Схема изготовления блока АВР для генератора своими руками

Схема изготовления блока АВР для генератора своими руками

Среди огромного разнообразия источников энергии большую популярность получили генераторы электрического тока. Такие агрегаты всё чаще применяются в загородных домах и на дачах, а также во многих других местах, где есть проблемы со светом. Именно поэтому потребители нередко приобретают качественные блоки АВР для генераторов, созданные для автоматического включения резервного питания.

• Характеристика агрегата
• Принцип работы
• Самостоятельное изготовление блока АВР
• Отличительные функции
• Дополнительные временные задержки

Характеристика агрегата

Устройство АВР — это средство автоматического включения резервного питания, представленное в виде высококачественного генератора, вырабатывающего ток, если внезапно пропало централизованное электроснабжение. Основная задача блока состоит в том, чтобы своевременно и как можно быстрее переключать нагрузки между двумя источниками.

Некоторые модели АВР разработаны так, что все настройки потребитель должен вносить самостоятельно, но чаще всего в продаже можно встретить оборудование, работающее в автоматическом режиме. Активация устройства происходит в тот момент, когда поступает сигнал о потере напряжения. В быту использование такого агрегата имеет множество положительных отзывов.

Блок АВР запрограммирован таким образом, что его работа зависит от уровня напряжения на определённом объекте, этот пункт контролируется первичной обмоткой. Наличие специального переключателя обеспечивает надёжную изоляцию генератора от негативного воздействия переменного тока, который проникает из общей электросети. В этот промежуток времени источник бесперебойного питания находится во включенном состоянии, что гарантирует стабильную подачу временного питания всем потребителям. Слаженная работа генератора с АВР осуществляется по следующей схеме:

1. После прекращения подачи электроэнергии через блок к источнику бесперебойного питания поступает команда о начале работы.
2. Когда устройство получит ответ о том, что генератор полностью готов к выполнению своей основной функции, АВР осуществляет его соединение с домашней электросетью.
3. С возобновлением централизованной подачи тока в частный дом на автоматический ввод резерва поступает сигнал о том, что резервное устройство должно быть отключено.
4. Проводка между домашней сетью и генератором одновременно переключается в автоматическом режиме.

Если специалист обладает необходимым опытом, то он может выполнить индивидуальную настройку переключений, чтобы обеспечить электроэнергией только самые важные участки.

В качестве приоритетных объектов назначают системы отопления помещений, охлаждающее оборудование и другие схемы.

Для мощных резервных установок можно смело применять более сложные распределения электроэнергии, которые будут формировать мягкую нагрузку, плавно переходящую из синхронизированного агрегата и обратно. Сами производители утверждают, что такие генераторы всё чаще применяются в тех ситуациях, когда нужно сократить итоговую величину пиковых нагрузок.

Принцип работы

За несколько лет на рынке появилось множество разнообразных агрегатов для автоматического резервирования, которые оснащаются мощным микропроцессорным контроллером. Несмотря на огромный ассортимент, наибольшим спросом пользуются модели с управляющим реле-контроллером. Устройство непрерывно анализирует сигналы датчиков напряжения, а также своевременно обнаруживает сбой в питании и инициирует процедуру быстрого запуска генератора.

Если начинающий мастер будет рассматривать схему подключения АВР с точки зрения электротехники, то эта задача может показаться слишком сложной. Всё дело в том, что различные технические сложности и неизбежные временные задержки затрудняют мгновенное получение резервной электроэнергии. Чтобы такое оборудование прекрасно справлялось со своими основными задачами и не подводило в самый ответственный момент, нужно заранее ознакомиться с его функциональными возможностями:

1. Современные модели АВР могут использоваться не только с бензиновыми, электрическими, газовыми, но и с дизельными генераторами.
2. Пользователь всегда может выбрать наиболее подходящий тип резервной сети — однофазную или трёхфазную.
3. В системе предусмотрен постоянный контроль температуры двигателя.
4. Обеспечение полного цикла работы резервного источника: автоматизированный запуск генератора в тот момент, когда исчезло централизованное электроснабжение или уровень напряжения превысил все допустимые показатели. Предусмотрены многочисленные полезные функции, которые непрерывно контролируют работу генератора, защищают его от перегрузки. При появлении основного электричества происходит остановка и последующее охлаждение бесперебойного источника.
5. Наличие тестового еженедельного запуска генератора (мастер может настроить точную дату и время для проведения этой процедуры).
6. Удобное управление приводом воздушной заслонки.
7. Всегда можно активировать экономный режим работы оборудования.
8. Фиксированный контроль напряжения аккумуляторных батарей. Эта функция позволяет запускать генератор только при полной разрядке АКБ генератора.
9. Некоторые модели АВР обладают расширенной функциональностью для подключения вспомогательных модулей: GSM-модем, БИП.
10. Качественный счётчик, который показывает оставшееся время до проведения планового технического обслуживания.

Самостоятельное изготовление блока АВР

Качественный автоматический ввод резерва для генератора отличается высокой стоимостью, поэтому многие домашние мастера решают изготовить это устройство своими руками, используя те самые детали, что и в стандартных заводских агрегатах. Основной и самой дорогой частью является многофункциональный контроллер.

Для обеспечения силовой части мастера задействуют контакторы, которые используются для гарантированного переключения с главной линии на локальную сеть. Чтобы компактно разместить все детали, нужно подготовить довольно вместительный шкаф или же щит, который больше всего будет подходить по размеру к изготавливаемому агрегату.

Традиционная схема АВР всегда оснащается автоматизированным контролирующим механизмом, который работает за счёт нормального постоянного напряжения. Качественная реализация этой идеи возложена на блок питания. Чаще всего специалисты применяют стандартный аккумулятор повышенной мощности, так как при повышенных нагрузках маломощный агрегат быстро разряжается.

Именно блок питания контролирует уровень выходящего напряжения. Стоит отметить, что все комплектующие детали нужно покупать исключительно в проверенных торговых магазинах, отдавая своё предпочтение известным производителям. Чтобы во время сборки не допустить самых распространённых ошибок, необходимо использовать профессиональную схему АВР для генератора. Своими руками можно изготовить высококачественную модель, которая будет отвечать всем эксплуатационным требованиям.

Выбирая контроллер, необходимо проверить наличие инверсной воздушной заслонки. Этот узел особенно полезен в тех ситуациях, когда потребитель использует генератор с механической заслонкой.

Покупая прочные контакторы, нужно ориентироваться на показатели пропускной способности. Когда в оборудовании отсутствует электромеханическая защита, её нужно приобрести отдельно.

Когда все элементы есть в наличии, можно смело приступать к изготовлению АВР. Начинать нужно с монтажа всех элементов и узлов во внутренний отсек электрического щита. Этот процесс должен происходить таким образом, чтобы не образовались пересечения между проводниками, а все контакты и клеммы были легкодоступны. Далее происходит подключение силовой части и контроллеров.

Параллельное включение резервного генератора с централизованной электросетью считается недопустимым. В противном случае бесперебойный источник питания может быть сильно повреждён вплоть до полной поломки всех узлов. Чтобы оградить оборудование от столь негативных последствий, нужно приобрести специальные щиты, которые обеспечивают как ручное, так и автоматическое переключение на ввод резерва. В продаже можно встретить универсальные разновидности сильноточных коммутаторов нагрузки, а также многофункциональные автоматические регуляторы напряжения используемого генератора.

