Реле контроля напряжения: принцип работы, схема, нюансы подключения

Реле тока — это специальные устройства, которые устанавливаются на электрических трансформаторах, электрических двигателях, устройствах для нужд промышленности и пр. Их главное предназначение — защита цепи от перегрузок и короткого замыкания.

Реле тока — это специальные устройства, которые устанавливаются на электрических трансформаторах, электрических двигателях, устройствах для нужд промышленности и пр. Их главное предназначение — защита цепи от перегрузок и короткого замыкания. Если такое реле отсутствует, то возможны повреждения проводов, нарушение изоляции и другие неисправности, которые в итоге могут привести к аварийной ситуации или приведут к полной или частичной поломке цепи.

Об особенностях функционирования

Реле тока замыкает и размыкает электроцепь при конкретных показателях силы тока. Представляет собой пластиковый корпус с круглым или прямоугольным стержнем, на который намотан медный провод с нанесенным на него диэлектрическим лаковым покрытием, а также дополнительными компонентами, отвечающими за полноценную работу реле.

Применяют в принципиальных схемах электроснабжения и электронике. Изделие есть логическим элементом цепи, который замыкает и размыкает ее при определенных условиях.

Составные компоненты реле и принцип функционирования

Катушка. Работает по законам электромагнитной индукции. При поступлении напряжения, катушка притягивает контакт реле, замыкая цепь. Если значение тока в цепи падает ниже номинального, на который рассчитана катушка, то магнитной силы становится недостаточно для замыкания реле и происходит размыкание контактов, тем самым обесточивается рабочая цепь или переключается поток электроэнергии с одной схемы на другую.

Сердечник. Компонент, становящийся магнитом, в случае прикладывания напряжения, притягивая или отпуская контакты.

Стержень. Продолговатый, прямоугольный или закругленный компонент, на который наматывается катушка, а так же фиксируется сердечник.

Подвижный якорь. Механизмом, который замыкает и размыкает контакты.

Группа контактов. Выполняют роль входа/выхода электроэнергии из сети в цепь реле. Минимальное количество — одна пара. В более сложных конструкциях реле их может быть несколько пар. При размыкании контактов реле на них напряжение пропадает, что и приводит к размыканию всей электрической цепи.

Пружина. Составляющая часть подвижного якоря. Необходима для возврата контакта в исходную позицию при размыкании реле.

Питание катушки. Контакт управление, который питается от вторичной сети, не относящейся к сети потребителя.

Фазное напряжение подается на входящий контакт реле. В нормальном состоянии катушка находится под напряжением и за счет магнитного поля замыкает свой контакт, являющийся частью подвижного якоря. При снижении силы тока магнитное поле катушки ослабевает и контакт якоря за счет пружины возвращается в разомкнутое состояние, тем самым размыкая цепь, проходящую через группу входных и выходных контактов. Схема питания потребителя или ее участок обесточиваются.

Принцип действия

• имеющаяся на подвижной части пружина противодействует сближению двух его половинок;
• преодолеть ее сопротивление удается только при определенной силе тока в катушке;
• это значение и является основным показателем, характеризующим работу токового реле.

При появлении тока в катушке в сердечнике наводится ЭДС, за счет которой половинки притягиваются, но не до конца – сделать это им мешает пружина. При достижении им определенного значения ЭДС становится настолько большой, что преодолевает ее сопротивление.

Для возврата системы в первоначальное положение силу тока в реле потребуется уменьшить до определенной величины, зависящей от коэффициента возврата. Этот показатель связан с особенностями конструкции реле токов и напряжений и настраивается для каждого из них индивидуально. Для этого достаточно отрегулировать силу натяжения пружины, что можно сделать самостоятельно.

Основные виды и технические характеристики

Ввиду того, что реле используются для разных целей, так как схемы управления и питания потребителей также отличаются, магнитные реле подразделяются на несколько категорий.

