Принцип работы реле тока и виды устройств

Для защиты от коротких замыканий и перегрузок устанавливаются специальные устройства. Одним из них является реле тока. Им оснащаются электродвигатели, трансформаторы и другие промышленные устройства. Без такого приспособления присутствует риск возникновения пробоя изоляции, повреждения проводов, а всё это приводит к переходу в аварийный режим эксплуатации устройств и дальнейшей их поломке.

Применение устройства

Реле тока и напряжения необходимо в том случае, когда возникает перегрузка питающей среды. В этом случае все аппараты-потребители делятся на несколько групп: приоритетные и неприоритетные. К первым можно отнести важные устройства, например, это могут быть компьютеры, аппаратура для видеосъёмки или хранения данных. К числу неприоритетных относятся дополнительное оборудование и бытовые устройства. Поэтому часто устанавливается реле, чтобы предотвратить перегрузку сети и дальнейшее её отключение.

В большинстве устройств релейной защиты стоит именно реле токового ограничения. Оно реагирует на недопустимый подъём тока, а реле минимального напряжения работает в обратном порядке. Оно реагирует на снижение допустимого значения. Главное отличие токового от реле напряжения заключается в том, что первое срабатывает последовательно цепи.

В бытовой сфере ток срабатывания реле необходим для защиты от перегрузки следующих бытовых приборов:

  • кондиционеры;
  • котлы для отопления;
  • стиральные машины;
  • холодильники.

В сфере производства реле максимального тока широко применяется для защиты важных агрегатов, трансформаторов, насосных систем. Важно, чтобы установку и подключение проводил компетентный специалист.

Конструкция и принцип действия

Существует множество электронных моделей защитных устройств. Большинство из них имеет стандартную конструкцию. Прибор состоит из следующих элементов:

  • электромагнит;
  • якоря;
  • контакты;
  • отводы, через которые устройство подсоединяется к сети;
  • пружины.

Принцип работы токового реле заключается в том, что когда аппарат подключается к сети, катушка получает электрическую энергию. Далее через якорь и металлический сердечник происходит сплетение контактов. В это же время замыкаются контакты всех приборов, которые были включены в цепь прибора. При этом ток может вовсе не подаваться, а если же подаётся, то неравномерно. В этом случае контакты приборов поднимаются, и цепь размыкается.

Действие самого защитного устройства зависит от его конструктивных особенностей и предназначения.

Например, в твердотельном приборе предусмотрены дополнительные силовые ключи на тиристорах и симисторах, поэтому он считается более эффективным. Важное значение имеет пропускная способность аппарата.

Характеристика видов

Реле тока можно разделить на первичные и вторичные. Первый тип чаще встречается в конструкциях выключателей. Применяется в электрической сети, напряжение которой составляет не более 1 тыс. В.

Вторичные реле срабатывают при помощи трансформатора тока, который подключается к кабелю питания. Трансформатор снижает ток до того значения, которое подходит для нормального функционирования прибора. Вторичный тип реле можно разделить на следующие подвиды:

  • индукционный;
  • электромагнитный;
  • дифференциальный;
  • устройство на интегральных микросхемах.

Принцип работы реле тока индукционного типа основывается на взаимодействии тока с переменным магнитным потоком. Аппараты такого типа можно разделить на реле с рамкой, диском и стаканом.

Электромагнитные реле могут быть нейтральными. Они одинаково реагируют на постоянный ток, который проходит по обмотке. По направлению движения якоря такие реле делятся на угловые устройства с перемещением якоря и с якорем, что втягивается. Электромагнитный аппарат состоит из следующих элементов:

Чтобы удерживать якорь на большом расстоянии от сердечника, используются специальные пружины. Как только на обмотку поступает сигнал — формируется магнитная сила, и якорь прижимается к сердечнику. Это приводит к тому, что одни контакты замыкаются, а другие размыкаются.

Второй тип электромагнитных устройств — поляризованные приборы. Их главное отличие — присутствие двух обмоток и сердечников, а также постоянная контактная тяга.