В процессе подключения обязательно учитывается наличие двух мощных кабелей, которые входят в щит автоматического резерва. Один из них должен быть рассчитан на основную сеть, а второй — на резервную линию электросети. Их поочерёдное использование обусловлено различными алгоритмами работы оборудования. Но на выходе к потребителю протягивается только один силовой кабель.

Отличительные функции

Современные блоки АВР обеспечивают автоматический запуск генератора в случае пропадания напряжения на основной линии. При этом такой агрегат управляет работой стартера, топливным клапаном, предпусковым подогревом свечи установки и приводом воздушной заслонки. Когда напряжение на основной линии восстанавливается, АВР самостоятельно отключает подачу нагрузки от генератора, за счёт чего происходит постепенное охлаждение всей установки. Помимо этого, автоматический ввод резерва отличается и другими функциями:

1. В состав блока обязательно входит зарядное устройство аккумуляторной батареи генератора.
2. Некоторые модели позволяют контролировать температуру картера двигателя бензиновой установки с целью непрерывного управления воздушной заслонкой в зависимости от уровня нагрева двигателя. Благодаря такой функции предотвращается перегрев основного рабочего узла.
3. Более дорогие модели оснащаются мощными аккумуляторами, которые хорошо справляются с большими нагрузками.
4. Блок АВР можно подключить к персональному компьютеру (интерфейс RS 485). Пользователь может выполнить точную настройку констант и параметров, которые будут считывать все текущие измерения.
5. Установка GSM-модема позволит дистанционно запускать и останавливать генератор через SMS-сообщения. Специалист может в удобное для себя время контролировать режим работы блока, а также считывать актуальные телеметрические данные.
6. Наличие встроенного байпаса. Когда из строя выходит основной управляющий контроллер, генератор можно запустить и самостоятельно.
7. Наличие кнопки «Аварийный стоп». Генератор может быть остановлен в принудительном порядке, если произошла непредвиденная ситуация.

Дополнительные временные задержки

Когда основное питание восстановлено, то небольшая задержка просто необходима, так как это позволит убедиться в достаточной нагрузке для отключения резервного источника. Чаще всего ее продолжительность варьируется от 1 до 30 минут. АВР должна автоматически обойти существующую временную задержку и вернуться к основной линии электросети. Помимо этого, оборудование нуждается в охлаждении двигателя. Всё это время система управления контролирует разгруженный мотор до полной его остановки.

Опытные мастера утверждают, что лучше всего переключать нагрузку на резервный генератор в тот момент, когда достигнуты соответствующие уровни частоты и напряжения. В редких случаях конечный потребитель хочет добиться последовательного переключения на резервный генератор.

Чтобы достичь такого эффекта от установки, нужно обустроить сразу несколько схем АВР для бесперебойного источника электроэнергии, которые срабатывают с индивидуальными временными задержками. Только в этом случае все нагрузки могут быть подключены к генератору в любом порядке. Главное, чтобы все детали были качественными и отлично выполняли поставленные задачи.

АВР для генератора

Среди альтернативных источников энергии широкое распространение получили различные виды генераторов электрического тока. При внезапном отключение электроэнергии возникает необходимость в быстром запуске резервного источника, чтобы предотвратить нарушение жизнеобеспечения объекта. Ручной запуск достаточно сложен и требует специальный знаний. Поэтому в подобных ситуациях функция запуска выполняется автоматически. Система АВР для генератора позволяет в считанные секунды включить агрегат и возобновить подачу питания. В рабочем процессе участвуют два магнитных пускателя и реле, контролирующее наличие напряжения в щите и систему автозапуска в самом генераторе.

1. АВР для генератора: что это такое
2. Подключение АВР
3. Как самому изготовить АВР
4. Схема АВР на двух магнитных пускателях

АВР для генератора: что это такое

АВР – расшифровывается как автоматическое включение (ввод) резерва. Под резервом подразумевается какой-либо генератор, вырабатывающий электрический ток, в случае прекращения энергоснабжения объекта. Основной функцией АВР является своевременное переключение нагрузки между двумя источниками. Некоторые АВР настраиваются вручную, однако большинство устройств управляются автоматически, по сигналу о потере напряжения, в том числе и АВР для бензогенератора.

Одним из важнейших показателей, необходимых для автоматического управления служит напряжение, которое контролирует первичная обмотка. Сам переключатель обеспечивает изоляцию резервного генератора от переменного тока, поступающего из общей электрической сети. В этот период генератор находится во включенном состоянии и обеспечивает подачу временного питания потребителям.

Работа автоматического ввода резерва осуществляется следующим образом:

• При отключении электричества через АВР генератору поступает команда о начале работы.
• После поступления на устройство сигнала о готовности генератора, АВР осуществляет его соединение с домашней электрической сетью.
• При возобновлении подачи электроэнергии в частный дом, АВР получает соответствующий сигнал и отключает резервное устройство.
• Одновременно автоматически переключается проводка между генератором и домашней сетью.

В случае необходимости можно выполнить настройку переключений с целью обеспечения питания только наиболее важных электрических цепей и участков. В качестве приоритетных назначаются системы отопления помещений, охлаждения оборудования и другие дополнительные схемы. Более сложные распределения применяются для крупных систем резервных установок, образующих мягкую нагрузку, плавно переходящую из синхронизированного генератора туда и обратно. Как правило эти установки применяются для того, чтобы сократить величину пиковых нагрузок.

Подключение АВР

Перед тем как выполнять подключение, необходимо правильно разместить все детали в электрическом щите. Они устанавливаются таким образом, чтобы не было пересечений проводников, обеспечивался свободный доступ к контактам и клеммам. После этого выполняется подключение силовой части АВР и контроллеров в соответствии с принципиальной электрической схемой.

Коммутация силовой части и контроллеров осуществляется с помощью контакторов. После всех подключений выполняется непосредственное соединение АВР с генератором. Правильность и качество подключений и соединений проводников и других элементов проверяется с помощью мультиметра.

При использовании обычного режима, когда подача напряжения производится от обычной ЛЭП, в системе АВР срабатывает автоматика для генератора и происходит включение первого магнитного пускателя, подающего напряжение к щиту частного дома. С наступлением аварийного режима, при котором напряжение в сети отсутствует, при помощи реле выполняется отключение магнитного пускателя № 1 и подача сигнала генератору на производство автозапуска. После начала работы генератора в щите АВР наступает срабатывание второго магнитного пускателя, через который напряжение начинает поступать на распределительный щит домашней электрической сети.

Работа в таком режиме будет продолжаться до появления основной подачи электричества или до окончания горючего в самом генераторе. Когда основное напряжение включается в сеть, генератор и магнитный пускатель № 2 выключаются, а магнитный пускатель № 1, наоборот, включается, и вся система переходит на обычный режим работы.

Установка щита автоматического ввода резерва выполняется после электросчетчика. Таким образом, во время работы генератора учет потребленной электроэнергии не производится. Кроме того, щит АВР для генератора устанавливается до основного щита домашней сети. В результате, он оказывается установленным между счетчиком электроэнергии и распределительным щитом.

Если суммарная мощность потребителей, имеющихся в доме, превышает возможности генератора или сам агрегат недостаточно мощный, на его линию подключаются только те приборы и оборудование, которые действительно необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности объекта до того момента, пока не будет включено основное электропитание.

Как самому изготовить АВР

Устройства, оборудованные автозапуском отличаются высокой стоимостью, поэтому рекомендуется собрать АВР для генератора своими руками, используя те же элементы, что и в заводских моделях.