Общие характеристики для каждого типа реле:

1. Чувствительность: сила тока, при которой активируется срабатывание реле, осуществляя размыкание цепи.
2. Сопротивление обмотки катушки.
3. Ток замыкания: минимальный ток для срабатывания электромагнита, замыкающего реле;
4. Ток размыкания: минимальный ток размыкания контактов реле;
5. Частота срабатывания при рабочей нагрузке: сколько раз реле может сработать при номинальной нагрузке в единицу времени.

Контактные и бесконтактные реле

По принципу воздействия на сеть реле подразделяют на следующие категории.

Контактные. Размыкание и замыкание реле осуществляется за счет внутренних контактов, установленных на специальный якорь. Применяются такие устройства в основном в схемах щитовых, питающих электроприводы и различные установки.

Бесконтактные. Реле, предназначенное не для обесточивания цепи, а для резкого изменения ее рабочих параметров: снижение или увеличение тока, напряжения или сопротивления. При этом в устройстве бесконтактного реле нет внутренних контактов, а работает оно за счет электронных элементов. Такие реле часто можно встретить в электронных схемах, управляющие ее логической частью.

По мощности управляющего сигнала

Это относится к чувствительности реле. Чем выше мощность срабатывания, тем меньше чувствительность срабатывания реле. Различают:

• Реле высокой мощности: более 10 Ватт.
• Реле средней мощности: от 1 до 9 Ватт.
• Реле малой мощности: до 1 ватта.

По быстродействию

Имеется ввиду скорость срабатывания реле при замыкании и размыкании:

• Безинерционное реле: менее 1 тысячной секунды;
• Быстрого действия: от 1 сотой до 5 сотых секунды;
• Регулируемые: возможность устанавливать самостоятельно быстродействие срабатывания реле.

По типу управляющего напряжения

Как известно, сеть бывает переменного и постоянного напряжения. Соответственно и реле производят для соответствующего типа электрической цепи: есть реле для постоянного и переменного напряжения.

По степени защиты от внешних факторов

Внешними факторами, влияющими на работу реле, могут быть влага, запыленность, температурные значения окружающей среды и возможность физического контакта устройства с внешними различными объектами.

Так, по степени защиты реле делятся на:

• Герметичные. Не пропускают внутрь воздух и влагу. Внутреннее устройство обладает чувствительностью к внешней среде, при контакте с которой может быть потеря эксплуатационных качеств, комплектующих реле.
• Зачехленные. Также защищены от внешних факторов, это может быть пожароопасное помещение или место функционирования опасных для реле устройств.
• Открытые. Используются в безопасной среде, где нет доступа к влаге, а также отсутствует возможность физического контакта с тяжелыми предметами.

Плюсы и минусы

Как и у любого элемента, у реле есть свои преимущества и недостатки, тем не менее несмотря на минусы, в некоторых случаях без применения эти устройств просто не обойтись.

Плюсы

1. Простая конструкция
2. Легко ремонтируется, всегда можно разобрать чтобы подчистить контакты, заменить отдельные элементы
3. Низкое сопротивление на контактах

Минусы

1. Ограниченный ресурс, так как используются механические элементы
2. Контакты иногда обгорают
3. Низкая скорость при срабатывании в отличие от полупроводниковых элементов, механическое устройство в сто раз медленнее электронного, но при этом скорость срабатывания все равно достаточно велика
4. Возможно дребезжание контактов при недостаточном напряжении на катушке
5. Щелчки при переключении

Виды контактных групп

По типу контактных групп реле бывают замыкающими и размыкающими цепь. Замыкающее реле обычно используются для размыкания основной цепи. Размыкающиеся в это время контакты активируют второстепенную цепь. Контактные группы различных реле обладают своим сопротивлением в замкнутом состоянии. Это сопротивление называют устойчивым.

В реле может быть одна пара контактов или множество. Однако все они действуют по единому принципу: магнитная индукция притягивает их и происходит замыкание цепи, при потере напряжения — контакты реле размыкаются. Также контакты делятся на нормально разомкнутые, замкнуты и перекидные.