Прибор электромагнитного типа имеют следующие преимущества:

  • доступная цена;
  • отсутствие необходимости охлаждения;
  • небольшое выделение теплоты;
  • невосприимчивость к помехам, которые могут возникать вследствие удара молнии.

Такие модели имеют свои недостатки. К их числу можно отнести небольшую скорость функционирования и формирование радиопомех во время работы силовых контактов.

Дифференциальные модели сравнивают занижение до потребителя и после него. В качестве потребителя может быть силовой трансформатор. Если он функционирует в нормальном режиме, то ток в нём всегда практически одинаковый. Однако при коротком замыкании баланс нарушается. Тогда прибор полностью замыкает контакты.

Устройства дифференциального типа чаще всего используются в бытовой технике. Они позволяют предотвратить утечку тока из проводов или прибора. Чаще всего таким образом защищается следующая бытовая техника:

Таким же образом происходит защита от поражения электрическим током, если человек коснётся корпуса прибора. Выбор конкретного типа защиты лучше оставить специалисту.

Выбор и подключение

При выборе определённой модели реле специалист руководствуется рядом факторов. Важно обращать внимание даже на малейшие детали. Необходимо учитывать токовую нагрузку. Современные устройства могут крепиться к плоским поверхностям или же устанавливаться на рейках в распределительном шкафу.

Некоторые модели имеют довольно маленькие габариты. Желательно отдавать предпочтение аппаратам, где можно легко регулировать диапазон пороговых значений. Удобно, когда при срабатывании возникает звуковая и световая индикация. Для этого может быть светодиодный или жидкокристаллический дисплей. На выбор влияет также степень защищённости реле и климатические условия, где будет размещаться аппарат.

Инструкция по установке и подключению у каждого прибора своя. Монтаж реле вида ЕРР происходит следующим образом:

  1. Питание полностью отключается.
  2. Реле устанавливается на шине распределительного щита.
  3. Подсоединение к питанию проводится по правилам, которые указаны в техдокументации.
  4. Через сквозной канал для подключения реле проводится кабель измеряемой линии.
  5. Провод питания сигнализации подсоединяется по очереди к контактам устройства для контроля тока.

Завершающий этап предполагает установку пороговых токовых и временных параметров на шкале самого прибора.

При установке устройства неопытный мастер может допустить ошибку. Не следует забывать, что электромагнитные конструкции в высокогорье могут работать с перебоями. Это объясняется изменениями в атмосферном давлении. Поэтому перед установкой прибора необходимо внимательно изучить его описание. Обычно в инструкции указывается, что его можно применять при максимальной высоте в 2 тыс. м над уровнем море. Специалисты должны учитывать этот факт в работе с авиационной техникой.

>

Источник: rusenergetics.ru

Реле максимального тока

Существующие промышленные электросети нуждаются в защите своих цепей от перегрузок и коротких замыканий. С этой целью для защиты силовых трансформаторов, агрегатов, электродвигателей приводов насосов и многого другого промышленного оборудования применяют релейную защиту включающую в себя реле максимального тока.

Каждый элемент цепи, будь то проводник, источник питания (силовой трансформатор), приёмник тока (электродвигатели, приборы учёта, нагреватели и т.п.) имеет свой максимально допустимый ток нагрузки. Превышение которого может повлечь за собой пробой изоляции или расплавление проводника, межвитковое замыкание в электродвигателе, перегрузку трансформатора. То есть вызывает аварийный режим работы, что ведёт к выходу из строя всей сети.

Для того, чтобы предотвратить работу электроприборов в аварийном режиме на производстве широко применяют реле максимального тока .

Назначение, устройство и классификация токовых реле

Как видно из названия, это реле предназначено для ограничения максимального тока в сети, для отключения потребителей при превышении порогового значения потребляемого тока. Рассматриваемое реле установленное в релейном шкафу силового трансформатора кроме защиты его от перегрузки по току так же обеспечивает защиту от токов короткого замыкания, возникающих в следствии какой либо технической неисправности.