Основной и наиболее дорогостоящей частью автомата является универсальный контроллер. В качестве силовой части используются контакторы, выполняющие непосредственное переключение с общей сети на локальную сеть генератора. Для размещения всех деталей понадобится щит или шкаф, наиболее подходящий по размерам для данного устройства. В качестве блока питания схема АВР для генератора рекомендует использовать специальный центр управления на 1-3А, а в переключателе должны быть три уровня рабочих режимов. Следует заранее приготовить электрические инструменты, кабель и соединители.

Для обеспечения качественной сборки avr для генератора необходимо соблюдать определенные рекомендации и порядок действий. При самостоятельном выборе контроллера нужно обращать внимание на наличие инверсной воздушной заслонки. Данный элемент очень полезен для генератора, оборудованного механической заслонкой. Выбирая контакторы, следует ориентироваться на их пропускную способность. При отсутствии в приборе электромеханической защиты, ее нужно приобрести отдельно.

Для того чтобы собрать АВР своими руками, схема предусматривает автоматическое контролирующее устройство, которое должно иметь нормальное постоянное напряжение. Выполнение этого условия возложено на блок питания. Обычно используется аккумулятор повышенной мощности, поскольку при значительных нагрузках он очень быстро разряжается. С помощью этого блока питания происходит регулировка выходящего напряжения. Все детали рекомендуется приобретать только в проверенных специализированных торговых точках, отдавая преимущество продукции наиболее известных производителей.

Сборка начинается с установки внутри электрического щита всех деталей и элементов. Монтаж осуществляется таким образом, чтобы не было пересечений проводников между собой, а контакты и клеммы были доступны. Для сборки используется схема подключения АВР к генератору. После этого подключаются контроллеры и силовая часть.

Следует обратить серьезное внимание на недопущение параллельного включения генератора с городской электрической сетью. В этом случае агрегат может быть серьезно поврежден, вплоть до полного выхода из строя. Для того чтобы избежать подобных негативных последствий, рекомендуется воспользоваться специальными щитами, обеспечивающими автоматическое или ручное переключение на автоматический ввод резерва. Это могут быть различные виды сильноточных коммутаторов нагрузки или автоматических регуляторов напряжения генератора.

При подключении нужно учитывать наличие двух кабелей, входящих в щит АВР. Один из них относится к основной сети, а другой – к резервной. При различных алгоритмах работы происходит их поочередное переключение. На выходе к потребителям протягивается единственный силовой кабель.

Схема АВР на двух магнитных пускателях

Схема подключения генератора

Подключение генератора к дому

Автоматический запуск генератора при отключении электричества

Схема синхронного генератора

Принцип работы генераторов переменного тока

3 схемы автоматического ввода резерва для дома. Ввод 1 — Ввод 2 — Генератор.

При сборке схемы автоматического ввода резерва можно выбрать три варианта. Два более простых и один посложнее.

Рассмотрим каждый из вариантов схемы поподробнее.

Простейшая схема АВР для двух однофазных вводов собирается всего лишь на одном магнитном пускателе. Для этого понадобится контактор с двумя парами контактов:

нормально разомкнутым

нормально замкнутым

Если таковых в вашем контакторе не оказалось, можно использовать специальную приставку.

Только учтите, что контакты у большинства из них не рассчитаны на большие токи. А если вы решите подключать через АВР нагрузку всего дома, то уж точно не стоит этого делать, используя блок контакты расположенные по бокам стандартных пускателей.

Вот самая простая схема АВР:

Катушка магнитного пускателя подключается на один из вводов. В нормальном режиме напряжение поступает на катушку, она замыкает контакт КМ1-1, а контакт КМ1-2 размыкается.

SF1 и SF2 в схеме – это однополюсные автоматические выключатели.

Напряжение через контактор поступает к потребителю. Дополнительно в схеме могут быть подключены сигнальные лампы. Они визуально будут показывать какой из вводов в данный момент подключен. Немного измененная схемка с лампочками:

Если напряжение на первом вводе исчезло, контактор отпадает. Его контакты КМ1-1 размыкаются, а КМ2-1 замыкаются. Напряжение начинает поступать к потребителю с ввода №2.

Если вам в нормальном режиме просто нужно проверить работоспособность схемы, то выключите автомат SF1 и смотрите как реагирует сборка. Все ли работает исправно.

Самое главное здесь изначально проконтролировать на какой ток рассчитаны эти самые нормально замкнутые и разомкнутые контакты.

При этом обратите внимание, что эту простейшую схему можно собрать двумя способами:

без разрыва ноля

с разрывом нулевого провода

Без разрыва можно применять в том случае, если у вас есть две независимые линии эл.передач или кабельных ввода, от которых вы собственно и подключаете весь дом. А вот когда резервной линией является какой-то автономный источник энергии – ИБП или генератор, то здесь придется разрывать как фазу, так и ноль.

Естественно, что все контакторы подключаются после счетчика kWh. QF – это модульные автоматы в щитке дома.

Если у вас второй источник питания подает напряжение не автоматически, например бензиновый генератор без пусковой аппаратуры. Который нужно сначала вручную завести, прогреть и только потом переключиться, то схемку можно немного изменить, добавив туда одну единственную кнопку.

За счет нее не будет происходить автоматического переключения. Вы сами выберите для этого нужный момент, нажав ее когда потребуется. Монтируется эта кнопка SB1 параллельно катушке контактора.

Когда у вас напряжение на основном вводе не исчезает на долго, а периодически пропадает и появляется (причины могут быть разными), в этом случае не желательны постоянные переключения контакторов туда-обратно. Здесь целесообразно использовать специальную приставку к контактору типа ПВИ-12 с задержкой времени.

Трехфазная схема практически аналогична однофазной.

Только особо следите за правильной фазировкой АВС. Она должна совпадать на вводе-1 с вводом-2. Иначе 3-х фазные двигатели после переключения будут крутиться в обратную сторону.

Вторая схема немного посложнее. В ней используется уже два магнитных пускателя.

Допустим, у вас есть два трехфазных ввода и один потребитель. В схеме применены магнитные пускатели с 4-мя контактами:

3 нормально разомкнутые

1 нормально замкнутый КМ1

Катушка пускателя КМ1 подключается через фазу L3 от первого ввода и через нормально замкнутый контакт КМ2. Таким образом, когда вы подаете питание на ввод №1, катушка первого пускателя замыкается и вся нагрузка подключается к источнику напряжения №1.

Второй контактор при этом отключен, так как нормально замкнутый разъем КМ1, будет в этот момент размокнут, и питание на катушку второго пускателя поступать не будет. При исчезновении напряжения на первом вводе, отпадает контактор-1 и включается контактор-2. Потребитель остается со светом.

Самый главный плюс этих схем – их простота. А минусом является то, что подобные сборки называть схемами автоматизации можно с очень большой натяжкой.

Стоит лишь исчезнуть напряжению на той фазе, которая питает катушку включения и вы легко можете получить встречное КЗ.

Можно конечно усовершенствовать всю систему, выбрав катушку контактора не на 220В, а на 380В. В этом случае будет осуществлен контроль уже по двум фазам.

Но на 100% вы все равно себя не обезопасите. А если учесть момент возможного залипания контактов, то тем более.

Кроме того, вы никак не будете защищены от слишком низкого напряжения. Пускатель №1 может отключиться, только если U на входе будет ниже 110В. Во всех остальных случаях, ваше оборудование будет продолжать получать не качественную электроэнергию, хотя казалось бы, рядом и есть второй исправный ввод.

