Реле контроля фаз и напряжения: устройство, принцип работы, схемы подключения, характеристики, обзор моделей

Схема подключения и установка реле напряжения

Элементы реле

Прибор будет выполнять свои функции независимо от положения. Но каждая модель обладает своей схемой подключения. Ее можно посмотреть на корпусе.

Для всех устройств существуют одинаковые правила, которые предназначены для контроля процесса соединения реле с электрической цепью.

Вводные контакты к сети присоединяют через контактор или пускатель. Проводники всех фаз совмещают с клеммами, которые находятся с верхней части прибора. Элементы помечают так:

Фазы буквами А, В и С.
N – клемма нулевого провода.
1,2,3 – нижние клеммы.

Сначала из клеммы 1 проводник подсоединяют к выходу катушки, которая находится в контакторе. Клемму 3 подключают к любой фазе. Второй выход присоединяют к нулевому проводнику трехфазной сети.

Силовые элементы соединяют так:

Каждую фазу, которая подает ток, подключают к входной клемме контактора.
Проводники соединяют с выходными клеммами.
Чтобы подключить нулевые проводники, в распределительном щитке устанавливают общую нулевую шину.

Для обеспечения надежного контакта используют специальные наконечники.

Типичные схемы подключения

В большинстве случаев, на корпусе каждого устройства производителем устанавливаются все необходимые данные о способе подключения конкретного реле. Для примера заберем несколько схем известных производителей:

Схема подключения РКФ РНПП-311

На схеме показано подключение клеммного ряда к соответствующим фазам линии L1, L2, L3 и нейтрале N. На выходе возможно получить две цепи управления «Выход 1» и «Выход 2», отличающиеся по уровням напряжений.

Схема подключения реле OMRON

Питание осуществляется по вводным каналам L1, L2, L3 и через нейтраль N. На выходе получается два варианта трехфазная трехпроводная система и трехфазная четырехпроводная, для работы с соответствующим коммутатором.

Схема подключения РКФ Carlo Gavazzi

В отличии от предыдущих вариантов клеммы вводов L1, L2, L3 запитываются через предохранители. Блок регулировки параметров позволяет отстраивать соответствующий режим работы и пределы отключения по ним. Два выхода с возможностью ручной коммутации посылают управленческие сигналы на переключение тех или иных устройств.

Последние две схемы демонстрируют работу вторичных цепей отключения нагрузки с соответствующей временной задержкой по этим клеммам. Как видите, все схемы подключения имеют идентичные компоненты, предназначенные для отслеживания всех параметров сети, способных сигнализировать сбой в электроснабжении трехфазных потребителей.

Критерии выбора

Современный рынок снабжен большим выбором токового реле от различных производителей. Выбирая данный товар необходимо ориентироваться на техническое задание, то есть для чего приобретается прибор.

Реле максимального тока

Учитывается показатель токовой нагрузки, а также способы крепления. Существуют модели, которые имеют несколько вариаций крепежа: на дин-рейку в электрических шкафах или просто на поверхность стены.Также в продаже имеются товары, которые обладают рядом преимуществ:

наличие световой и звуковой индикации;
небольшие габариты;
наличие жидкокристаллического дисплея, способного выдавать цифровой результат показателей;
возможность выставления большого диапазона порогового значения.

Приобретая определенную модель необходимо обратить внимание на климатические условия, при которых сохраняется работоспособность устройства, а также уровень защищенности прибора. Стоит учитывать технические характеристики, коими обладают данные приспособления: показатель тока; наличие управления некоторыми характеристиками; номинальный ток нагрузки; правила эксплуатации; временная задержка

Стоит учитывать технические характеристики, коими обладают данные приспособления: показатель тока; наличие управления некоторыми характеристиками; номинальный ток нагрузки; правила эксплуатации; временная задержка.

Одновременно с этим стоит обратить внимание на герметичность прибора, которое исключает попадание воды, устойчивость к коррозии и влияние химических веществ, а также механического воздействия. Заявленный производителями гарантийный срок может говорить о надежности прибора

Современные устройства отличаются большим диапазоном настройки, удобством в использовании.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЕ

Конструктивно электромагнитное реле представляет собой катушку выполняющую роль втягивающего устройства.

