовать инструкциям, иметь необходимые материалы и запастись толикой терпения.

Что такое фазоуказатель

Немного теории: указатель фазы — это измерительный прибор, показывающий чередование фаз трёхфазного напряжения и тока. Следует сразу развеять надежды молодых электриков и развеять миф, что с помощью фазоуказателя можно определить где именно какая фаза находится. Аксиома: данный прибор показывает только чередование фаз.

Разновидности фазоуказателей:

• Электромеханические приборы для определения угла фазировки. Массивные устройства, в состав которых входят асинхронные двигатели и индикаторные диски. Фазометр подобного типа также позволяет определить отсутствие одной фазы, но не указывает какой именно.
• На неоновых лампах. Здесь уже не используются громоздкие асинхронные двигатели, так как работа устройства основана на батареях или отдельных конденсаторах. Основные индикаторы в таких приборах — неоновые лампы.
• Электронный. Самый точный и одновременно самый дорогой прибор, принципом работы которого основан на сравнении синусоид на линии.

Существует большое количество таких приборов, выпускаемых различными производителями. Наиболее распространённые и чаще всего применяемые в работе модели: ФУ-2, ЭИ5001, VC-805, и конечно надёжный, проверенный временем И-517, который даже входил в ЗИП многих армейских дизельных электростанций. Но сейчас можно найти на рынке и вполне солидные и надёжные указатель фазы от китайских представителей.

Также существуют и более дорогие современные фазоуказатели от известных мировых производителей электронной техники, таких как Eltes или Mastech.

Современные фазоуказатели чаще сочетают в себе ещё и функцию индикатора напряжения, поэтому являются многофункциональными.

Когда действительно необходимо фазоуказатель

Определители угла опережения фаз в большом количестве занимают полки электротехнических магазинов, как отечественные, так и зарубежные модели. Но как определить тот самый угол опережения и зачем он вообще нужен, знают немногие электрики.

Хороший, качественный фазоуказатель необходим при поиске чередования фаз для того, чтобы обеспечить вращении электродвигателя в правильную сторону. Например, при включении водяного насоса в скважине, который может как транспортировать её наверх, так и бесполезно вращать лопасти крыльчатки, закреплённые на электродвигателе, и потреблять при этом лишнюю электроэнергию.

Ещё один хороший пример, которым определяется важность фазоуказателя как прибора: подключение индукционного счётчика. Если перепутать фазы, то после монтажа счётчик продолжит вращать диск даже при отключённой нагрузке. При такой работе прибора пользователя ждут дополнительные расходы, которые можно исключить, сделав качественный фазоуказатель своими руками.

Достаточно двух неправильно подключённых фаз, чтобы наблюдать такой эффект, а определение угла чередования фаз возможно только с помощью фазоуказателя. Без данного прибора правильно подключить электродвигатель невозможно, разве что методом «тыка», что не очень хорошо — можно спалить изделие.

Последовательность изготовления простого фазоуказателя

Внимание! Самостоятельное изготовление схем здесь и далее крайне опасно для жизни, так как может привести к поражению высоким напряжением, поэтому такое изготовление может быть выполнено только людьми, имеющими специальное образование и допуски!

Существует схема простого указателя фазы, с которым можно работать в трёхфазной промышленной сети, не боясь поражения электрическим током или повреждения прибора. Схема представлена ниже:

Для работы потребуются следующие элементы:

• 3 соединительные клеммы, выполненные по типу «крокодилы».
• 2 резистора сопротивлением 10 кОм и 18 кОм.
• Диод типа КД105В. Допускается замена элемента на диод из серии КД209.
• Тиристор типа Т112-25-10 (25А 1000В). Допускается замена элемента на VS-25TTS12-M3 (25А 1200В).
• Лампа накаливания, напряжением 26 В и силой тока 0.12 А.
• Небольшой отрезок провода сечением 1 мм² для внутреннего монтажа схемы.
• 3 отрезка провода сечением 1.5 мм² такой длины, чтобы хватило для комфортного измерения фаз своими руками.
• Пластиковый корпус.

Последовательность монтажа электрической цепи фазоуказателя своими руками:

1. Выполнить соединение элементов диода, тиристора, двух резисторов и лампы накаливания с помощью пайки согласно приведённой выше схеме.
2. Закрепить спаянные детали в пластиковом корпусе. Можно использовать эпоксидный клей, но только не на самих элементах, которые при работе могут нагреваться.
3. Тонким сверлом просверлить в корпусе 3 отверстия и запустить в них 3 одинаковых отрезка провода сечением 1.5 мм² — это будут измерительные щупы. Закрепить провода с помощью эпоксидки — так как проводники в изоляции, то чрезмерный нагрев здесь не страшен.
4. На концах измерительных щупов закрепить крокодилы. Для большей надёжности их можно пропаять.
5. В верхней крышке пластикового корпуса просверлить или вырезать отверстие под патрон для сигнальной лампы. Патрон надёжно закрепить с внутренней стороны корпуса с помощью эпоксидного клея.
6. Закрепить верхнюю крышку корпуса четырьмя небольшими саморезами.
7. Проверка прибора на линии, в которой фазы расположены заведомо правильно.