Релейная защита имеет определённое и очень нужное свойство – селективность. Которое являет собой способность отключать поврежденный участок цепи максимально локально. То есть самым близко расположенным выключателем. Не задействуя при этом автоматический выключатель питающий всю цепь и оставляя в работе остальные участки цепи. Это свойство прекрасно обеспечивает реле максимального тока.

Токовые реле подразделяются на первичные и вторичные. Первичные токовые реле встраиваются непосредственно в привод выключателя, являясь его неотъемлемой частью. Используются главным образом в сетях напряжением до 1 кВ.

Вторичные реле подключаются через трансформатор тока, устанавливаемый непосредственно на шину питания или жилу питающего кабеля. Трансформатор тока преобразует ток в меньшую сторону до величины, воспринимаемой токовым реле. И так как ток поступающий на контакты реле пропорционален току протекающему в контролируемом проводнике, то для контроля за величиной этого тока можно использовать реле с небольшим токовым диапазоном. Например, трансформатор тока с кратностью 100/5 позволяет контролировать величину тока в сети до 100 А, используя для этого токовое реле с допустимой величиной максимального тока равной 5 А.

Реле максимального тока РТМ

Реле максимального тока РТ-40

Вторичные реле максимального тока сами по себе делятся еще на несколько подгрупп. Это электромагнитные реле, индукционные реле, дифференциальные реле, реле на интегральных микросхемах. Все эти типы реле широко распространены и используются практически везде. Работа электромагнитного токового реле была описана выше.

Дифференциальное реле основано на принципе сравнения величины тока до и после потребителя, чаще силового трансформатора. В нормальном режиме работы ток до и после защищаемого трансформатора одинаков, но при возникновении на трансформаторе короткого замыкания этот баланс нарушается. При этом реле замыкает свои контакты тем самым подав команду на отключение повреждённого участка.

Дифференциальные реле имеют повсеместное применение как на производстве так и в быту. В виде УЗО (устройство защитного отключения) предупреждают токовые утечки в проводниках и приборах. Таких как светильники, водонагреватели, оргтехника, защищая человека от поражения электрическим током при прямом контакте с корпусом электроприбора.

Реле максимального тока на интегральных микросхемах (электронные реле тока) соответственно выполняется на полупроводниковой базе. Главным достоинством подобных реле является стабильная работа в условиях повышенной вибрации.

Выбор реле максимального тока

Реле максимального тока выбирается в зависимости от технического задания, величины измеряемого тока, питающего напряжения, регулировочных характеристик, порога максимально допустимого тока нагрузки, необходимости наличия механизма задержки времени включения, условий эксплуатации. Выбранное по основным показателям реле можно легко настроить под необходимые нужды. Плавно изменяя уставки.

Обычно реле максимального тока имеют небольшие габариты, благодаря чему легко встраиваются в шкафы релейной защиты, имеют широкую взаимозаменяемость, простоту и надежность конструкции. Некоторые модели реле позволяют подсоединить к ним дополнительные блок-контакты (замыкающие или размыкающие, в зависимости от поставленных задач), что позволяет упростить схему цепи и выдавать дополнительные управляющие сигналы.

Современные токовые реле позволяют непосредственно контролировать измеряемую величину на встроенном светодиодном экране. Имеют широкий диапазон настройки и являются весьма удобным прибором контроля.

Источник: electricalschool.info

Разновидности и технические параметры реле тока

Виды реле тока и их устройство

Существует несколько видов реле тока, принцип действия которых отличается. Рассмотрим особенности каждого вида:

  1. Первичные обычно являются частью выключателя. Используются в электросетях с напряжением до 1000 В.
  2. Вторичные подключаются через трансформатор, который, в свою очередь, подключен к питанию. Трансформатор снижает ток до значения, которое подходит для функционирования реле и делает устройство универсальным и компактным. Вторичные токовые реле также имеют разделение на подвиды. Устройство каждого из них отличается. Рассмотрим часто встречающиеся виды:
  • Электромагнитные. Такие устройства наиболее распространенные. В основе их работы лежит принцип электромагнита. Конструкция состоит из сердечника с медной обмоткой, который притягивает якорь с присоединенными контактами. Если питание отключено, то пружина удерживает якорь на некотором расстоянии от сердечника. При подаче напряжения, магнитная сила сердечника притягивает якорь, тем самым переключая подключенные к нему контакты. Разновидностью электромагнитных реле являются поляризованные реле, которые имеют два сердечника с обмотками и один постоянный магнит. Срабатывание происходит в зависимости от того, какой полярности пришел входной сигнал. Существуют электромагнитные реле переменного и постоянного тока.
  • Индукционные. Взаимодействие тока индуцированного в проводнике, а также переменного магнитного потока лежит в основе их работы. Элементы подбираются так, что при установленной частоте потока совпадают и угол отклонения равен нулю. При изменении частоты будет происходить смещение подвижного элемента, который и будет замыкать или размыкать контакты. Выделяют три типа индукционных устройств: с рамкой, с диском, со стаканом. Используются на переменном токе как защита от электротоков перегрузки.
  • Дифференциальные. Такие устройства сравнивают силу тока до потребителя (силового трансформатора) и после него. В штатной ситуации оба показателя практически одинаковы, если же возникает короткое замыкание или утечка, то показатели изменяются и равенство нарушается. Происходит срабатывание и отключение от сети. Они часто используются для защиты человека от удара электротоком при контакте с корпусом неисправного устройства.
  • На интегральных микросхемах. Они работают на полупроводниках (симисторы, тиристоры и пр.). Входящий сигнал проверяется на соответствие установленным показателям. В случае отклонения, устройство разрывает цепь.
  • Тепловые. Такие устройства имеют биметаллическую пластину, которая при прохождении электротока нагревается и изгибается, замыкая или размыкая контакты. Чем больше электроток, тем быстрее она разогревается.

>

Реле тока: основные характеристики

Для работы реле необходимо, чтобы его параметры соответствовали поставленным задачам. Это устройство подбирается по следующим характеристикам:

  • Сила тока (А) – каждое устройство рассчитано на определенный уровень электротока.
  • Напряжение (В) – диапазон напряжения, в котором происходит нормальная работа устройства.
  • Мощность срабатывания (Вт) – минимальная мощность подаваемого электротока для нормальной работы.
  • Мощность управления (Вт) – максимальная мощность электротока, при которой реле может выполнять свои функции.
  • Точность измерения силы тока (А) – от этого зависит погрешность при срабатывании.
  • Время срабатывания (секунды) – это разница во времени от момента события до момента срабатывания прибора.
  • Возможность регулировки срабатывания по времени (секунды) – возможность выставить задержку на включение/отключение устройства при критических нагрузках.
  • Условия эксплуатации – нужно учитывать в каких условиях устройство будет использоваться: вибрация, повышенная влажность, запыленность и пр.

Это перечень только основных характеристик, на которые следует обращать внимание при выборе токового реле. В зависимости от поставленных задач, этот список может расширяться или же сокращаться.

Особенности реле контроля тока ZUBR I от компании DS Electronics

Компания DS Electronics выпускает однофазное реле контроля тока ZUBR I с силой тока в диапазоне от 25 А до 63 А. Они обеспечивают защиту электрических устройств от токовых перегрузок благодаря отключению нагрузки. Предназначается для установки в электрощит на DIN-рейку шириной 35 мм.

Использование реле позволяет оптимизировать работу устройств, которые содержат двигатели. Хорошо подходит для контроля и защиты насосного оборудования и ограничения потребления в ветхих электросетях.

Благодаря функции регулировки задержки на отключение до 240 с, можно не прекращать работу при некоторых перегрузках допустимое время. Если по истечению указанного времени не произойдет нормализация силы тока, то прибор отключит потребителей от питания. Задержка включения позволяет избежать повторных предельных нагрузок и защитить двигатель компрессорного оборудования.