Она состоит из основания из немагнитного материала, на которое намотан медный провод, который, в зависимости от исполнения, может быть в изоляции из тканевых, синтетических материалов, но в большинстве случаев проводник покрывается диэлектрическим лаком.

При подаче напряжения на катушку происходит втягивание металлического сердечника, связанного с толкателем, который приводит в движение контакты.

В зависимости от назначения контактный блок реле может состоять из нормально открытых (разомкнутых) или нормально закрытых (замкнутых) контактов, в некоторых случаях блок контактов может совмещать в себе оба типа контактов.

Более подробно устройство реле можно понять если разбить его составляющие на блоки:

управляющий — служит для преобразования управляющего сигнала (в нашем случае из электрического — в магнитное поле);
блок промежуточных элементов — приводит в действие исполнительный механизм;
исполнительный блок — воздействует непосредственно на управляемую цепь. В качестве исполнительного блока можно рассматривать контактную группу устройства.

Также, при проектировании управляющих цепей с использованием электромагнитных реле необходимо учитывать, что ввиду того что чувствительным элементом является электромагнитная катушка, то ток в обмотке увеличивается или уменьшается не мгновенно, а в течении некоторого времени.

В связи с этим следует учитывать возможное время задержки срабатывания. Оно достаточно мало, но в некоторых ситуациях может оказывать влияние на работу других элементов схемы.

Электромагнитные реле можно классифицировать по следующим признакам:

области применения:

для цепей управления, защиты или сигнализации;

мощности управления:

малой мощности, управляющий сигнал ≤1 Вт, средней мощности, сигнал управления находится в пределах от 1 до 9 Вт, высокой мощности — мощность сигнала ≥10 Вт;

времени реакции на сигнал управления:

безынерционные время реакции ≤ 0,001 сек., быстродействующие — время реакции от 0,001 до 0,05 сек., замедленные время реакции от 0,05 до 1 сек., а также реле времени с регулируемой задержкой срабатывания.

характеру управляющего напряжения:

постоянного тока —нейтральные, поляризованные и переменного тока.

Отдельно стоит остановиться на особенностях реле постоянного тока. Как было выше сказано они подразделяются на нейтральные и поляризационные. Главное отличие этих двух групп заключается в том, что поляризационные устройства чувствительны к полярности приложенного напряжения, то есть подвижный сердечник меняет свое направление с правого на левое или наоборот в зависимости от полярности напряжения.

Электромагнитные реле постоянного тока делятся на:

двухпозиционные;
двухпозиционные с преобладанием;
трехпозиционные или реле с нечувствительной зоной.

Срабатывание же устройств нейтрального типа не зависит от полярности подаваемого напряжения. К недостаткам реле использующих, в качестве управляющего сигнала, постоянный ток можно отнести необходимость установки блоков питания, для подачи постоянного тока и высокая стоимость самого устройства.

Реле переменного тока этого лишены, но и у них есть свои недостатки такие как — необходимость доработки конструкции для устранения вибрации сердечника.

Рабочие параметры хуже, чем у устройств использующих линейную форму управляющего сигнала, а именно — хуже чувствительность, гораздо меньшее электрическое усилие. Но в тоже время они могут напрямую подключаться к электрической сети переменного тока.

Что такое электромагнитное реле

Это электромеханическое коммутационное устройство, основанное на принципе электромагнитной силы. При подаче электричества, внутри него образуется магнитное поле, благодаря которому, с помощью специального механизма происходит замыкание или размыкание коммутируемой электрической цепи.

Проще говоря, это устройство для управления другой электрической цепью, выполняющее управление через замыкание и размыкание контактов. Бывают реле постоянного и переменного тока, постоянного тока подразделяются на поляризованные и нейтральные, каждое из них предназначено для своих целей. Более подробно обо всем далее.

Конструкция и устройство

Конструкция состоит из трех главных частей, основным элементом которой является электромагнитная медная катушка с закрепленным внутри ферритовым сердечником (соленоидом), выполняющая роль электромагнита, закрепленная на неподвижной площадке – ярмо.