Об электромагнитных реле

Нейтральные реле воспринимают по одинаковому принципу постоянный ток, направляющийся по противоположным сторонам обмотки.

Преимущества:

• низкие цены (намного дешевле, чем полупроводниковые модели);
• не нуждается в охлаждении, поскольку происходит малое выделение теплоты и напряжение на контактах имеет незначительное падение;
• электрическая изоляция высокого качества;
• устойчивы к импульсным нагрузкам и помехам, вызванных, например, ударом молнии, при переключении цепей высоковольтных линий;
• возможность подключить нагрузку до 4 кВт, если объем реле будет ниже 10 см3.

Недостатки:

• неисправности и проблемы в случае подключения индуктивных устройств и нагрузки постоянного тока;
• появление радиопомех в случае работы силовых контактов;
• запас ресурса использования невелик;
• низкоскоростной режим.

О дифференциальных реле

Применяются такие реле при бытовых и производственных нуждах. Их роль — предотвращение утечек тока в проводке и оборудовании. Приборы, требующие защиты — это офисная техника, бойлеры, бытовые приборы, светильники. Данные реле смогут защитить пользователя от удара током при соприкосновении с корпусом самого прибора.

Об интегральных электрореле на микросхемах

Основу таких реле составляют полупроводниковые элементы. Они стабильны в функционировании даже при сильной вибрации, поэтому очень практичны.

Назначение и способы подключения

ТР является основной составляющей всех защитных устройств, устанавливаемых в силовых цепях. Исходя из этого, следует рассматривать особенности применения прибора.

Основное его назначение – служить исполнительным элементом в составе автоматических выключателей, устройств защитного отключения и многих подобных им приборов. В соответствии с этим определяется область их применения совместно с обозначенными выше устройствами.

• Силовые цепи высоковольтных линий и имеющееся в их составе защитное оборудование.
• Коммутационные распределительные щиты, в которые ТР входят отдельно или в составе других устройств.
• Бытовые однофазные вводы и распределительные (линейные) приборы, устанавливаемые в пределах домашних щитков.

В соответствии с назначением коммутирующих приборов выбираются схемы их включения.

Чтобы подключить релейный автомат к действующим электросетям или другим цепям могут использоваться несколько способов. Они различаются по типу защищаемого оборудования:

• трехфазные асинхронные двигатели;
• потребители, включенные в силовые сети 380 Вольт;
• нагрузки, подключаемые на выходе цепей с питающим напряжением 220 Вольт.

В соответствии с первым из этих пунктов ТР используются в качестве э/м расцепителей, отключающих цепь при превышении рабочими токами допустимого уровня. При установке в трехфазные цепи они выполняют ту же функцию, но в более широком диапазоне функциональных возможностей. Как расцепители они входят в состав мощных контакторных устройств и э/м пускателей.

Несколько иное назначение имеют реле, устанавливаемые во вводные (линейные) автоматы и УЗО. Здесь они выполняют функцию чувствительных элементов, обеспечивающих срабатывание по отсечке тока (уставке). При включении они настраиваются на такие предельные режимы работы, как перегрузка по току, короткое замыкание и утечки.

Применение

Реле тока с напряжением применяют в ситуациях, когда появляется перегрузка в питающей среде. Как правило, приборы в таких сетях подразделяют на два класса: устройства, имеющие приоритет, и категория неприоритетных аппаратов.

Первый тип включает в себя приборы, которые представляют собой компьютеры, аппаратуру для съёмки или хранения определённых данных. Что касается неприоритетных устройств, то сюда входят дополнительные приборы и бытовые технологические средства. Это обстоятельство является основной причиной установки реле, предотвращает перегрузку сети, а также устраняет последующее её выключение.

Устройство реле тока

Ознакомиться с особенностями конструкции и принципом работы токового реле (ТР) удобнее всего на самой распространенной его разновидности – электромагнитном приборе.

В отличие от индукционного и электронного аналогов устройство э/м защитного прибора позволяет наглядно представить, как он действует.

