Принцип действия реле тока

Оглавление

Схемы подключения

Самый простой и распространенный способ защиты прямое включение в цепь электромагнитного токового реле.

На этой схеме показано как в разрыв фазного провода последовательно включается амперметр, для контроля величины протекающего тока, потом электромагнитная катушка реле и нагрузка.

Нейтральный провод подключен к контакту №11 коммутации реле, который в нормальной состоянии замкнут с контактом №12 от него нейтральный провод идет к нагрузке.

При достижении порогового значения тока сердечник катушки приводит в движение механизм размыкания контактов 11 и 12, после этого нагрузка обесточивается

Обратите внимание, что катушка имеет три клеммы, обмотка разделена на две части, это один из методов регулировки порогового значения тока срабатывания. Если нагрузку подключить к контакту Е2 величина порогового значения тока увеличится в 2 раза

Пример включения в цепь токового реле трансформаторного типа

В высоковольтных сетях первичная обмотка трансформатора включена последовательно к нагрузке, вторичная с пониженным напряжением и током зпитывает катушку реле с сердечником. Дальнейшая работа осуществляется, как и в предыдущем случае. При срабатывании размыкаются контакты 11 и 12.

Очень часто такие схемы защиты используют для защиты обмоток мощных, дорогостоящих электродвигателей.

В цепях с порогами отключения больших токов катушки реле имеют малое количество витков и толстый провод обмотки.

На фотографии показано катушка реле РЭО- 401, способное пропускать токи до 100А Обмотка имеет всего 6 витков медного провода сечением 6-8мм2

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.

Вам это будет интересно Индуктивность катушки, её назначение, характеристики, формулы

Например, в твердотельном приборе предусмотрены дополнительные силовые ключи на тиристорах и симисторах, поэтому он считается более эффективным

Важное значение имеет пропускная способность аппарата

Промежуточные реле входят в состав категории электромагнитных реле управления и относятся к логическим или вспомогательным реле.

Их непосредственная функция заключается в связи между различными составляющими элементами релейной защиты. Они используются для передачи и усиления сигналов от других видов реле к устройствам постоянного или переменного тока. Промежуточные реле передают действие от измерительных реле к коммутирующему выключателю для отключения, действующего электропривода в момент опасного режима работы или производства планового выключения.

Особенности конструкции промежуточных реле

Конструкция промежуточного реле включает в свой состав электромагнит и приставку времени на полупроводниках. Управление выдержки времени достигается ха счет поворота резистора против часовой стрелки – оно снижается. Поворот резистора по часовой стрелке служит для повышения величины времени.

Рис. № 1.Общий внешний вид и схема промежуточных реле РП-23, Рп-232, РП-233

  1. Сердечник (1) реле изготовлен из шихтованного металла, этим достигается замедление и снятие эффекта вихревых токов.
  2. Для предотвращения залипания якоря (2) во время остаточного намагничивания в специальном вырезе полюса электромагнита прессуется немагнитная пластина (9).
  3. Для увеличения вибростойкости реле, используется противодействующая пластина. В наличии должен быть обязательно уравновешивающий груз, который устанавливается на окончании якоря.
  4. Бронзовые пружины (12) с серебряными контактами для повышения надежности на свободных концах разрезаются по вдоль оси. Кроме этого, наличие бронзовых пружин снижает вибрацию при замыкании контактной группы.
  5. Зазор, который есть между сердечником и якорем обуславливает напряжение срабатывания устройства.
  6. Натяжение возврата зависит от высоты немагнитной пластины и ее расположением над плоскостью переднего полюса шихтованного сердечника.

Рис. №2. Общий вид промежуточного реле РП-25.

1- шихтованный магнитопровод; 2 — катушка; 3 — якорь, 4 – контакты неподвижные; 5 – подвижные контакты; 6 – возвратная пружина; 7 – скоба направляющая; 8 – пластина; 9 – цоколь; 10 – хвостовик скобы якоря; 11 – короткозамкнутый виток, служит для снижения вибрации; 12 – бронзовая, фиксирующая положение, пластина; 13 – упорная колодка для подвижной контактной группы; 14 – верхняя колодка для неподвижной контактной группы.

