Промежуточное реле

Промежуточное реле – автоматический прерыватель цепи, функционирующий в дискретных схемах, выполняя роль вспомогательного устройства. Более точное определение будет дано ниже по тексту, поскольку содержит сложные термины, неподготовленному читателю незнакомые.

Зачем человеку промежуточное реле

Промежуточные реле используют, когда возникает необходимость усиления сигнала, требуется гальваническая развязка цепей. Термостат выдает напряжение единицы вольт, отопление питается стандартной промышленной сетью 230 (400) вольт. Идеальным решением бывает для установленного оборудования усилить сигнал, используя реле. Актуально для больших площадей, мощность стандартного термостата сильно ограничена, производительный стоит денег.

Схожая ситуация при обилии приборов. Десятках, сотнях конвекторов, развешенных вдоль стен. Дорогой термостат физически неспособен управлять уймой техники. Ставится промежуточное реле. Вослед включают иные типы силовых реле, связка управляет обогревателями по единому сигналу термостата на всей площади объекта.

Тривиальный пример, объясняющий назначение промежуточных реле. Используются, где возможны наводки, огрубляя требования к входному сигналу. Импульсное реле с порогом срабатывания 1 мВ легко обманывается возникающими в сети 230 вольт наводками. Актуально для линий значительной протяженности.

Китайский прерыватель цепи

Китайский прерыватель цепи

Определения, классификация

Промежуточные реле послужат для разгрузки главных контакторов. Иначе требования к гашению дуги станут строгими, обусловив невыгодность производства. Мощные источники электроэнергии, ТЭС строятся близ месторождений природных ресурсов, имеют блоки мощностью сотни-тысячи МВт. Эксплуатация подобных сооружений немыслима без цепей релейной защиты. В состав последних входит объект рассмотрения обзора.

Под реле в электротехнике понимается устройство, скачкообразно изменяющее проводимость от бесконечности до нуля и обратно под действием определенного фактора. Фактор принято называть воздействующей величиной, как правило, ток, напряжение, мощность (включая реактивную), сдвиг фаз, сопротивление цепи, частота, последовательности гармоник. Параметр образуется сложенный несколькими другими, называемыми входными. Классификацию реле принято вести следующим образом:

  • По месту подключения:
  1. Первичные – непосредственно составляют защищаемую цепь.
  2. Вторичные – подключаются через индуктивную, емкостную связь.
  • По способу действия:
  1. Прямые – непосредственно размыкают защищаемую цепь.
  2. Косвенные – действуют опосредованно.
  • По назначению:
  1. Измерительные – с регулировкой в некоторых пределах уровня срабатывания.
  2. Логические – срабатывают по одному уровню, в дискретных цепях.
  3. Комбинированные – несколько измерительных, объединенных логической связью.
  • По характеру переключения:
  1. Максимальные – работают на подъем параметра до некоторого лимита.
  2. Минимальные – работают на падение параметра до некоторого лимита.

Согласно этой классификации даем следующее определение:

Важно. Промежуточные реле – логические реле, предназначенные для дискретных цепей, расширяющие функции других реле, имеющихся на участке электрической сети.

Помимо промежуточных в семейство логических также входят: указательные (сигнализируют о срабатывании прочих реле, присутствующих на участке цепи), реле времени (для отсчета задаваемых обслуживающим персоналом интервалов), замедленные (срабатывают с задержкой). Принято классифицировать реле защиты по принципу действия:

  • Электромагнитные работают по закону действия проводника с током на стрелку компаса, открытому Эрстедом в первой половине XIX века. Движется ферромагнитный сердечник.
  • Поляризационные отличаются от электромагнитных зависимостью состояния контактов от направления протекания тока.
  • Магнитоэлектрические эксплуатируют аналогичный принцип, магнит из специального сплава неподвижен, рамка с обмоткой вращается, приводя в действие контакт.
  • Индукционные принципом действия напоминают асинхронные двигатели, в замкнутой обмотке ток наводится обмоткой, питающейся током.
  • Полупроводниковые реле являются наиболее распространенными, построены на элементной базе с p-n-переходами, переходами металл-полупроводник.
Читайте также:  Катушка Тесла

Промежуточные реле могут быть любого принципа действия. Ранее в основном были электромагнитными. Часто применяются для размножения, усиления сигнала других реле. Например, исполнительных устройств много, соответственно, сверх меры управляющих линий. Очевидно, одно реле с задачей коммутации не справится. Тогда ставится промежуточное, каждый выход управляет одним исполнительным. Число конечных реле значительно возрастает, вместе справляются с задачей.

Аналогичным образом при большом токе через линию можно разбить на несколько веток, каждая заведена на исполнительное реле. Управляет охапкой промежуточное. Служит для одновременного срабатывания, уберегая отдельные контакторы от непомерно большой дуги, непременно возникающей, если на один каскад ляжет тяжесть нагрузки. Неконтролируемый процесс ионизации легко может сжечь переключающую, защитную аппаратуру. Потребуется ремонт. Промежуточное реле, обеспечивая согласованную работу прочих, защищает систему от аварии.