Чтобы повысить надежность, придется усложнять схему и включать в нее дополнительные элементы:

реле напряжения

реле контроля фаз и т.п.

Поэтому в последнее время, для сборки схем АВР, все чаще стали применяться специальные реле или контроллеры – ”мозги” всего устройства. Они могут быть разных производителей и выполнять функцию не только включения резервного питания от одного источника.

Вдруг перед вами стоит более сложная задача. Например, нужно чтобы схема управляла сразу двумя вводами и вдобавок еще генератором. Причем генератор должен запускаться автоматически.

Алгоритм работы здесь следующий:

1.При неисправном вводе №1 происходит автоматическое переключение на ввод №2.
2.При отсутствии напряжения на обоих вводах осуществляется запуск генератора и переключение всей нагрузки на него.

Как и на чем реализовать подобный ввод резерва? Здесь можно применить схему АВР на базе AVR-02 от компании ФиФ Евроавтоматика.

В принципе есть смысл один раз потратиться и защитить себя и свое оборудование раз и навсегда.

Данное устройство является многофункциональным и с помощью него можно построить 8 разных схем АВР. Чаще всего применяются три из них:

Как обеспечить автоматический запуск генератора при отключении электричества

Отправим материал на почту

• ABP для генератора
• Про ABP в деталях
• Виды ABP
• Устройство ABP
• Описание возможных методов подключения ABP
• Можно ли подключать сварку при работе ABP
• Заключение

Когда в доме пропадает свет, люди ведут себя по-разному, так как для кого-то это просто невозможность посмотреть телевизор, а для кого-то блокировка деятельности, особенно, если у человека есть какая-то мастерская, оборудованная электроприборами. Понятно, что во втором случае автоматическое включение генератора при отключении электричества будет насущной потребностью. И в этой статье речь пойдет именно об автоматическом, а не ручном запуске резерва.

ABP для генератора

Аббревиатура ABP, с которой вам придется сталкиваться, если вы хотите наладить автоматический запуск генератора, расшифровывается как автоматическое включение (ввод) резерва. Необходимо ли подобное устройство для дома – решать, конечно, придется вам, но если в хозяйстве имеется мастерская, оборудованная электроприборами, и она приносит доход, то, скорее всего, решение будет положительным.

Современные ABP, обеспечивающие бесперебойную подачу электроэнергии при помощи дизельного, газового или карбюраторного устройства, абсолютно не нуждаются во вмешательстве человека в запуск и работу на протяжении всего процесса обслуживания. При выборе ABP вам придётся обратить внимание на скорость его реагирования, то есть, это может быть мгновенный запуск или с незначительной задержкой. Но, как бы там, ни было, какая-то пауза будет в любом случае, так как двигатель должен запуститься, хотя для автозапуска генератора уйдет не больше секунды.

Про ABP в деталях

Автоматический ввод резерва представляет собой устройство автозапуска для генераторов, которое переключает потребление энергии с основного источника питания на резервный и наоборот. На рынке электротехники можно встретить дизельные, газовые и карбюраторные модели двухфазных и трехфазных генераторов, в которых интеграция ABP предусмотрена заводом-производителем. Все, что потребуется от пользователя, это установка специального переключателя, где положение клемм управляется трансформаторной подстанцией от основного источника электроэнергии.

Установить блок ABP можно не только для карбюраторного, дизельного или газового генератора, но и для источника бесперебойного питания (ИБП), работающего от аккумуляторов. Для этого понадобиться специальный шкаф для ввода резерва, но также его можно разместить на общем щите в электрическом шкафу. Примечательно, если используется газовый генератор, то шкаф с выносным ABP можно размещать в непосредственной близости к такому агрегату.

Если говорить об основной задаче ввода резерва, то она состоит в переключении клемм с основного источника питания при его отключении на клеммы от резерва, а также включение клемм для автозапуска генератора. Когда основная сеть возобновляет подачу электроэнергии, двигатель агрегата отключается, а контакты перебрасываются обратно, на централизованное распределение электроэнергии.

Видео описание

Генератор с автозапуском для дома и дачи. Автономное и практичное решение.

Виды ABP

Все блоки автоматического ввода резерва можно классифицировать по следующим признакам:

• напряжение;
• секции ввода резерва (количество);
• тип сети (одно- и двухфазные);
• мощность.

Схему подключения автоматического запуска генератора можно настроить так, чтобы запускалась не вся разводка, питаемая основным источником, а лишь те блоки, где отключение может быть критичным. Например, в больнице так подключают реанимацию и операционную, а в частном секторе – мастерскую и/или пилораму. Сделать это несложно: при монтаже разводки жизненно важные или технически критичные блоки выводятся отдельно от всех остальных, поэтому ABP врезают непосредственно в эту цепь.

Устройство ABP

Все системы автоматического запуска генератора состоят из трех основных блоков.

• Контакторы или клеммы, для коммутации входных и нагрузочных цепей;
• Логические и индикационные устройства.
• Блоки реле, ответственных за управление (пуск/стоп) генератором.

ABP может стать палочкой-выручалочкой не только при отключении основной ЛЭП, но и при провалах напряжения, что иногда может происходить на загородных участках из-за слабых трансформаторных подстанций. То есть, включение в схему функции запуска при падении напряжения до 90% (вместо 220 V – 200 V) от потребности. Это позволит работать электродвигателям без перебоев и лишней нагрузки. При таком варианте системы автозапуска генератора позволяют сэкономить на ремонте и закупке нового оборудования. За пуск схемы резерва отвечает контактная группа, а за входным напряжением наблюдает РКФ или реле контроля фаз.

Теперь при помощи схемы, расположенной выше, немного подробнее рассмотрим, как дизель или бензогенератор с автоматическим запуском позволяет устранять провалы (полное отключение или понижение) в напряжении от основного источника питания. Здесь тоже все очень просто: когда стабильно поступает ≈220 V, реле контроля фаз удерживает клеммы в обычном замкнутом состоянии. При какой-либо поломке со стороны ЛЭП насыщение соленоида РКФ становится слабым и не может удержать эти клеммы, следовательно, они размыкаются. В тех ситуациях, когда присутствует инвертор, как это указано на вышеприведенной схеме, он начитает генерировать ≈220 V, которые необходимы потребителю. Если основное питание не могут восстановить в течение времени, установленного в зависимости от мощности аккумуляторов, то контроллер подает команду для автозапуска к генератору.

Как только на контакторный блок поступает напряжение от основной трансформаторной подстанции, система автоматического запуска генератора срабатывает в обратном порядке – клеммы переключаются и вся схема запитывается по предусмотренному проекту. Если говорить проще, то сигнал при восстановлении трансформатора от ЛЭП дает команду на заслонку топливного шланга, будь то бензин, соляр или газ. Заслонка блокирует подачу топлива и двигатель останавливается.

Важно! В тех случаях, когда для критического оборудования, запуск которого будет осуществляться от автоматического ввода резерва, нужна чистая синусоида, возникает потребность в инверторе, который конвертирует аппроксимацию в чистую линию. Об этом вы сможете узнать из другой статьи.

Когда по схеме запрограммирован полный автоматический запуск генератора, то необходимость присутствия оператора в процессе не потребуется, если не считать планового техобслуживания устройства. Вся система ввода резерва полностью защищена от встречных токов и короткого замыкания. Но на схеме, которую мы использовали для рассмотрения работы ABP, не показаны вспомогательные реле и блокирующие устройства, отвечающие за безопасность. Вы просто ознакомились с принципом работы в общих чертах.