Недостатки промежуточных реле

Пробивное напряжение ее превышает 220В, переходное сопротивление выше 1 кОм. Со временем, например, через полгода,  воздействие воздуха повышает сопротивление почти в 100 раз. Повысить устойчивость контактов может чистое золото или сплав золота и никеля.

Платиновые контакты устойчивы при вредном воздействии в атмосфере сернистых газов, но отличаются неустойчивостью в парах органических веществ.

Серебро неустойчиво при воздействии сернистых газов. Избежать отказов возможно при меньшем значении коммутирующего тока.

Повышается надежность контактов при помощи регулярного обслуживания реле, протиранием контактов, также надежность увеличивается при сильном нажатии на контактную группу.

Главной причиной, вследствие, которой происходит разрушение контактной системы, служит явление электрических разрядов, появляющихся в процессе размыкания и замыкания цепей. При ослабленном контакте появляется нагрев, при которой происходит снижение механической надежности и снижение прочностных характеристик материала контактных групп и самих контактов. Относительно стабильное действие контактов обуславливается большим давлением на группу контактов.
Для увеличения степени надежности используют параллельное и последовательное срабатывание контактных групп. При последовательном срабатывании контакты может разорвать, возникший большой ток. Параллельное подключение контактов увеличивает степень надежности замыкания цепи

Структура условного обозначения РТ-40, РТ-140

РТ-Х40/ХХ Х4

– РТ-реле тока – Х-наличие цифры 1 обозначает реле в унифицированной оболочке – 40-номер разработки – ХХ-ток максимальной уставки в Амперах 0,2 0,6 2 6 10 20 50 100 200 – Х4-климатическое исполнение(УХЛ,О)и категория (4) по ГОСТ 15543.1-89 Условия эксплуатации РТ 40

Высота над уровнем моря не более 2000 м. Верхнее рабочее и предельное значение температуры окружающего воздуха 55°С. Нижнее рабочее и предельное значение температуры окружающего воздуха минус 20°С для исполнения УХЛ4 и минус 10°С для исполнения О4. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих изоляцию и металлы. Место установки реле должно быть защищено от попадания брызг воды, масел, эмульсий и других жидкостей, а также от прямого воздействия солнечной радиации. Для климатического исполнения О4 обеспечена стойкость к поражению плесневыми грибами. Установка реле на вертикальной плоскости с допустимым отклонением не более 5° в любую сторону. Группа механического исполнения М39 по ГОСТ 17516.1-90. Степень защиты оболочки реле IР40, контактных зажимов для присоединения внешних проводников – IР00 по ГОСТ 14255-69. По способу защиты человека от поражения электрическим током реле соответствует классу 0 по ГОСТ 12.2.007.0-75. Конструкция реле обеспечивает безопасность обслуживания в соответствии с ГОСТ 12.2.007.6-93 и является пожаробезопасной. Реле устанавливается на заземленных металлоконструкциях.

Виды РМТ

Токовые реле разделяют по способу подключения:

  1. Первичные включаются в разрыв цепи напрямую контактами коммутации и токовой катушкой, такие приборы используются в сетях с напряжением 12,24, 220, 380 до 1000В
  2. Вторичные используются в сетях с высоким напряжением, так как токи большие, они подключаются, в разрыв через трансформатор тока. Магнитная катушка подсоединяется последовательно в разрыв вторичной обмотки трансформатора, где величина тока пропорциональна току первичной обмотки, но в десятки раз меньше. При достижении порогового значения коммутационные контакты размыкают цепь, подключаемую к первичной обмотки трансформатора.

Вторичные реле делятся по способу измерения величины тока и принципу работы механизма переключения:

  • Индукционные с трансформатором тока;
  • Электромагнитные реле с катушкой и сердечником;
  • Дифференциальные работают по принципу сравнения величины тока на участках до нагрузки и после нее. При нормальной работе эти токи равны, коротком замыкании или утечке по различным причинам они отличаются, тогда нагрузка отключается от источника питания;
  • Электронные работают на полупроводниках, при превышении установленного порога величины тока p-n-p переходы закрываются и нагрузка обесточивается.