Автоматическое реле

Автоматическое реле

Электромагнитные промежуточные реле

Реле серии РП изготавливаются по модификациям для переменного, постоянного тока. Конструкционные отличия весьма специфичны, понятны не каждому, не представляют великого интереса. Реле переменного тока РП-25 аналогично структурой РП-23. Якорь расположен сбоку, не сверху. Переменный ток создает поле, придающее магниту большее ускорение. Следовательно, нет нужды, чтобы срабатыванию реле помогал собственный вес якоря.

Сообразно конструктивным особенностям отличается процесс настройки изделия. Для каждого типа реле идет по своей схеме, описываемой инструкцией. Сведения отыщем в справочниках. Одно реле способно функционировать при различных напряжениях. Обеспечивается намоткой соответствующего числа витков на рабочую катушку и варьированием диаметра жилы. Напряжение выше — больше берется витков, тем они тоньше. Необходимо для снижения протекающего тока, уменьшения напряженности магнитного поля. Позволит не затрагивать модернизацией якорь.

Для мастеров в справочниках небезынтересными станут сведения о марке провода намотки. Для РП-25 одножильный ПЭВ-2 с двухслойной винифлексовой изоляцией.

В одном электромагнитном реле часть контактов замыкающая, часть размыкающая. Позволительно использовать опосредованно, для управления запуском асинхронных двигателей. Совместная работа большого объема технологического оборудования невозможна без промежуточных реле. Простые действенные средства обеспечат синхронность системы.

Характеристики электромагнитных реле

Главными характеристиками являются род тока (постоянный/переменный), долговечность, условия срабатывания. Для РП-25 переменное напряжение частотой 50 Гц, средним действующим значением 100, 127, 220 В. Реле служит для отключения цепи при падении вольтажа до 85% номинала. Толщина петли гистерезиса составляет 3%. Долговечность характеризуется числом циклов срабатывания и возвращения в первоначальное состояние. У реле РП-25 слабым местом назовем металл контактов. Механизм прослужит на порядок дольше.

Промежуточный прерыватель

Промежуточный прерыватель

Важным параметром является время перехода из одного положения контактов в другое. Руководствуясь критерием, оценим защищенность аппаратуры от воздействия нежелательных факторов. Для РП-25 параметр не превышает 0,06 с. Что касается современных дискретных цепей, электронные ключи способны действовать намного быстрее. Меньшим является время восстановления в прежнее состояние.

Читайте также:  Мощность электрического тока

Иногда даже специально стоят требования максимального быстродействия. Нецелесообразно использовать реле РП-23, уместнее поставить РП-220. Конструкция для снижения инерции, обусловленной действием индукционных вихревых токов, содержит шихтованный сердечник. Сталь нарезается тонкими пластинами, склеиваемыми изолирующим лаком. Разрезы идут поперек магнитного поля, в результате блокируется образование вихревых токов. Вес якоря максимально снижен для исключения инерции движения, меж полюсами расположена немагнитная пластинка, ускоряющая разъединение контактов в момент переключения. Время срабатывания уменьшено до 0,011 с.

Реле способно функционировать в неких пределах. Температурные границы, внутри которых механическая часть изделия способна выполнять функции. К задействованным факторам отнесем: стойкость сплавов к капризам погоды, предусмотрительность конструкторов, защиту корпуса по IP. В каждом отдельном случае оговаривается: при изменении значащего фактора в тех или иных пределах. Например, изменение частоты сети на 3% приводит к уходу рабочей точки примерно на 10%. Такие нюансы нужно учитывать, избегая уходить за допустимые для защищаемой аппаратуры пределы.

Ценой ускорения является снижение долговечности. Количество переключений до отказа снижается, составляет у РП-220 порядка 1000 (для механизма – 5000). На удержание якоря тратится энергия поля. В характеристиках реле можно прочитать о задействованной мощности. У РП-25 — 8 Вт. Понятно, современные силовые транзисторы затратят на работу меньше усилий. Полупроводниковая техника планомерно вытесняет другие элементные базы.

Для электромагнитных реле важны габариты. Справедливости ради, нужно сказать, для высоких напряжений механические конструкции по-прежнему актуальны. До открытия явления сверхпроводимости при комнатных температурах высоковольтные цепи не смогут обойтись без мощных контакторов. p-n-переход сильно разогревается проходящим током. И не всегда будет возможно подобрать радиатор столь больших габаритов, чтобы обеспечить температурные режимы. Перегрев полупроводников недопустим, приводит к необратимым изменениям.

В военном деле, на самолетах, космических кораблях, железных дорогах, автотранспорте важен фактор механических нагрузок. Многие реле разрабатываются под линейные ускорения, вибрации, удары, прочие разрушающие атрибуты длительной и жесткой эксплуатации. Одновременно оговаривается допустимое положение изделия в пространстве. Понятно, влияет на быстродействие, значение управляющего параметра, при котором произойдет срабатывание.

Каждый контактор характеризуется отключающей способностью. Максимальное значение тока, при котором система способна совершить цикл. Лимит является разрушающим фактором, превосходит на порядок-на два рабочие значения системы. Иногда отключающая способность может выражаться в ваттах, что при заданном напряжении опять приводит к значению тока в амперах.