Данный фазоуказатель имеет существенное преимущество в сравнении с дорогими промышленными моделями — простоту. Стоимость всех элементов (с учётом расходных материалов), необходимых для сборки, очень низкая и по карману не ударит. Собрать и спаять такую схему сможет любой электрик-новичок, даже впервые взявший в руки паяльник.

Принцип работы приборы очень прост: сфазированные линии включат лампу на корпусе прибора. Правильное чередование — лампа светится ярко, неправильное — очень тускло или не светится вообще. Корпус прибора можно выбрать самый простой, но только из изоляционного пластика или любого другого материала, не пропускающего электрический ток.

Более сложный фазоуказатель своими руками

Для электриков, желающих использовать более сложные приборы в трёхфазной цепи, существует ещё одна схема:

Как видно из представленной схемы, здесь потребуется большее количество элементов, да и сборка посложнее. Но при правильном монтаже, на выходе обеспечен качественный и надёжный фазоуказатель, к тому же полностью сделанный своими руками.

Необходимые для работы элементы:

• Светодиод HB5d-448ABC-A — с зелёным светом. Допускается замена светодиодом типа АЛ307.
• Светодиод HB5d-434FY-C — с жёлтым светом. Допускается замена светодиодом типа АЛ307.
• 2 диода КД209А. Допускается замена элементов диодами КД209Б или КД209В.
• 2 резистора сопротивлением 47 кОм каждый. Мощностная характеристика незначительна, но лучше брать резисторы, рассчитанные на 0.125 Вт.
• Оптрон симисторный МОС3063. Допускается замена элемента оптроном МОС3062, МОС3082, МОС3083.
• Небольшой отрезок провода сечением 1 мм² для внутреннего монтажа схемы.
• 3 отрезка провода сечением 1.5 мм².
• Небольшая макетная плата.
• Пластиковый корпус.

Очерёдность монтажа фазоуказателя практически ничем не отличается от предыдущего прибора, изготовленного своими руками. Только увеличилось количество элементов на схеме.

Последовательность проверки фазировки данным измерительным прибором:

1. Определить нулевой провод в линии, в которой будет проводиться поиск чередования фаз. Чаще всего это нулевая шина, но может быть и отдельная шина заземления. Можно воспользоваться индикаторной отвёрткой.
2. Измерительный щуп «N» с помощью крокодила зацепить за нулевую шину линии.
3. Измерительный щуп «А» с помощью крокодила зацепить за любую из фаз. Загоревшийся жёлтый светодиод покажет наличие напряжение.
4. Острым измерительным щупом «B» коснуться фазы, идущей следом за той, на которую закреплён крокодил щупа «А». Для определения фазировки на проводе под напряжением лучше всего использовать именно острый щуп, а не крокодил.
5. Если угол чередования фаз составляет 120 градусов, то должен загореться зелёный светодиод. Если светодиод не загорелся, то щупом «B» необходимо коснуться третьего рабочего провода.

Помимо своей простоты, данный прибор необычайно точен и позволяет за несколько минут определить фазирование в линии. Изготовив такой фазоуказатель самостоятельно, пользователь получает не только экономию средств, но и экономию личного времени при последующих измерениях чередования фаз.

Сложный фазоуказатель

Если же сборка фазоуказателя стала вызовом для начинающего электрика, то можно, используя приведённую ниже схему, смонтировать устройство, для работы которого не требуется подключение к нулевому проводнику в сети. Сразу следует уточнить, что изготовление подобного прибора будет под силу только определённому кругу специалистов, здесь требуется навык работы с паяльником и монтажными платами.

Схема достаточно тяжёлая, но на ней есть все необходимые номинальные значения элементов, следует только сделать несколько полезных в работе замечаний:

• Микросхему К561ЛП2 допускается заменять на CD4030BE.
• Вместо триггера К561ТМ3 используйте CD4042BE.
• Транзисторы КТ3107А заменяются на аналогичные по своему действию модели КТ3107 или КТ361.
• В схеме используются диоды моделей КД105В, КД105Г, КД209Б.
• В качестве светодиодов можно использовать любые модели, главное, чтобы был соответствующий цвет свечения.

Плюсы схемы:

• Необычайно точная сборка, которая даёт быстрый результат при определении фазировки.
• Проверка угла между фазами занимает несколько секунд.
• Не требуется подключение к «нулевой» шине.
• При правильном монтаже прибор долговечен и совершенно безопасен.

К сожалению, есть и некоторые недостатки данного прибора, собранного своими руками. Во-первых, схема достаточно сложна и скорее всего правильно смонтировать её начинающему электрику будет очень трудно. Во-вторых, стоимость всех элементов может быть достаточно высокой и дешевле приобрести промышленный прибор.

Подводя итоги

Прибор для измерения угла в трёхфазной цепи — это необходимый для каждого электрика измерительный инструмент, который должен быть всегда под рукой. Самостоятельно собранное устройство сэкономит не только средства, но и личное время в будущем. Конечно, всегда остаётся вариант покупки изделия в магазине электронной техники или измерительных приборов, но намного полезнее для себя как для специалиста попробовать собрать подобное устройство самостоятельно.

Видео по теме