Каждый вид имеет свои особенности подключения в цепи с различными нагрузками, это зависит от конструкции реле, функционального назначения схемы, величины тока и вида приборов нагрузки.

Ведущие производители реле

Производитель Изображение Описание
Finder (Германия) Компания Финдер производит реле и таймеры и занимает среди европейских производителей третье место. Производитель выпускает реле:
  • общего назначения;
  • твердотельные;
  • силовые;
  • РСВ;
  • времени;
  • интерфейсные и многие другие.

Продукция компании имеет сертификаты ISO 9001 и ISO 14001.

АО НПК «Северная заря» (Россия) Основная продукция российского производителя – якорные электромагнитные коммутационные устройства для специального и индустриального использования, а также слаботочные реле времени с контактными и бесконтактными выходами.
Omron (Япония) Японская компания производит высоконадежные радиоэлектронные компоненты, среди которых:
  • твердотельные и электромеханические реле;
  • низковольтные КУ;
  • кнопочные переключатели;
  • устройства контроля и управления цепи.
COSMO Electronics (Тайвань) Корпорация производит радиотехнические компоненты, среди которых можно выделить релейные компоненты, которые с 1994 года получили сертификат по стандарту ISO 9002.

Продукция компании широко применяется в телекоммуникации, промышленном и медицинском оборудовании, бытовой технике и автомобильном оборудовании.

American Zettler Более 100 лет компания Zettler держит лидерство и устанавливает стандарты работы и качества электротехнических элементов. Этот производитель выпускает более 40 видов КУ, которые удовлетворяют потребности самых различных проектов.

Продукция компании широко применяется в телекоммуникации, периферийной вычислительной технике, средствах управления и прочих типах электронного и электрического оборудования.

Вторичные реле максимального тока прямого действия

Из числа токовых реле, которые выпускает промышленность, наиболее простыми являются реле максимального тока прямого действия. Несмотря на различные конструкции данных реле, вся их работа основана на электромагнитном принципе. Последовательно с вторичной обмоткой измерительного трансформатора тока6 подключается катушка реле 3. Когда по питающей линии А протекает рабочий ток (нормальный режим работы электроприемника), электромагнитный сердечник 4 не будет втянут в катушку, поскольку электромагнитная сила Fэ, которую создает обомотка реле, будет значительно меньше, чем противодействующая ей сила пружины Fп.


Схема реле тока.

В случае возниконевения на линии А короткого замыкания ток катушки реле значительно возрастет и станет больше установленного значения. В таком случае электромагнитная сила катушки Fэ превысит противодействующую ей силу пружины Fп, что приведет к втягиванию сердечника в катушку реле. После втягивания сердечника в катушку, подвижная система 2 отопрет защелку выключателя Б, удерживающую выключатель во включенном положении. Под действием отключающей пружины 1 выключатель разорвет цепь линии А.

Будет интересно Как используется фотореле для уличного освещения?

Промышленность изготавливаются вторичные реле максимального тока типа РТВ (реле токовое с выдержкой времени) и РТМ (реле токовое мгновенного действия). У РТМ есть поворотный переключатель, с помощью которого можно изменять количество витков катушки, что, в свою очередь, будет менять значение уставки тока срабатывания. Уставка тока – это настройка реле на заданный ток срабатывания. Стандартом предусмотрены следующие уставки: 5, 7, 9, 13 и 15 А. Ток срабатывания реле – минимальное значение протекающего через обмотку тока, при котором происходит срабатывание реле (Iср).

В случае необходимости отключения участка электрической цепи с выдержкой времени применяют РТВ, которое, как правило, имеет ту же конструкцию, но дополнительно оборудовано механизмом выдержки времени (часовым механизмом). Данный механизм, прикрепленный к сердечнику, удерживает его от мгновенного втягивания в катушку, тем самым изменяя уставку его времени срабатывания. Скорость работы часового механизма напрямую зависит от тока, протекающего в катушке реле.