Вторая часть называется якорь, являющая металлической пластиной с контактной площадкой на конце, в разомкнутом положении удерживающейся пружиной. Контактная часть реле является исполнительным изолированным органом, при перемещении которого контакты замыкаются или размыкаются.

Бывают однопарные, двуполярные, многопарные, исходно замкнутые (NC) или разомкнутые (NO).

Три основные элемента:

Первичный или воспринимающий элемент (катушка с сердечником) – воспринимает электричество и преобразует его в магнитное поле.
Промежуточный, подвижный элемент (якорь) – в результате появления магнитного поля возникает ЭДС, изменяющая положение якоря или механического привода механизма, который служит для замыкания контактов.
Исполнительный орган (нормально замкнутый контакт или разомкнутый) – воздействует на другую электрическую схему включая или отключая ее.

Принцип работы

При подаче напряжения на обмотку катушки создается ЭДС, сила магнитного поля притягивает якорь с исходного положения, преодолевая усилие пружины, удерживающей якорь, тем самым замыкая контакт управляющей цепи.

В зависимости от конструкции реле, якорь замыкает или размыкает эклектическую цепь. После прекращения подачи электричества магнитное поле исчезает и якорь возвращается в свое обратное положение обратным сжатием пружины.

Сама катушка соленоид, в зависимости от количества витков проволоки, может срабатывать на разную силу тока, маркировка обычно указана на корпусе.

Примечание. УЗО представляет из себя обычное размыкающееся реле.

Виды реле

Помимо электромагнитных устройств, сегодня существует большое количество видов реле различного назначения и отличного принципа действия, использующихся для управления системами защиты от перепадов напряжения в бесперебойных системах защиты, автоматических приборах, интегральных электросхемах. К таким типам относятся:

Электронные, в качестве ключа используется резистор, не щелкает при переключении
Электротепловые
Герконовые
Времени
Приорита
Твердотельные – отсутствует соленоид, роль якоря выполняет мощный симистор или тиристор
Индукционные
Световые (совместно с датчиком света)

Также их следует различать по виду входящего сигнала, в зависимости от конструкции включение и выключение может происходить под воздействием:

Напряжения
Частоты электрической цепи
Изменения мощности
Света
Температуры
Давления
Звука
Давления газа

Как подключить прибор контроля

Конструкции реле, осуществляющих контроль фаз, при всем имеющемся обширном ассортименте изделий, имеют унифицированный корпус.

Конструктивные элементы изделия

Клеммники для подключения электрических проводников, как правило, выведены на фронтальную часть корпуса, что удобно для проведения монтажных работ.

Сам прибор сделан под установку на рейку типа DIN либо просто на ровную плоскость.

Интерфейс клеммника обычно представляет собой стандартный надежный зажим, предназначенный под крепление медных (алюминиевых) жил сечением до 2,5 мм2.

Передняя панель прибора содержит регулятор/регуляторы настройки, а также световую контрольную индикацию. Последняя показывает присутствие/отсутствие питающего напряжения, а также состояние исполнительного механизма.

Подключение трехфазного напряжения выполняется на рабочих клеммах устройства, обозначенных соответствующими техническими символами (L1, L2, L3).

Монтаж нулевого проводника на таких устройствах обычно не предусматривается, но этот момент конкретно определяется исполнением реле — типом модели.

Для соединения с цепями управления используется вторая интерфейсная группа, состоящая обычно не менее чем из 6 рабочих клемм.

Одной парой контактной группы реле коммутируется цепь катушки магнитного пускателя, а через вторую — цепь управления электрооборудования.

Все достаточно просто. Однако каждая отдельная модель реле может иметь свои особенности подключения.

Поэтому применяя устройство на практике, следует всегда руководствоваться сопроводительной документацией.

Как настроить приспособление

Опять же в зависимости от исполнения, конструкция изделия может оснащаться разными схемными вариантами настройки и регулировки.

Есть модели простые, предусматривающие конструктивно вывод на панель управления одного-двух потенциометров. И есть устройства с расширенными элементами настройки.

Среди таких расширенных настроечных элементов часто встречаются блочные микропереключатели, расположенные непосредственно на печатной плате под корпусом прибора или в специальной открываемой нише. Установкой каждого из них в то или иное положение создается требуемая конфигурация.