Все перечисленное выше вовсе не означает, что автоматическое управление запуском генераторов без участия оператора не допускает стороннего вмешательства человека. При возникновении внеплановой ситуации такое вмешательство не только возможно, но и необходимо. Это говорит о том, что на пульте управления ABP есть специальные кнопки, которыми можно менять настройки, то есть, самостоятельно переводить устройство из одного режима работы в другой и обратно.

В ABP, как минимум, можно реализовать три режима работы:

• Ручной запуск.
• Автоматический запуск.
• Полуавтоматический запуск.

Видео описание

Переделка генератора под автозапуск.

Описание возможных методов подключения ABP

Когда осуществляется подключение генератора с автозапуском, самое главное в этом процессе позаботиться о том, чтобы исключить малейшую возможность попадания в схему встречных токов. Это может случиться при неправильном срабатывании контакторов, то есть, питание пойдет с двух источников. Вверху есть простенькая схема с клеммами K1 и K2, которые всегда должны находиться в разном положении. Когда включается один, другой обязательно размыкается и наоборот. На данный момент в интернете можно найти не одну схему, указывающую, как происходит автозапуск для бензогенератора, но общий принцип с учетом положения K1 и K2 никогда не изменится.

Также никогда не меняется место расположения ABP на схеме, хотя физически его можно повесить где угодно – даже на потолке. Суть врезки заключается в том, что автомат всегда будет между электросчетчиком и подстанцией и никто не станет ставить его после счетчика, чтобы не пришлось платить за электроэнергию, которую вы сами и производите.

Когда речь идет о частном доме, то автозапуск для генератора можно собрать по схеме, расположенной выше. Да, вы видите именно принципиальный варрант установки ABP, но для того, чтобы составить конкретную схему монтажа, нужно в точности знать расположение, вид и мощность оборудования, которое должно запускаться от резерва. Так что, если проявите немного смекалки, то подтянете эту схему к потребностям вашего здания и электроприборов, расположенных в нем.

Прежде чем самостоятельно собирать систему по принципиальной схеме, изучите этот вариант в деталях, как показано на изображении вверху. Здесь K1 и K2, это контакторы, о которых мы говорили выше, а обведенные окружностями цифры показывают номера клемм. То есть, если вы разберетесь с тремя схемами, приведенными в этом разделе (Описание возможных методов подключения ABP), то сами сможете установить автоматический запуск генератора для своего дома.

Можно ли подключать сварку при работе ABP

Вы, наверное, понимаете, что автозапуск бензогенератора, это хорошо, только вот не все мощное оборудование карбюраторный агрегат сможет вытянуть. Для примера мы рассмотрим выбор такого устройства, которого будет достаточно для работы электрической сварки, как одного из самых мощных потребителей энергии, возможных в бытовых условиях. При этом будем рассматривать компромиссные решения, когда главным прибором будет не только сварочный аппарат, но и генератор с дизелем, газом или карбюратором. Кстати, не меньшая мощность потребуется для столярной мастерской, если она укомплектована профессиональным оборудованием.

Итак, если ваша система автозапуска бензинового генератора оборудована инвертором и при этом выходная мощность агрегата, указанная в документах или на корпусе, совпадает с потребляемой мощностью сварки, это еще не все. Существуют не только основные, но и дополнительные величины, влияющие на напряжение:

• потребляемая мощность сварочного аппарата;
• диапазон напряжения;
• maximum инвертора по сварочному току;
• параметры вольтажа дуги;
• предполагаемая длительность рабочего процесса;
• КПД.

Примечание: также важно учитывать состояние электрической проводки в здании и режимы сварочных работ, предусмотренные на то время, когда осуществится автоматический запуск генератора при отключении электричества.

Очень важно учитывать фактор ложной информации, то есть не особо мощные инверторы, подключенные в схему ABP не всегда способны выдать 220 V. Но в таких случаях обращаемся к техническим параметрам сварочного аппарата и, если агрегат способен работать при напряжении 150-200 V, значит, все в порядке и проблем у вас не возникнет.

Когда заранее известно, что при отключении основного источника питания будет совершен автоматический ввод резерва, и при этом будут производиться сварочные работы, не лишним будет изучить таблицу, приведенную выше. Так вы сможете подобрать оптимальное соотношение для генератора с ABP и аппарата электросварки.

Совет: при выборе соотношения мощности генератора и сварочного аппарата лучше всего, если на выходе будет запас, то есть, при вводе резерва вы получите больше, чем нужно для работы оборудования.

Заключение

Следовательно, автозапуск генератора не представляет какой-то особой сложности, особенно, если заводом-изготовителем на агрегате предусмотрен интегрированный блок ABP. Если приобретение такой модели покажется вам дорогим удовольствием, то всегда можно установить наружный ввод резерва, используя схемы, предложенные в этой статье.

Как я делал себе АВР для генератора

Несколько лет назад делал себе АВР (автоматический ввод резерва) для работы на даче от генератора. Сейчас многие ИТ-шники переходят на удалёнку, работают с дач, где качество электропитания может оставлять лучшего. Поэтому решил написать о своем опыте самодельного АВР на микроконтроллере ATmega8A. Если тема интересна, добро пожаловать под кат, будет много букв и кода.

О заземлении

Прежде чем что-либо делать с электричеством, нужно позаботиться о наличии хорошего заземления в вашем доме. Просто так взять и подключить обычный бытовой бензиновый/дизельный/газовый генератор к электросети дома не получится. Нужно соблюдать меры предосторожности. Первая из них – ваш генератор должен быть хорошо заземлен. Тогда у вас есть хорошие шансы не получить удар током, когда статика от вашего любимого свитера пробъёт изоляцию обмотки генератора. Вообще, к работающему генератору не стоит без нужды прикасаться.

Стоит помнить, что в сети не всегда 220В. Коммутация на линиях, грозовые разряды вдалеке, статические разряды дают такие наводки, что в сети нередки короткие импульсы в несколько киловольт. С этим борются установкой разрядников и УЗИП на вводе в дом, но это очень редкая практика в РФ. Так что пусть искра в землю уходит, и не через вас – сделайте по всему дому хорошее заземление. Без этого делать что-либо дальше просто нельзя!

О генераторах

К слову, у многих бытовых бензиновых генераторов обмотки никак не соединены с землёй. И это вполне нормально, когда вы питаете от генератора один электроинструмент. Но когда вам надо подключить генератор к дому, нужно сделать нулевой провод (N) и провод фазы (L). Для этого один из выводов генератора заземляется и из этой точки заземления уже независимо нужно вести в дом два провода – один будет нейтралью N, а второй – защитным заземлением (PE). При выборе генератора нужно обратить внимание, можно ли заземлять его выход, порой это запрещено в инструкции к генератору, тогда такой генератор вам не подойдёт.

Часто в Сети можно увидеть схемы подключения генератора без заземления и разделения линий N и PE. Не делайте так, дольше проживёте. Такие схемы хорошо работают до первого неудачного стечения обстоятельств. В типичных блоках питания современных электронных приборов стоят конденсаторы с линий L, N на землю. Если N не заземлить у генератора, то за счёт этих конденсаторов на линии N будет, если повезёт, 110 вольт относительно земли. Кстати, многие газовые котлы в таком режиме вообще перестают работать. Про влияние статики без присутствия заземления я уже писал выше.

