Чем отличается реле от контактора: особенности и отличия

Обновлено: 23.04.2021 12:51:22

Эксперт: Константин Борисович Поляков

При проектировании электросетей различных уровней сложности (включая не только количество конечных потребителей, но их электротехнические характеристики) разработчики сталкиваются с необходимостью автоматизации размыкания и замыкания цепи. К счастью, в соответствующих устройствах недостатка нет. На рынке можно найти десятки моделей реле и контактов, рассчитанных как на слаботочные, так и на сильноточные системы.

Но в этом же и кроется проблема. Не всегда очевидно, какое конкретно приспособление размыкания или замыкания электросети лучше использовать. И если по электротехническим параметрам всё понятно, то принцип действия не так очевиден.

И поэтому в этом материале мы рассмотрим, чем отличается реле от контактора, особенности их использования и принципиальные отличия двух категорий устройств.

Особенности сетей с различными уровнями индуктивности

Одна из важнейших проблем, которые требуется решить при проектировании электрических сетей – дуговые разряды на контактах ключей. Они могут возникать даже в домашних условиях – например, при включении в розетку некачественного зарядного блока для смартфона или ноутбука можно наблюдать крошечную кратковременную вспышку. Она и называется дуговым разрядом.

Дуговые разряды (электрические дуги) характеризуются значительным напряжением из-за разности потенциалов на сторонах. При этом сила тока может быть совсем незначительной. Так, например, дуговые разряды можно наблюдать при расчёсывании длинных волос гребнями из синтетических материалов – и проскакивающие «искры» однозначно не способны убить человека. При этом их напряжение может составлять десятки тысяч вольт.

Электрические дуги, возникающие на контактах ключей (выключателей, реле, даже розеток), имеют схожую природу, но при этом куда более разрушительное действие. Из-за того, что они мгновенно поднимают температуру поверхности, на которой возникают, они могут просто расплавить металл. Собственно, именно поэтому они применяются при сварке.

Кроме того, согласно закону Джоуля-Ленца, при возникновении электрической дуги значительно растёт сила тока. По сути, наблюдается что-то вроде короткого замыкания, но при этом не приводящего (в краткосрочном представлении) к повреждению устройств или цепи.

В сетях переменного электротока дуговые разряды возникают в первую очередь из-за индукции. Точнее, при подключении конечных потребителей со значительной индуктивностью. Это обусловлено сразу несколькими физическими законами, включая даже формирование реактивных токов.

В электросетях, в которых устанавливаются конечные потребители с высоким уровнем индуктивности, использование реле нецелесообразно и даже опасно. Классический механизм этого ключа подразумевает просто соединение двух контактов для образования цепи – по времени, по команде, по температуре или вследствие других внешних факторов в зависимости от типа и предназначения устройства. Но, в любом случае, такой механизм переключения приводит к образованию дуги. А она, в свою очередь, характеризуется высокой опасностью для самого реле.

Когда целесообразно использовать реле

Не стоит думать, что классические реле предназначены для использования исключительно в слаботочных (бытовых или некоторых промышленных) линиях. Эти приспособления хорошо показывают себя в различных условиях. Например, в авиации часто используются реле, коммутирующие постоянные электротоки с силой в сотни ампер.

Главная особенность этих электромеханических устройств – они не рассчитаны на горение дугового разряда. Их контакты могут физически повреждаться при появлении этого эффекта, что приводит к потере функциональности и другим негативным последствиям – вплоть до короткого замыкания или уничтожения конечного оборудования.

Реле хорошо подходят для коммутации вторичных цепей, в которые включены конечные потребители с низкой индуктивностью. Например, лампы и системы освещения, сигнализации, маломощные электроприборы. Идеально, если в подключённой оборудовании в принципе нет электромоторов или других функциональных элементов, характеризующих значительным уровнем индукции.

В то же время, напряжение и сила тока значения не имеют. Существуют и слаботочные реле, применяющиеся для использования в бытовых сетях, и сильноточные, ориентированные на коммутирование постоянных электротоков с большим числом ампер. Главное – это именно вопрос индукции и, как следствие, образования «искр».

Кстати, блоки питания, преобразующие переменный ток в постоянный с понижением напряжения и силы, относятся к устройствам со сравнительно значительной индукцией. Поэтому для их коммутации лучше не использовать реле. И ещё из-за этого они иногда «искрят» при включении в розетку.

Классификация контакторов

По виду приложенного напряжения:

• Постоянного напряжения.
• Переменного напряжения.

По роду тока во вторичной цепи:

1. Постоянного тока.
2. Переменного тока.

По количеству коммутируемых полюсов:

• Один полюс.
• Два полюса и т.д.

По наличию устройства гашения дуги:

• Присутствует устройство гашения.
• Отсутствует.

При срабатывании устройства в сети возникают импульсы, которые вредно влияют на другие системы, получающие электропитание из этой же сети, возникают так же и радиопомехи. Соседние устройства могут работать неправильно в этих условиях. Для исключения этого эффекта, некоторые типы контакторов комплектуются системой защиты от помех, которые сами вырабатывают.

При включении больших нагрузок имеющих индуктивный характер с помощью контактора, между его контактами возникает электрическая дуга, приводящая к обгоранию активного вещества на пластинах коммутации. Обычно, для улучшения характеристик в месте соединения, используют серебро. Оно имеет довольно большую цену и в случае выгорания приводит к дополнительным расходам на восстановление или замену.

Для того, чтобы исключить этот недостаток, контакторы оснащают дополнительными устройствами, способными гасить возникающую во время соединения электрическую дугу. Контакторы способны соединять нагрузку с очень большим напряжением и током.