Любое твердотельное токовое реле содержит в своем составе следующие обязательные элементы:

• Магнитопровод (сердечник), состоящий из 2-х частей и имеющий постоянный или регулируемый воздушный зазор.
• Каркас с катушкой, расположенный на неподвижной части сердечника.
• Пружина, размещенная на подвижной его половинке и создающая момент противодействия при срабатывании реле.

Руководство по подключению

Существует множество способов подключения, подходящих для разных устройств. Чтобы провести установку реле для аппаратов модели ЕРР, использующихся в системах РЗА, нужно выполнить следующие действия:

• отключить питание;
• установить реле на шине, находящейся в РЩ;
• присоединить питание, учитывая техническую документацию;
• провести кабель, используя измеряемую линию, через сквозной канал подключения реле;
• к нужным контактам прибора контроля тока присоединить питающий сигнализацию, учитывая определённый порядок;
• установка необходимых параметров на шкале тока устройства.

Правила выбора реле напряжения для квартиры или дома

Подходить к выбору РКН необходимо с умом, ведь устройство отвечает за безопасность сети и электроприборов. Корректная работа реле возможна только в том случае, если правильно подобраны технические характеристики. При выборе реле напряжения необходимо учитывать:

• максимальный ток нагрузки и тип подключения по фазе;
• максимальную мощность потребителя;
• рабочий диапазон напряжений;
• время срабатывания защиты;
• тип управления (цифровой и электромеханический);
• степень защиты устройства;
• надежность (отзывы о производителе и модели).

Главный параметр при выборе прибора — максимально допустимый ток. Следует выбирать модель на одну ступень защиты выше, чем установленный автомат в распределительном щите. Если максимальный ток выключателя равен 32 А, тогда реле должно быть на 40 А.

Совет: стоит обращать внимание на дополнительные функции, такие как цифровая индикация напряжения, температуры прибора, возможность управления временем и т.д.

Схемы

Реле тока, предназначенное для отключения неприоритетной цепи во время превышения допустимой нормы, используют в тех случаях, когда к сети подключено минимум два потребителя, выполняющих работу автономно.

Чтобы подключить реле такого типа, нужно:

• подключить напряжение к нулевому зажиму и фазе;
• подсоединить цепь, имеющую низкий приоритет к определённому зажиму и нулю;
• линию с высоким приоритетом подключить к контакту и нулевому проводку.

Системы, обладающие подобной конструкцией, также имеют реле времени, которые являются дополнительным устройством в таких ситуациях.

Проверка и регулировка промежуточного реле

Данные устройства требует периодическую проверку и регулировку. При этом нужно знать основные положения. Чтобы уменьшить напряжение срабатывания и замедлить его, нужно уменьшить начальное расстояние между якорем и сердечником. Уменьшение конечного расстояния способствует уменьшению возвратного напряжения, а также задержке возврата.

В случае повышения количества замыкающих контактов, и затягивания пружин, повышается напряжение, а также происходит задержка возврата. При этом увеличение количества размыкающих контактов ведет к задержке времени срабатывания, а также увеличению напряжения.

При помощи этих основных правил можно выбрать подходящий метод для изменения показателей реле. Одновременно с этим стоит учитывать, что эти способы влияют на работу контактов.

https://youtube.com/watch?v=d6BA3PFlwCU

Принцип работы РМТ

На примере работы реле РЭО-401 наглядно можно понять принцип работы.

Катушка подключается концами в разрыв цепи, при протекании тока через обмотку наводится электромагнитное поле, которое при достижении установленного порога величины тока выталкивает стержень из трубки в центре катушки. Сердечник давит на стержень, который отодвигает замыкающую пластину, сжимая пружину, после чего цепь размыкается. При падении величины тока давление пружины на пластину ослабевает, и пластина снова замыкает разрыв в цепи. Читайте также статью ⇒ Реле напряжения.