Установка времени – это настройка механизма выдержки времени на определенное значение в секундах. Реле имеет уставки тока 5, 6, 7, 8, 9, 10 А. РТВ и РТМ называют встроенными, так как они встраиваются непосредственно в приводы выключателей. Для непосредственного отключения выключателя эти реле должны развивать огромные усилия, что делает их конструкции громоздкими, а это влияет на точность.

Где используется и как выбрать электромагнитное реле

Сложно в это поверить, но самое простое реле стало причиной быстрого развития компьютеров и компьютерной техники и вот почему: в нем бывает два состояния вкл/выкл, а именно эти два состояния схожи с двоичным кодом транзисторов процессора.

Также это простое устройство нашло широкое применение в промышленности, в транспорте, в бытовом оборудовании, энергетики, космонавтике, медицине и.т.д. С ним мы сталкиваемся ежедневно, но не замечаем этого. Например, в ИБП или стабилизаторе напряжения, мгновенно реагирующим на перепады напряжения.

Справочник по слаботочным электрическим реле 3-е издание – скачать

Описание модели РМТ 101

Данное реле современного исполнения, многофункциональное и пользуется большим спросом у потребителей, рассмотрим его технические возможности.

Функциональное назначение

Реле используется для контроля тока нагрузки на протяжении всего времени эксплуатации, приборов нагрузки с однофазным питанием. Пределы измерения тока от 0 до 100А, прибор отключает нагрузку при достижении установленного порогового значения тока. Нагрузка подключается через коммутирующие контакты реле при потребляемой мощности не более 1.75кВА. токовые нагрузки выше этого значения до 20кВА подключают через магнитные пускатели с контактами способными выдерживать нагрузку соответствующей мощности.

Органы управления реле позволяют пользователю вручную задавать:

  • Пороги срабатывания по току;
  • Время задержки отключения;
  • Время повторного включения после срабатывания;

В то же время кроме функций защиты изделие имеет дополнительные функции:

  • Цифровой амперметр измеряет и отображает токи нагрузки;
  • Ограничение токов потребления;
  • Используется реле с приоритетом выбора нагрузки.

Встроенный трансформатор тока позволяет измерять величину тока без разрыва цепи, на лицевой панели светодиодные индикаторы отображают состояние реле и в каких пределах находится ток нагрузки.

Основные технические характеристики

Питание однофазная сеть переменное напряжение 220В
Частота напряжения в сети 50 Гц
Диапазон токовых измерения 0-100А
Погрешность измерений 1%
Интервал регулировки времени включения 0 – 900 сек.
Интервал регулировки времени отключения 0 – 300 сек.
Максимальный ток коммутации
Максимально допустимое напряжение 400В
Потребляемая мощность без нагрузки 3.5Вт.
Износостойкость контактов коммутации:

— при нагрузке 8А

— при нагрузке 1А

 

100 тыс. срабатываний;

1 миллион.

Сечение подключаемых проводов в сети 0.5 – 2мм2
габариты 90-52,6-69,1
крепление На дин — рейку

Конструкция позволяет функционировать изделию в любом положении в пространстве относительно поверхности земли.

Назначение и принцип работы реле дифференциальной защиты

Иногда может случиться удар током в результате самых разнообразных причин, начиная от ситуации, когда маленький ребенок из любопытности засунет спицу в розетку и заканчивая неисправностью эксплуатируемого электроприбора, попаданием воды и так далее.

Как минимум – это легкий испуг и удар током, но может и не так просто все обойтись. Даже самая современная электросеть с лучшей защитой от поражения током не исключает вероятность такового, если в ней нет дифференциального реле (сокращенно — дифреле).

Посему, для того, чтобы обезопасить себя и сожителей (особенно если есть дети) от возможности поражения током, был разработан соответствующий тип реле, который среагирует и разомкнет цепь, а также его модификация – УЗО (устройство защитного отключения).

Принцип работы дифференциального автомата заключается в отслеживании утечки тока, которое возникает при некачественной изоляции провода или в результате удара человека электрическим током.