Когда целесообразно использовать контакторы

Контакторы предназначены для коммутации сетей переменного тока, в которые подключены потребители с высокой индуктивностью. Они не устойчивы к дуговому разряду, а всячески пытаются избежать его появления. Для этого они оснащаются дополнительными защитными компонентами различных типов, одного или нескольких:

1. Дугогасительными камерами. Это специальные решётки, которые нейтрализуют «искры». Дуга, проходя между металлическими пластинами, увеличивает свою длину – и тем самым охлаждается вплоть до полного гашения;
2. Механически подвижными контактами, которые подходят для активной коммутации. Большинство контакторов бытового и промышленного назначения ориентированы на частоту переключения от 30 до 3600 действий (циклов включения-выключения) ежечасно;
3. Отдельной цепью управления. В ней циркулирует вспомогательный электроток, имеющий значительно более низкое напряжение, чем в основной.

Благодаря всем этим конструкционным и технологическим особенностям контакторы подходят для управления сетями с подключёнными потребителями значительной индуктивности – от бытового оборудования с электромоторами (холодильники, стиральные машины, вентиляторы) до промышленных станков.

Кроме того, стоит отметить, что оборудованию с электромоторами свойственно потреблять значительно более высокие токи на старте, чем в процессе работы. При запуске двигателя мощность пиково повышается – равно как и сила (в амперах) – что и приводит к перенагрузке линии. Часто реле, ориентированные на использование в слаботочных сетях, не выдерживают таких перегрузок. С контакторами таких проблем не наблюдается.

Аналогично не стоит думать, что контактор – устройство для использования в сильноточных сетях. Существуют модели, ориентированные на бытовое применение. Например, на рынке можно найти контакторы, рассчитанные на номинальное напряжение в 230 вольт и силу тока в 10 ампер. В этом случае их катушки подключаются к вспомогательным 110-вольтным цепям.

Чем отличается контактор от пускателя?

На самом деле контактор – это устройство, состоящее только из электромагнитной катушки и контактов. При подаче напряжения на катушку контакты замыкаются (или размыкаются). Контактор не содержит приспособлений для защиты, фиксации, коммутации, индикации, и др. Пускатель – это устройство, содержащее в себе контактор как главный составляющий элемент. Кроме того, пускатель как правило содержит тепловое реле для защиты от перегрузки по току, кнопки ПУСК и СТОП, индикацию, может быть заключен в корпус, иметь автоматический выключатель для защиты от КЗ. Иначе говоря, пускатель служит для пуска (включения) различных потребителей электроэнергии.

Подробнее про назначение и устройство контактора рассказано в видео:

Подробно о том, как трехфазный электродвигатель подключается к пускателю, различные схемы включения электродвигателя приведены в моей статье про подключение асинхронных двигателей. А ещё пример применения пускателей – в статье про схему гидравлического пресса. Различные схемы включения магнитных пускателей подробно рассмотрены здесь.

А если Вам вообще интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Пускатель может содержать два или три контактора. Это бывает в случаях, когда применяется реверсивное управление двигателем, либо при плавном пуске, когда мощный двигатель включают сначала по схеме “звезда”, а затем – по “треугольнику”.

Хотя, такую схему нельзя назвать “плавной”, для плавного пуска существуют специальные устройства. Читайте мои статьи про Мягкий пускатель и про Реальную схему включения устройства плавного пуска.

Разобранный пускатель ПМЛ-1220 0*2Б. Видно контактор и тепловое реле.

Официально отличия контактора от пускателя прописаны в ГОСТ Р 50030.4.1-2012

(МЭК 60947-4-1:2009) Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 4. Контакторы и пускатели. Раздел 1. Электромеханические контакторы и пускатели.

Из этого ГОСТ можно сделать вывод, что автомат защиты двигателя, схема звезда-треугольник, софтстартер и преобразователь частоты – это тоже пускатели!

Ещё определения контакторов и пускателей даны в ГОСТ 17703-72 “Аппараты электрические коммутационные. Основные понятия” и ГОСТ Р 500030.4.4-2012 “Аппаратура распределения и управления низковольтная”.

Также будет интересно, какие грандиозные споры разгорелись у меня на канале Яндекс.Дзен в статье про отличия контакторов и пускателей.

Сравнение реле и контакторов

Итак, подведём итоги, сравнив эти два типа приспособлений для коммутации электросетей.

Если планируется подключать оборудование, которое при старте потребляет повышенные токи или при работе характеризуется высокой индуктивностью и/или созданием реактивного напряжения – целесообразно применять контакторы. В остальных случаях будет достаточно реле.

Электромагнитные реле

Так же, как контакторы, реле — устройства для коммутации в автоматических электрических цепях — делятся на виды по разным факторам.

По области применения:

• для автоматизированных систем;
• для защитных систем;
• для управления системами.

По виду поступающего параметра:

• реле контроля тока;
• реле контроля напряжения;
• реле контроля мощности;
• реле контроля частоты.

По принципу действия:

• электромагнитные;
• тепловые;
• полупроводниковые и так далее.

По воздействию на управляемую часть:

• контактные;
• бесконтактные.

По виду напряжения управления:

• реле переменного тока;
• реле постоянного тока.

К современным электромагнитным модульным реле предъявляются большие требования: они должны быть надежны и высокочувствительны, обладать быстродействием и селективностью. Избирательность (селективность) важна тем, что при авариях реле способно оставлять в действии целые элементы, отключая поврежденные.