О схемах АВР

Есть несколько разных схем реализации АВР. Дальше я буду писать о наиболее безопасной с моей точки зрения схеме однофазного АВР. Я не советую экономно делать АВР на одном контакторе или же с коммутацией только одного фазного провода. Только вместе с нейтралью.

На приведенной схеме питание от сети и от генератора подаётся через вводы 1 и 2. Они защищены спаренными автоматами. Через дополнительные автоматы питаются схемы коммутации и индикации. Видно, что катушки реле взаимно блокируются электрически. За включение того или иного ввода отвечает для упрощения не показанный на схеме микроконтроллер, который замыкает цепи в точке коммутации ТК1 или ТК2.

Принципиальным моментом является наличие в АВР 2х схем блокировок – взаимной механической блокировки коммутирующих вводы контакторов и взаимной электрической блокировки контакторов. Самодельщики ради экономии, бывает, в своих конструкциях пренебрегают этими блокировками, а зря. Схема без блокировок может проработать некоторое время, но в какой-то момент контакты пригорят, возвратные пружины ослабнут и случится КЗ между вводами. Во-первых, это грозит большим бабахом, если обе линии окажутся под напряжением, но это не самая большая проблема. Гораздо важнее, что ваш генератор неожиданно для ремонтирующих проводку электриков может выдать в общую сеть напряжение – при неблагоприятном стечении обстоятельств ремонтирующие линию электрики могут погибнуть. Для вас это уже уголовная статья.

О контакторах

Таким образом, использование обычных реле для нас отпадает, подойдут только специализированные контакторы. Для больших мощностей есть ещё вариант с моторизованными приводами, но это дорого и для типичного домашнего применения избыточно.

Чтобы сделать механическую блокировку, нужно выбрать контакторы, которые могут работать в паре. Обычно взаимная блокировка достигается установкой одинаковых контакторов рядом друг с другом и установкой дополнительной опции – механического блокиратора. Он продаётся отдельно от контакторов и стоит копейки.

Взаимная электрическая блокировка возможна, если на контакторе есть дополнительные сигнальные контакты, работающие на размыкание. Иногда они сразу встроены в контактор, иногда их можно докупить и установить как опцию.

Ведущие производители контакторов имеют в своих линейках такое оборудование. Так что найти и купить комплект не представляет особого труда. Правда цены на брендовые контакторы на порядок выше наших/китайских. Поскольку количество циклов коммутации не ожидается большим, то выбор китайских контакторов вполне оправдан. К недостаткам можно отнести только то, что катушки контактора во время работы довольно сильно гудят.

Еще по поводу коммутируемой мощности. Контакты контактора должны выдерживать максимальную мощность, которую вам разрешено потреблять в доме. У меня это 10 кВт, поэтому контакторы я выбирал на допустимый ток через один контакт примерно в 50 ампер. Стоит отметить, что по какой-то причине коммутируемая мощность для типичного трехфазного контактора указывается в паспорте суммарная для всех трёх фаз, поэтому надо внимательно смотреть, какой допустимый ток именно через один контакт.

О схеме управления

Когда я занимался созданием АВР у меня было несколько особых требований к его работе:

• У меня не так часто отключают электричество, поэтому я решил, что мне не нужен автозапуск генератора, а вот от автоматической остановки генератора я решил не отказываться: когда сеть восстанавливается, генератор сам затихает и сразу понятно, что теперь с питанием всё хорошо, да и бензин экономится
• После старта генератора ему надо дать время прогреться и только после прогрева давать ему нагрузку. Т.е. мне нужен был таймер включения АВР после подачи напряжения от генератора
• После восстановления напряжения в сети часто происходили повторные отключения через короткий промежуток времени, поэтому мне нужен был таймер, который бы выждал перед переходом с генератора на сеть некоторое время и не глушил сразу генератор
• Генератору, говорят, полезно перед выключением немного поработать без нагрузки. И для этого мне тоже нужен был таймер

Таким образом вырисовывалась картина, что мне нужен контроллер с несколькими таймерами. В те времена я увлекался кодингом на AVR, поэтому решил сделать такой контроллер на Atmega 8a.

Хорошо бы, чтоб контроллер работал долго и надёжно. Кроме того, чтобы сделать полную гальваническую развязку и снабдить контроллер сторожевым таймером я ничего более не придумал. Ну и сделать схему и программу максимально простыми. Поскольку делалось всё для себя, то все настройки и калибровки решил оставить в коде — весь UI свелся к одному светодиоду )

Основная задача контроллера – мониторить напряжение на вводах и, при необходимости, переключать вводы. При этом приоритетным является ввод от деревенской сети.

Тут стоит отметить, что качество сети таково, что колебания от 150 в до 250 в вполне обычное явление. Поэтому понятие что есть хорошее питание от сети очень размыто. Через какое-то время я решил эту проблему, когда поставил на весь дом один мощный тиристорный стаблизатор напряжения на 11 кВт. Но, важно, стабилизатор можно ставить только до АВР, а не после! Включать стабилизатор для генератора категорически не рекомендуется. Есть опасность, что при определенной комбинации нагрузок, особенно всяких мощных насосов, система из генератора и стабилизатора станет неустойчивой и войдет в автоколебания.

После некоторых раздумий нарисовал такую схему в Eagle.

В схеме есть два идентичных трансформаторных источника питания, при наличии напряжения на любом из вводов схема обеспечена питанием. Между вводами возможно напряжение в 600в, поэтому изоляция трансформаторов должна быть хорошей. Питание берется после пакетников QF3 и QF4 соответственно.

У каждого источника есть резистивный делитель напряжения, защищенный от перенапряжения стабилитроном – с него производится путём нехитрых расчётов измерение напряжение сети с помощью АЦП микроконтроллера.

Для коммутации катушек контакторов применяется стандартная схема из даташита для управления семисторами. 2 штуки ). Катушки — это индуктивная нагрузка, поэтому цепи снаббера на выходе из резистора и конденсатора обязательны.

У меня был релейный модуль с али, который используется для останова генератора. На схеме он просто прямоугольник с тремя выводами.

Из особенностей еще в качестве генератора опорного напряжения использован TL431. В остальном всё включено стандартно для Atmega 8. Есть светодиоды для индикации наличия напряжения питания на вводах и один светодиод статуса устройства. Тактируется схема с помощью внешнего кварца на 16 МГц.

Eagle мне породил вот такую печатную плату. Никаких SMD, симисторы и стабилизатор с легкими радиаторами.

Два тороидальных трансформатора установлены прямо на плате. Плату изготовил традиционным радиолюбительским способом с помощью фоторезиста. После монтажа покрыл тремя слоями акрилового лака. Надеюсь не пробьет его высокое напряжение.

О программе управления

Код программы довольно длинный, извините.

Программа разработана с помощью бесплатного AVR Studio и использует стандартные библиотеки AVR.

В основном цикле программа проверяет напряжение на входах вводов, оценивает состояние включения контакторов, учитывает работу программных таймеров, производит необходимые корректировки включая или выключая реле и контакторы, затем уходит в спячку. Для отладки сделан вывод отладочной печати в последовательный порт микроконтроллера.

Для контроля зависаний предусмотрен сторожевой таймер.

Все циклы измерений сделаны на прерываниях и с использованием аппаратных таймеров. Счетчик секунд сделан на таймере 1. По прерыванию таймера 1 обновляются программные таймеры, отвечающие за задержки включения и отключения контакторов и реле генератора.
Второй таймер используется для создания эффекта мигания светодиода статуса. Предусмотрено три паттерна мигания. Значения из паттерна мигания берутся в прерывании таймера 2. По миганию можно судить о состоянии контроллера.

