Подключив вольтметр к розетке бытовой электросети, можно увидеть, что напряжение в ней нестабильно и редко равняется 230 (по старым нормам 220) вольтам, а либо чуть больше, либо чуть меньше этого значения. Согласно ГОСТам это «чуть» выражается как +/-10% от номинала. Соответственно, нормой может считаться только то напряжение, значение которого в любой момент времени находится внутри диапазона 207 … 253 вольт.

В реальности же, напряжение в сети может меняться в недопустимых нормами пределах - происходят скачки напряжения. Наиболее вероятными последствиями этих скачков могут быть неверная работа или выход из строя дорогостоящей бытовой техники, подключенной к сети. Привлечь к ответственности энергоснабжающую компанию, добиться от неё компенсации за испорченное оборудование бывает очень непросто, так как факт кратковременного наличия «некачественного» напряжения в розетке труднодоказуем.

Для защиты электросетей всего дома, квартиры или отдельных линий питания от подачи в них недопустимого напряжения, существуют специальные устройства защиты, например, такое как устройство защиты многофункциональное УЗМ-51М российского предприятия «Меандр». Устройство включается в разрыв цепи питания и, в случае возникновения аварийной ситуации (недопустимого повышения либо понижения напряжения), способно быстро разорвать цепь за время от 20 мс, до того как выйдет из строя включенное в сеть оборудование.

График зависимости величины напряжения от времени срабатывания защиты и повторного включения УЗМ-51М.
Ось К - состояние контактов реле. Uверх и Uниз - задаваемые переключателями границы напряжения. Uверх.авар, Uниз.авар - фиксированные значения напряжения ускоренного отключения. Uогр - ограничение напряжения варистором.

Лицевая панель УЗМ-51М.

Вид сбоку.

Вид с торца на клеммы.

Внешне УЗМ-51М имеет модульное исполнение с шириной корпуса 35 мм (как у обычного двухполюсного автомата), устанавливается на стандартную DIN-рейку. На верхнем торце устройства находятся две входные клеммы – фаза (L) и ноль (N), на нижнем соответствующие им выходные. На лицевой панели устройства расположены два вращающихся переключателя, задающие нижний и верхний значения напряжения в вольтах, индицирующие двухцветные светодиоды и кнопка «тест», по совместительству применяющаяся для установки времени (10 секунд или 6 минут) повторного включения после срабатывания защиты.

Крышка корпуса демонтирована. Визуально, в надёжности клемм и токопроводящих стальных шин нет сомнений.

Внутри УЗМ-51М находится мощное электромагнитное реле с токовой маркировкой «80 А». Ввиду того, что само УЗМ-51М рассчитано на ток 63А, реле явно выбрано с запасом. К небольшому сожалению, реле имеет одну пару силовых контактов и разрывает только фазный провод; нулевой провод (точнее, шина) проходит насквозь неразрывно. Контролем напряжения в режиме реального времени и управлением реле занимается небольшой шестивыводной микроконтроллер PIC12F683. Рабочие напряжения всех элементов и сама схема рассчитаны на возможное долговременное питание устройства от 440 В. Большинство элементов на плате в SMD-исполнении. Качество изготовление не вызывает нареканий и вопросов по размещению элементов, всё логично, и вполне верится в реальность заявленного срока службы устройства 10 лет в режиме круглосуточной его работы.

УЗМ-51М внутри.  Вся электронная начинка выполнена на единой плате. Самый массивный элемент - силовой реле MP25-1.

Плата крупно. Видна часть элементов блока питания микроконтроллера.

С обратной стороны платы нельзя не заметить большой варистор 681kd20, предназначенный для дополнительной защиты от короткоимпульсных перенапряжений.

Вид на поворотные переключатели без установленных ручек.

Микроконтроллер PIC12F683 находится под варистором.

Схема подключения УЗМ-51М. Вариант 1.
Прохождение нулевого провода нагрузки через устройство защиты (аналогично подключению двухполюсного автоматического выключателя).

Схема подключения УЗМ-51М. Вариант 2.
Нулевой провод нагрузки подключается до ввода нуля в устройство защиты.

Самым распространенным местом установки таких устройств защиты является ввод электропитания в квартиру или частный дом, когда не требуется постоянная стабилизация напряжения, но необходима защита от возможный аварийных ситуаций.

Пример установки УЗМ-51М в квартирный электрощит. Подключение по варианту 2 (нуль нагрузки не проходит сквозь устройство защиты).