Дело в том, что ток движется по контуру цепи от фазного провода (от большего потенциала) в нулевой провод (к меньшему потенциалу), таким образом, на всех участках цепи имеется равное значение тока. Однако при ударе током или утечке часть тока от фазы уходит в заземление, из-за чего в нулевой проводник не доходит все количество тока, которое отдает проводник фазы.

В этот момент в трансформаторе дифавтомата (через замкнутый сердечник которого проходят оба проводника) нарушается баланс электромагнитных полей, что делает разницу потенциалов на его выходе достаточной для срабатывания реле, которое мигом размыкает электрическую цепь.

Схема подключения дифференциального автомата такова, что вмещает в себе автоматический выключатель, который управляет фазой на участке перед дифреле.

При этом, как видим, нулевой проводник сразу после выхода из дифреле/дифференциального выключателя разветвляется шиной, при этом он не контролируется автоматическим выключателем на входе, как фазный проводник.

Технические характеристики

Основные технические характеристики реле контроля тока (далее по тексту мы будем применять разные названия реле контроля, подразумевая один смысл назначения):
— Номинальный ток;
— Пределы уставок тока срабатывания реле;
— Уставка на время срабатывания;
— Уставка на кратность тока срабатывания элемента отсечки;
— Номинальная частота;
— Класс точности;
— Напряжение питания, род тока (постоянный, переменный);
— Мощность, потребляемая реле при токе минимальной уставки;
— Коэффициент возврата реле на любой уставке, не менее;
— Выходные контакты реле фаз при нормальном состоянии сети включаю исполнительные контакты, а при появлении «аварии» разрывают цепь.
— Реле максимального тока без оперативного питания;
— Климатическое исполнение;
— Вид присоединения внешних проводников (переднее или заднее винтом или шпилькой);
Реле представляют собой комбинированное реле, сочетающее преимущества электромеханических и электронных реле тока и времени.
Типоисполнения реле:
Реле тока
Реле тока с выдержкой времени
Реле тока с выдержкой времени с мгновенным контактом
Двухфазное реле тока
Двухфазное реле тока с выдержкой времени с мгновенным контактов
Исполнения реле по диапазонам уставок по току:
Соединение обмоток последовательное
Соединение обмоток
параллельное
Большинство современных реле контроля фаз выполнены на элементной базе с использованием микропроцессорной техники, что намного повышает качество изделий и точность контролируемых параметров:Реле максимального тока РСТ-40М не требуется оперативное питание – реле питается от входного тока, вследствие чего обладает высокой помехоустойчивостью, и может применяться вместо реле контроля тока РТ40, РТ140, РСТ 11, 12, 13, 14, 11М;
Реле РСТ-40М выполнено в том же корпусе, что и РТ-40, габариты и схема подключения так же полностью соответствуют; реле РСТ-40М выполнено на современной элементной базе, поэтому в отличие от старых электромеханических реле обладает высокой виброустойчивостью и ударопрочностью, у реле принципиально отсутствует вибрация контактов;
Коммутационная способность контактов реле позволяет действовать непосредственно на отключающую катушку выключателей;
Подготовка реле контроля тока к работе требует всего одной операции по настройке тока срабатывания. При этом коэффициент возврата не менее 0,9 получается автоматически.

Реле максимального тока РТ-40 Реле максимального тока РТ-40 для применения в схемах релейной защиты и автоматики.
Реле контроля тока РТ 80 Реле максимального тока с зависимой выдержкой времени РТ 80
Реле максимального тока РСТ-40 Реле максимального тока без оперативного питания РСТ-40
Реле контроля тока РСТ-40М Реле максимального тока без оперативного питания РСТ-40М в отличие от электромеханических реле обладает высокой виброустойчивостью и ударопрочностью.
Реле контроля тока PRI-32 Встроенный токовый трансформатор, максимальный контролирумый ток 20 ампер.
Реле контроля тока PRI-41, PRI-42 Для контроля перегрузки — недогрузки двигателей, контроль потребления тока.
Реле контроля тока PRI-52 Реле PRI-52 служит для контроля силы тока в однофазных AC цепях.
Токовое реле РТ-11М1 Для контроля потребляемого тока, диапазон от 0,1-1,0 А.
Реле контроля тока РКТ-1 Реле РКТ-1 служит для контроля силы тока в сетях постоянного и переменного тока.
Реле максимального тока РМТ-101 Реле РМТ-101 предназначено для отключения нагрузки при превышении значения тока выше установленного значения в пределах от 0 до 100 ампер.
Варианты использования реле контроля тока:
* цифровой амперметр;
* реле ограничения потребляемого тока;
* реле выбора приоритетной нагрузки.