Два АЦП также работают по таймерам и усредняют по 2500 сэмплов измерений напряжения. Для перевода измерений в реальные вольты предусмотрены калибровочные константы. Их значения надо исправить в ходе настройки АВР.

Кроме того, есть еще ряд констант, которые нужно определить в ходе наладки.

Реле останова генератора при работе от генератора держится включенным, блокируя поступление напряжения на цепь останова генератора. После завершения работы таймера работы генератора на холостом ходу, реле выключается и на цепь останова генератора через это реле начинает поступать ток. На самом генераторе стоит специальный блок, который после появления напряжения с некоторой задержкой замыкает цепь зажигания на массу, что приводит к останову генератора. Этот же блок содержит цепь подзаряда аккумулятора генератора. Если кому интересны детали, напишите в комментах, я сделаю отдельный пост об этом блоке. В нём нет кода, всё аппаратно.

Если кто-то надумает повторить АВР, то стоит подкорректировать значения настроек. Готовую прошивку не публикую, так как программу всё равно надо править в ходе настройки АВР.

Надо сказать, что мой АВР работает уже 4 года без проблем, так что схема можно считать проверенная как и код.

Как собрать АВР своими руками.

Доброго времени суток. На этот раз, в рубрике «Советы и рекомендации», публикация о том, как собрать АВР своими руками. Прежде чем приступать к сборке, давайте разберем схему и принцип работы АВР.

Как собрать АВР своими руками. Назначение АВР.

АВР – Автоматический Ввод Резерва. Служит для автоматического переключения питания с основного ввода на резервный в случае аварийного отключения основного ввода.

Принцип работы АВР на 2 ввода 380 или 220 вольт.

Итак, пред Вами схема простейшего в электрике АВР. Преимущество такого построения в его простоте, а значит надежности. Как видно из схемы, в блоке АВР минимум комплектующих. Как собрать АВР своими руками.

Возможно, Вас заинтересует – «Расчет трансформаторов тока 10 кВ».

Теперь мы имеем представление о том, как работает АВР. Принцип работы автоматического ввода резерва в ВРУ на подстанциях примерно такой же. С разницей в том, что вместо контакторов стоят мощные автоматические выключатели с мотор-приводами.

Как собрать АВР своими руками.

Если Вы знакомы с азами электрики, то можете попробовать сделать АВР сами, опираясь на схему. Но лучше, конечно, поручить это специалисту с опытом сборки электрических щитов.

Для сборки блока АВР своими руками нам потребуются:

1. Пускатели трехполюсные с блоками дополнительных контактов (1НО и 1НЗ) – 2 шт. Мощность выбирается по вводному автоматическому выключателю, установленному в Вашем щитке.
2. Автоматические выключатели: Трехполюсные, по току соответствующие контакторам – 2шт (QF1, QF2) и 1шт. для защиты реле контроля напряжения – 3п С6А (QF3). Однополюсный – В6А – 1шт (QF4).
3. Реле контроля напряжения CM-PVE или аналог (KV).
4. Модульный контактор с катушкой 220в и тремя контактами (2НО и 1НЗ) (KL1). Как собрать АВР своими руками.
5. Сигнальные ламы на 220в по одной красного и зеленого цвета (HL1, HL2).
6. Металлический шкаф с монтажной платой и с размерами соответствующими устанавливаемому оборудованию (не должно быть все впритык, а также слишком много свободного места).
7. DIN-рейка – примерно 0,5м.
8. Клеммы на DIN-рейку – по желанию, можно обойтись и без них, подключая кабели непосредственно на автоматы и контакторы.

Ниже приведено примерное расположения аппаратуры в щите. Далее все просто, сначала производим разводку силовых линий монтажным проводом ПВ3 или ПуГВ, (сечение не ниже приходящего от сети кабеля), а затем, цепей управления таким же проводом только 1мм2. ПуГВ и ПВ3 обязательно прессуются в наконечники НШВИ.

Примерное расположение аппаратуры в щите.

Схема АВР с автоматическим запуском генератора.

На рисунке, расположенном ниже, схема АВР с автоматическим запуском генератора. Как видно, схема АВР почти не изменилась. Единственным дополнением стало наличие еще одного нормально-разомкнутого контакта реле KL1, который дает сигнал для запуска генератора. Также добавился блок автоматического запуска БАЗГ-10, который в автоматическом режиме производит пуск, контроль работы и остановку генератора.

Базг-10

Вам должно быть интересно – «Какие бывают клеммы для силовых кабелей».

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что собрать АВР своими руками достаточно просто. Удачи…

Важная величина: как узнать время схватывания бетона

Бетон – один из наиболее применяемых в современном строительстве материалов благодаря прочности, доступности, разнообразию видов и методов обработки.

Замешанное из цемента и воды с добавлением заполнителей «тесто» может принимать любую заданную форму и, в результате твердения, образовывать прочный, долговечный материал – цементный камень.

Стадии набора прочности бетона

Как происходит превращение подвижного раствора в твердое вещество?

Чтобы понимать этот процесс, нужно представлять состав бетона.

Главным компонентом бетонной смеси является портландцемент. Это вяжущее составляющее, в основе которого 4 минерала:

C2S двухкальциевый силикат,

C3S трёхкальциевый силикат,

C3A трёхкальциевый алюминат,

C4AF четырёхкальциевый алюмоферрит.

Для приготовления бетонной смеси портландцемент смешивается с водой и заполнителями (шлак, гравий, щебень, песок). Иногда в смесь добавляются те или иные присадки, в зависимости от желаемых свойств бетона.

Минералы, входящие в состав цементного клинкера, при смачивании водой вступают в реакцию гидратации, в процессе которой образуются новые соединения, и бетон образует кристаллическую структуру.

Таким образом, твердение бетона – это кристаллохимический процесс.

В твердении бетона выделяют две стадии:

Бетон начинает схватываться уже через 2 часа, а через 60 минут после начала процесса он уже схватится. Пока бетон не схватился, его подвижность сохраняется.

Иногда, при невозможности немедленно заняться укладкой бетона, смесь слишком долго перемешивают, чтобы она не схватывалась. Это влияет на качество бетона не лучшим образом.

После того, как бетон схватился, начинается процесс твердения.

Сколько времени требуется на застывание

Полное отвердевание бетона может продолжаться многие месяцы, но во время строительных работ нужны определенные ориентиры, которых можно придерживаться.

Преждевременная нагрузка на бетон ную конструкцию может разрушить не набравший достаточной прочности бетон , а передерживание бетона в опалубке удорожает строительные работы и увеличивает продолжительность строительства.

Расчетной прочностью бетона называют ту прочность, которую бетон определенного класса достигает при нормальных условиях через 28 дней.

Срок твердения бетона без добавок

Как быстро бетон наберет прочность, зависит от многих факторов. В нормальных условиях скорость отвердевания бетона без добавок зависит от класса бетона.

В быту до сих пор встречается словосочетание «марка бетона». Оно ошибочно: по маркам классифицируется цемент, а бетон подразделяется на классы.

Таблица 1. Старая и новая маркировка бетона

Факторы, влияющие на твердение цементного раствора

Срок застывания бетона зависит от различных факторов:

качества исходных материалов;

температуры и влажности воздуха;

обработки бетона (утрамбовывание, виброобработка);

ухода за бетоном;

использования специальных добавок.

Согласно ГОСТ, нормальными условиями твердения бетона являются:

температура воздуха 18–22°С;

относительная влажность воздуха 100%.