Для определения силы тока в реле ZUBR I используется алгоритм True RMS, который позволяет наиболее точно произвести измерения. Также есть возможность корректировки значений в соответствии с внешними измерительными приборами.

Устройство имеет функцию запоминания значений тока при срабатывании, которые хранятся в его памяти. Также ZUBR I имеет возможность задействовать дополнительные пределы тока.

Для обеспечения пожарной безопасности ZUBR I выпускается в корпусе из негорючего поликарбоната и дополнительно снабжен защитным механизмом, который отключит прибор в случае перегрева.

Заключение

Выбирая реле тока, сопоставляйте его параметры с теми задачами, которые нужно будет выполнить. Убедитесь, что его мощность, а также максимальный ток соответствуют всем подключенным приборам. Лучше взять с запасом около 10-15% . Это позволит не менять реле, если добавится новый потребитель, а также продлит срок службы устройства, т.к. оно не будет работать на пределе.

Правильно подобранное и установленное реле тока обеспечит оптимальную и безопасную работу оборудования долгие годы. Компания DS Electronics предоставляет 5 лет гарантии на реле ZUBR I.

Источник: ds-electronics.com.ua

Электроника для чайников: что такое реле и зачем оно нужно. Устройство, типы, описание

Доверь свою работу кандидату наук!

Реле – это переключатель. Причем не совсем обычный. Когда в подъезде лампочка загорается от звука шагов, это не волшебство, это работает реле. В этой статье расскажем о назначении реле и принципе его работы.

Существует очень много типов и классификаций реле. Но мы поговорим не только о них, но и о том, что такое реле и как оно работает. Поехали!

Что такое реле

Определение реле таково:

Реле – это электромагнитное коммутационное устройство, предназначенное для установки и разрыва соединений в электрических цепях. Реле срабатывает при скачкообразном изменении входной величины.

Говоря проще, когда входная величина меняется (ток, напряжение), реле замыкает или размыкает цепь. При этом в зависимости от типа реле входная величина не обязательно имеет электрическую природу.

Слово «реле» происходит от французского relay. Это понятие обозначало смену почтовых лошадей или передачу эстафеты.

Как работает реле?

Во-первых, вспомним Джозефа Генри, с именем которого связано понятие индуктивности. Провод, по которому течет ток, является магнитом. Если мы намотаем провод витками на сердечник, то получится катушка индуктивности.

Как катушка индуктивности ведет себя в цепи переменного тока? Если катушку включить в цепь, то фаза тока в цепи будет отставать от напряжения. Другими словами, при максимальном значении напряжения ток будет минимален и наоборот.

>

Это связано с тем, что когда катушка включена в цепь, в ней возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует росту основного тока через катушку.

Теперь вернемся к реле. Простейшее электромагнитное реле состоит из электромагнита (катушки), якоря и соединяющих элементов. При подаче электрического тока на катушку она притягивает якорь с контактом, который замыкает цепь.

Чтобы представить все это, посмотрим на рисунок:

Устройство и вид электромагнитного реле

Здесь 1 – катушка, 2 – якорь, 3 – коммутационные контакты.

Реле имеет две цепи: управляющую и управляемую. Управляющая цепь – это цепь, через которую ток подается на катушку. Управляемая – цепь, которую и замыкает якорь при срабатывании реле.

Таким образом, реле позволяет контролировать большие токи в управляемой цепи при помощи слаботочной управляющей цепи.

На каждом реле есть обозначения контактов управляемой и управляющей цепи. Также на корпусе изделия указаны значения тока и напряжения, на которые рассчитано реле.

Обозначения на корпусе реле

Электромагнитное реле, рассмотренное выше, не работает мгновенно. После подачи тока на катушку должно пройти какое-то время, и лишь потом реле сработает. Это связано с таким явлением, как гистерезис. Гистерезис переводится с латинского как отставание или запаздывание.

Мы уже говорили про ЭДС самоиндукции, возникающую в катушке. Когда реле включается в цепь, в катушке начинает течь ток, но сила тока нарастает постепенно. Нарастание тока в катушке можно представить в виде петли гистерезиса. Когда нужное значение силы тока достигнуто, реле срабатывает.