Основные технические характеристики

  • Номинальный (рабочий ток) в катушке;
  • Ток в катушке допустимый для длительной эксплуатации;
  • Коэффициент возврата контактов в исходное состояние после срабатывания (отношение тока срабатывания к току отпускания контактов), обычно 0,6 – 0.8;
  • Порог тока срабатывания;
  • Максимально допустимый ток на контактах замыкания;
  • Ток допустимый при длительной эксплуатации на контактах коммутации;
  • Потребляемая мощность обмоткой катушки в обычном режиме;
  • Увеличение мощности в % после срабатывания;
  • Вид тока переменный или постоянный;
  • Рабочее напряжение;
  • Масса, габариты, вес и другие параметры в зависимости модели и ее назначения.

Рассмотрим технические характеристики на примере изделий серий РТ- 80…90.

Модификация модели РТ рабочие токи, А
фиксированные токи срабатывания индукционного элемента, А время срабатывания, с*
81\1 10,1 4,1АА* 5,1АА* 6А* 7А* 8А* 9А*10А 1* 2* 3* 4
91\1
81\2 5,1 2А* 2.5А* 3А* 3.5А* 4А* 4.5А* 5А
91\2
82\1 9.9 4А* 5А* 6А* 7А* 8А* 9А* 10А 4* 8* 12* 16
82\2 5,1 2А* 2.5А* 3А* 3.5А* 4А* 4.5А* 5А
83\1 9.9 4А* 5А* 6А* 7А* 8А* 9А* 10А 1* 2* 3* 4
83\2 5,1 2А* 2.5А* 3А* 3.5А* 4А* 4.5А* 5А
84\1 9.9 4А* 5А* 6А* 7А* 8А* 9А* 10А 4* 8* 12* 16
84\2 5,1 2А* 2.5А* 3А* 3.5А* 4А* 4.5А* 5А
85\1 9,9 4А* 5А* 6А* 7А* 8А* 9А* 10А 1* 2* 3* 4
95\1
85\2 5 2А* 2.5А* 3А* 3.5А* 4А* 4.5А* 5А
95\2
86\1 10 4А* 5А* 6А* 7А* 8А* 9А* 10А 4* 8* 12* 16
ток в катушках дпустимый к длительной эксплуатации в % к номинальному. Для всех модификаций РТ (80…90) 110
110
Минимальный коэффициент возврата 0.8
Для РТ (81…84 и 91) ток замыкания с напряжением питания 24-250В независимо постоянный или переменный ток в цепи Размыкание производится контактами иного переключателя
Увеличение мощности потребляемой катушкой после срабатывания в % 15
Ток размыкания ~ ток 2
— ток 0.5
Для РТ модификаций (81…84 и86) токи при размыкании или замыкании контактов в сигнальных цепях 24 — 250В, А ~ ток 1
— ток 0.2
Мощность потребляемая в режиме тока, равному току уставки для РТ80 10А
для РТ90 30А


Габариты токовых реле серии РТ80…90.

Бесконтактные и поляризованные агрегаты

Также разрабатываются поляризованные бесконтактные переключатели. Они представляют собой электронные устройства, идентичные поляризованным электромагнитным установкам по функциональности, но собранные совсем по другому принципу. Это полупроводниковые электронные образцы, разработанные по технологии магнитных усилителей. Подобные агрегаты великолепно проявляют себя в условиях мощных ударов, вибраций.