При изменении температуры меняется и скорость затвердевания бетона. При повышении температуры в диапазоне 0°С – 100°С каждые 10°С повышения температуры увеличивают скорость протекающих процессов в 2–4 раза.

График твердения бетона при разных температурах

Когда температура становится выше, схватывание и отвердение бетона ускоряются; при понижении температуры – замедляются. При температуре ниже 5° С процесс набора прочности резко замедляется, а при отрицательных температурах прекращается.

Уменьшение влажности воздуха замедляет процесс застывания, поскольку бетон быстрее сохнет, и воды становится недостаточно для гидратации.

Способы регулирования скорости отвердевания бетона

В зависимости от задач, может потребоваться увеличить или снизить скорость твердения бетона. Можно повлиять на процессы температурно или химически.

Ускорение твердения

Для увеличения скорости твердения, применяют:

снижение водоцементного соотношения (повышение жесткости смеси, что снижает удобоукладываемость);

добавление в бетон специальных добавок-ускорителей.

Замедление твердения

Когда может понадобиться замедление отвердевания:

при изготовлении высокомарочных смесей, которые застывают очень быстро из-за повышенного содержания вяжущего компонента;

при необходимости транспортировки готовой смеси на дальние расстояния;

при заливке бетона в несколько этапов.

В этих случаях применяют специальные добавки, которые замедляют реакцию гидратации и гидролиза минералов клинкера, откладывая процесс схватывания на несколько часов.

Как узнать точное время затвердевания бетона?

Сроки полного отвердевания разных видов бетона варьируются в зависимости от состава. Примерное представление о продолжительности процессов твердения бетона с использованием марок цемента М200, М250, М300, М400, М500 и так далее, можно узнать из статей, графиков, специальных таблиц.

Таблица 2. Время застывания бетона на портландцементе М400, М500

Для того чтобы точно узнать, сколько времени понадобится, чтобы получить расчетную прочность бетона, используются два метода:

Узнать точные данные в лаборатории производителя.

Вызвать технолога на объект для взятия проб. Для образцов используют кубические отливки со стороной 10 см, которые должны твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция. Затем проводятся испытания разрушающими методами, которые точно показывают марочную прочность бетона и сроки его схватывания и полного отвердевания.

Время застывания бетона в опалубке

Своевременная распалубка бетона повышает оборачиваемость оборудования для опалубки и оптимизирует сроки строительства.

Распалубочной прочностью называют прочность, достаточную, чтобы снять опалубку и дать стартовую нагрузку. Обычно она составляет 70% от расчетной прочности (или другую величину, оговоренную в проектной документации).

Для не ответственных конструкций, например, стяжек, отмостк и и других конструкций , работающих только на сжатие, допустима распалубка на 3–5-й день, по достижении прочности 30–40% от расчетной.

Современные бетоны с добавками могут достигать распалубочной прочности за 1–2 дня.

Сколько времени бетон застывает в воде

Твердение в воде – лучшие условия для набора прочности бетона. Непрерывное выдерживание в воде способствует более интенсивному увеличению модуля упругости, чем твердение на воздухе.

При выдерживании бетона на воздухе, на его поверхности, в результате обезвоживания, прекращается реакция гидратации, и образуются ячейки и поры; застывший на воздухе цементный камень имеет больше дефектов структуры, меньшую плотность и более высокую подверженность коррозии.

Уход за бетоном после заливки

Уход за бетоном имеет цель создать такие условия твердения, при соблюдении которых бетон будет набирать заданную прочность с нужной скоростью, а его структура будет максимально качественной.

Для оптимизации процесса отвердевания решающее значение имеет обеспечение правильной температуры и высокой влажности.

После укладки бетонной смеси и ее уплотнения (если таковое производилось), проводятся специальные мероприятия по уходу за бетоном.

Защита от испарения влаги

Отвердевание бетона внешне похоже на высыхание, но на самом деле, это реакция, которая происходит с обязательным участием воды. При застывании бетона на воздухе, его поверхность быстро высыхает, и реакция гидратации прекращается. Образуется разность давления в толще бетона и на его поверхности, что приводит к появлению дефектов в виде трещин .

Для защиты от пересыхания поверхность бетона закрывают водонепроницаемыми материалами, такими, как пленка, брезент, в некоторых случаях, слой опилок или песка, который постоянно смачивают.

Обеспечение равномерной температуры

При заливке массивных конструкций (например, плит фундамента) возникает еще одна проблема – температурный градиент.

Реакции гидратации происходят с выделением тепла. В массивных конструкциях возникает разница между температурами в толще бетона и на его поверхности. В толще слоя бетона температура может достигать 50–80°С. Если разница с температурой поверхности превышает 20–30°С, может произойти разрыв структуры бетона, что влечет интенсивное образование трещин на внешней стороне конструкции и потерю прочности.

Чтобы предотвратить градиент температур, необходимо снизить температуру всей конструкции. Для этого, после укрытия паро- или водонепроницаемым материалом, на поверхность бетона льют холодную воду, меняя ее после нагрева.

Снижение температуры не должно быть резким. Допускается снижать ее на 1–2° С в час, а для некоторых типов конструкций не более, чем на 12–13°С в сутки (эта информация указывается в регламенте).

Для проведения этих мероприятий необходимо знать точную температуру в толще бетона; по регламенту, ее необходимо измерять в первые сутки каждые 1–2 часа, а затем 1 раз в 8 часов и фиксировать полученные данные в специальных журналах . Для того, чтобы иметь возможность измерять температуру, при заливке в бетон вставляют трубочки на расстоянии не более 8 м друг от друга.

Защита от охлаждения

В зимнее время возникает задача сохранить тепло в бетоне , поскольку при температуре ниже плюс 5 ° С затвердевание прекращается. Главной задачей становится обеспечение твердения до приобретения бетоном критической прочности.

Критической прочностью называют прочность в зимнее время, по достижении которой замерзание воды в порах бетона уже не носит разрушающий характер (обычно 30-50% от расчетной прочности).

Используются разные методы сохранения тепла:

Прогрев электродами или инфракрасным излучением (последнее технологически сложно).

Установка тепляков с прогретым воздухом.

Использование сохраненного тепла реакции гидратации («тепловой осмос» или «метод термоса), для которого поверхность бетона укрывают теплоизоляционными материалами, такими, как минераловатные плиты, рулонные материалы в несколько слоев.

Противоморозные добавки. Если раньше использовался хлорид кальция, сейчас его применение, как и других хлоридов, не рекомендуется из-за агрессивного воздействия на арматуру. Чаще используют формиат кальция или натрия и другие соли-электролиты, снижающие температуру замерзания воды либо готовые комплексные добавки, обладающие не только противоморозным, но и пластифицирующим действием.

Применение добавок-ускорителей совместно с тепловой обработкой. В этом случае добавки нужны для быстрого достижения критической прочности, затем, при помощи согревающих или сохраняющих тепло мероприятий, обеспечивается оптимальная температура до достижения расчетной прочности бетона.

Надо ли поливать бетон водой?

Поскольку водная среда оптимальна для завердевания, полив бетона водой целесообразен, но только в летнее время, особенно, в жаркую погоду. Интенсивное обеспечение влажности позволяет снизить вероятность появления дефектов.

Набор прочности бетона – сложный химический процесс, который зависит от множества факторов. Для оптимизации строительных работ используются методы тепловлажностной обработки бетона. Современное решение – использование специальных добавок, регулирующих скорость отвердевания.