По этой причине реле не используются в самой быстродействующей аппаратуре, где время срабатывания должно быть сведено практически к нулю.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Типы реле

В зависимости от входной величины, на которую реагирует реле, бывают:

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

Также в зависимости от принципа действия различают:

  • электромагнитные реле;
  • магнитоэлектрические реле;
  • тепловые реле;
  • индукционные реле;
  • полупроводниковые реле.

Применение реле

В основном реле применяются для защиты силовой аппаратуры от перенапряжений, в электронике автомобилей. Реле также присутствуют во многих бытовых приборах. В чайнике используется тепловое реле. В каждом холодильнике есть пусковое реле.

Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году. Первые реле нашли свое предназначение в телеграфии.

Например, логично предположить, что реле тока служит для контроля силы тока в цепи.

Так, при перегрузках на электродвигателе включается реле тока, которое своими контактами включает реле времени. По прошествии допустимого времени работы двигателя в режиме перегрузки реле времени разрывает цепь.

Блок реле тока

Конечно, сначала все это может показаться сложным и запутанным. Однако если начать разбираться и приложить немного усилий, вы в скором времени сами сможете не только рассказать про устройство и принцип действия реле, но и успешно заняться его подключением. А в будущем, возможно, стать специалистом по релейной защите.

Когда есть студенческий сервис, специалисты которого готовы оказать помощь в любое время, больше не нужно бояться трудных предметов и строгих преподавателей.

Напоследок видео, в котором подробно, наглядно и просто рассказывается о том, как работает реле:

Источник: zaochnik-com.ru

Для чего нужно реле максимального тока?

Назначение и принцип работы

Данное устройство призвано следить за величиной тока на определенном участке сети. В случае превышения установленного значения РМТ переключается, подавая сигнал на исполнительный механизм, который обесточит участок схемы или включит табло сигнализации.

Каждый элемент: релейная защита, пускатели, контроллеры, двигатели, трансформаторы в электрической сети, имеет свой предельный допустимый ток. Использование максимального реле тока вместо автоматических выключателей или предохранителей, имеет свое преимущество за счет селективности. В данном случае это возможность отключить определенный участок цепи, не затронув другие.

Конструкция токового реле представлена следующими элементами:

О том, как работает реле максимального тока и как его настроить, вы можете узнать из видео:

Классификация

В свою очередь устройства разделяются на несколько типов измерения: первичное и вторичное. Первый тип подключается к аппарату непосредственно своими выводами. Такое подключение распространено в сетях до 1000 Вольт.

Второй тип РМТ (на фото ниже) подключается через трансформатор тока, измеряя вторичный ток, который прямо пропорционален первичному и на порядок меньше, чем в измеряемой цепи. Применяют данный тип подключения в высоковольтных сетях.

В свою очередь, реле вторичного тока подразделяются на индукционные и электромагнитные, дифференциальные, электронные. Принцип работы дифференциального типа исполнения заключается в сравнении силы тока до потребителя и после него. В нормальных условиях эта величина должна быть одинаковой. Если же параметры отличаются (например, при коротком замыкании), РМТ замыкает контакты, благодаря чему происходит отключение поврежденной линии от сети.

Примером дифференциального реле является устройство защитного отключения, которое широко применяется как в быту, так и на производстве.

Примечание

Выбор максимально токового реле обусловлен техническим заданием, требуемыми параметрами, порогом максимальной нагрузки управляемого механизма. Современные реле тока имеют небольшие размеры и могут быть непосредственно установлены в шкаф управления. РМТ имеют огромный диапазон настроек и установок, изменяемый алгоритм работы, а также возможность выводить действующее значение на цифровое табло.

Напоследок рекомендуем просмотреть еще одно полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели, что такое реле максимально тока, какое у него назначение, устройство и принцип действия. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Рекомендуем также прочитать:

Источник: samelectrik.ru