Настройка обычно сводится к тому, чтобы выставить посредством вращения потенциометров или расположением микропереключателей номинальные значения защиты.

Например, для контроля состояния контактов уровень чувствительности разницы напряжений (ΔU) обычно ставят на значение 0,5 В.

Если необходимо контролировать линии питания нагрузки, регулятор чувствительности разницы напряжений (ΔU) настраивают на такое граничное положение, где отмечается точка перехода от рабочего сигнала к аварийному с небольшим допуском в сторону номинала.

Как правило, все нюансы настройки приборов доходчиво описывает сопроводительная документация.

Указательное реле -маркировка

Маркировка указательного реле включает: серию, количество разъединяющих и замыкающих контактов; уровень защиты; климатические условия при которых прибор сохраняет работоспособность. Кроме этого указывается вид и способ подсоединения внешних проводов.

При этом цифра:

1 означает переднее подсоединение посредством винта;
5 – подсоединяется сзади при помощи винта;
2 – присоединяется при помощи пайки.

Климатические условия обозначаются также условно:

У – умеренные климатические условия;
Т – применять можно в тропическом климатическом поясе;
3 – стандартная категория расположения.

Как подключить прибор контроля

Конструктивные элементы изделия

Сам прибор сделан под установку на рейку типа DIN либо просто на ровную плоскость.

Элементы настройки потенциометра: 1 – индикатор аварий; 2 – индикатор подключенной нагрузки; 3 – потенциометр выбора режима; 4 – регулировка уровня асимметрии; 5 – регулятор падения напряжения; 6 – потенциометр регулировки задержки по времени

Все достаточно просто. Однако каждая отдельная модель реле может иметь свои особенности подключения.

Поэтому применяя устройство на практике, следует всегда руководствоваться сопроводительной документацией.

Как настроить приспособление

Элементы настройки микропереключателями: 1 – блок микропереключателей; 2, 3, 4 – варианты установки рабочих напряжений; 5, 6, 7, 8 – варианты установки функций асимметрии/симметрии

Как правило, все нюансы настройки приборов доходчиво описывает сопроводительная документация.

Маркировка устройства контроля фаз

Приборы классического исполнения маркируются просто. На передней или боковой панели корпуса наносится символьно-цифровая последовательность или же обозначение отмечается в паспорте.

Вариант маркировки одного из популярных устройств отечественного производства. Обозначение вынесено на фронтальной панели, но встречаются также вариации с размещением на боковинах

Так, устройство российского производства на подключение без нулевого провода маркируется:

ЕЛ-13М-15 АС400В

где: ЕЛ-13М-15 – наименование серии, АС400В – допустимое напряжение переменного тока.

Образцы импортной продукции имеют маркировку несколько иную. Например, реле серии «PAHA» отмечено следующей аббревиатурой:

PAHA B400 A A 3 C

Расшифровка примерно такая:

PAHA — наименование серии.
B400 – стандартное напряжение 400 В или подключенное от трансформатора.
А – регулировка потенциометрами и микропереключателями.
А (Е) – тип корпуса под монтаж на DIN рейку или в специальный разъем.
3 – размер корпуса в 35 мм.
С – конец кодовой маркировки.

На некоторых моделях перед пунктом 2 может добавляться еще одно значение. Например, «400-1» или «400-2», а последовательность остальных не изменяется.

Так маркируются аппараты контроля фаз, наделенные дополнительным интерфейсом питания под внешний источник. В первом случае напряжение питания 10-100 В, во втором 100-1000 В.

Выводы и полезное видео по теме

Принцип работы электромагнитного реле, где применяются, также рассмотрены основные показатели надежности приборов. Подробнее в видеоматериале:

Выбрав необходимую модель устройства, переходим к ее подключению и настройке. Основные нюансы описаны в представленном сюжете:

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

Технологические разработки конструкций промежуточных реле всегда были направлены на уменьшение массы и габаритов, а также увеличения степени надежности и удобства монтажа приборов. В итоге небольшие контакторы стали размещать в герметичном кожухе, заполненным сжатым кислородом или с добавлением гелия.

За счет этого, внутренние элементы имеют больший эксплуатационный срок, бесперебойно выполняя все заложенные команды.