Величина порога срабатывания в данном варианте регулируется глубиной погружения трубки с сердечником в цилиндрическое отверстие катушки. Трубка ввинчивается или выкручивается из катушки, таким образом, регулируется порог срабатывания. В некоторых конструкциях трубка свободно передвигается внутри катушки и фиксируется зажимным винтом.

На этом примере рассмотрен классический вариант, где хорошо просматривается принцип действия реле, существуют много моделей с другими конструкциями и дополнительными функциями. Основной принцип во всех вариантах один, при превышении установленного максимального порога тока, реле отключает цепь от источника питания.

Совет №1 Монтаж токового реле рекомендуется размещать в распределительном шкафу, это удобно и упрощает процесс при ремонте или замене.

Как работает прибор?

Когда происходит превышение контролируемой величины тока установленной пользователей, специальный микроконтроллер размыкает цепь. В случае сильного перенапряжения (на 25%), система автоматически отключит питание до момента нормализации напряжения тока в сети.

Если резких скачков электричества не будет в течение 5-20 минут – прибор автоматически выполнит подключение к сети. Если электричество будет нестабильным в течении 10 минут и три раза отключится, то прибор будет заблокирован. Запустить его можно только в ручном режиме.

Новости: самое читаемое

• Вулкан Миллион и его возможности
• Кузбассовцы смогут оформить льготную ипотеку по новой программе
• Ставки на киберспорт онлайн в ГГБЕТ
• Как делать ставки на Dota 2?
• За полгода корпоративные клиенты банка ВТБ положили на счет более 40 млрд рублей
• В Томской Писанице с размахом отметят Масленицу
• Ксбет – киберспорт онлайн
• «Подводные камни» кредитной карты
• Дома под снос
• Экстремальные развлечения в Москве

(Visited 64 times, 1 visits today)

Техника безопасности

Токовое реле может не только защищать устройство от поломок, но и причинять вред здоровью. Это происходит в тех случаях, когда люди пренебрегают правилами техники безопасности и не берут во внимание рекомендации опытных специалистов.

Необходимые меры безопасности:

• Любые работы по регулировке или проверке токового реле следует выполнять с соблюдением мер предосторожности.
• Ремонтные или профилактические мероприятия имеют право проводить только высококвалифицированные сотрудники, имеющие большой опыт подобной работы.
• Выполнять установку реле могут только люди, ознакомленные с инструкцией прибора и правилами техники безопасности.
• Запрещается проводить ремонт при включённом в сеть устройстве. В противном случае есть высокая вероятность поражения электрическим током, который может стать причиной серьёзных проблем со здоровьем.
• Нельзя использовать в работе устройство, имеющее видимые повреждения одного или нескольких элементов.
• Перед включением оборудования необходимо проверить все контакты токового реле на наличие повреждений и каких-либо дефектов. В случае их обнаружения следует аккуратно устранить проблему при помощи специальных инструментов или их аналогов.
• Любая износившаяся деталь конструкции должна быть сразу же заменена на новую.
• Запрещается использовать защитное устройство при сильных вибрациях и чрезмерной запылённости.
• Нельзя применять приспособление для защиты оборудования, работающего в помещениях с высокой влажностью или большой вероятностью попадания какой-либо жидкости.
• Некоторые активные химические пары и газы способны разрушить изоляционный слой. Из-за этого не рекомендуется подключать реле в потенциально опасных помещениях.
• Запрещено использовать защитное реле в помещениях, где хранятся легковоспламеняющиеся и взрывоопасные материалы.
• Защитное устройство может работать только при температуре от -20 до +40 градусов по Цельсию и влажности не более 80%.
• Все составные части конструкции должны соответствовать стандартам и быть правильно промаркированными. Если используется какой-либо несоответствующий элемент, то может возникнуть аварийная ситуация, которая повлечёт за собой множество дополнительных проблем.

Реле минимального тока — это эффективное защитное устройство, которое помогает избежать эксплуатации оборудования при заниженных показателях в сети. При правильном использовании и соблюдении всех рекомендаций специалистов можно значительно увеличить продолжительность работы приспособления и избежать каких-либо проблем.