Приборы собираются по принципу магнитных усилителей и имеют несколько обмоток. Реактивное сопротивление отрицательным или положительным полуволнам на вторичной обмотке изменяется при подмагничивании сердечников постоянным напряжением определенного направления. Зачастую обыкновенным неполяризованным устройством усиливается изменение вторичного напряжения.

Виды ТР

Релейная схема защиты электродвигателя

Все известные образцы токовых реле классифицируются по следующим признакам:

  • по способу монтажа (схеме подключения);
  • по своему прямому назначению;
  • по исполнению (модификации).

В соответствии с первым из этих признаков существующие модели ТР делятся на приборы непосредственного монтажа и устройства опосредованного включения (через трансформаторы тока). По исполнению они подразделяются на встраиваемые устройства и оформляемые в виде отдельного модуля, устанавливаемого на DYN-рейку.

По назначению они выпускаются в виде изделий, применяемых для следующих целей:

  • защита от однофазных коротких замыканий;
  • ограничение токов обратной последовательности;
  • в качестве дифференциальной защиты;
  • в виде дистанционно управляемых независимых модулей.

Для непосредственного и косвенного включения


Схема защиты от перегруза

Приборы, предназначенные для непосредственного включения, согласно инструкции по применению, устанавливаются в сети с действующим напряжением до 1000 Вольт и с ограниченной величиной тока. При значительной его амплитуде включение в разрыв цепи недопустимо, так как реле не рассчитано на силовые режимы работы. В этом случае потребуется трансформатор тока, позволяющий снизить величину контролируемой величины в несколько раз. В трехфазных сетях такие реле устанавливаются в каждую из фаз последовательно с уже подключенной нагрузкой.

При таком схемном решении система работает в режиме, близком к опасному для эксплуатации короткому замыканию.

Дифференциальная защита и токоограничение


Токовая отсечка

Работа токовых реле в составе УЗО и автоматических выключателей – классический пример реализации их особенностей. В этом случае они функционируют в привычных для электротехнических систем режимах, связанных с реагированием на малейшие утечки тока (УЗО) и срабатывания при перегрузках в цепях. Последнюю функцию относят к категории токового ограничения, исключающего выход из строя подключенного оборудования и самой питающей цепи.

Современные типы токовых реле

Известны «продвинутые» типы реле напряжения и тока, которые по своим возможностям принято относить к интеллектуальным образцам контрольного оборудования. В таких приборах предусмотрен ряд вспомогательных опций, существенно расширяющих их функциональные возможности. Это дисплей, по которому можно убедиться в работоспособности устройства, а также считать информацию по величинам напряжения и тока (они высвечиваются на встроенном индикаторе прибора).

Все описанные возможности относятся к достоинствам токовых реле. Их недостатки определяются для каждого конкретного вида включения отдельно.

Релейные элементы

Релейный элемент — минимальная совокупность деталей и связей между ними, имеющая релейную характеристику, то есть скачкообразно изменяющаяся при поступлении фиксированных воздействий на вход, воздействие на выходах, переходя от одного фиксированного воздействия к другому. У релейных многопозиционных элементов воспринимающие или исполнительные органы могут находиться более чем в двух состояниях. Примером такого устройства может служить шаговый искатель.

Релейные элементы характеризуются параметрами, относящиеся к входным и выходным воздействиям:

Петля гистерезиса

срабатывание — минимальное значение воздействия (на входе) при таком его возрастании, что релейный элемент изменяет свое состояние и одновременно воздействует на выходе в соответствии с релейной характеристикой;

отпускание — минимальное значение воздействия на входе при таком его уменьшении, что релейный элемент возвращается в свое первоначальное состояние.

В связи с не идеальностью релейной характеристики эти величины обычно не совпадают друг с другом (гистерезис). В ряде случаев релейный элемент может обладать свойствами фиксации, то есть оставаться в занятом им состоянии и после снятия воздействия на входе. В этом случае релейный элемент возвращается в первоначальное состояние обычно после подачи воздействия на другой его вход (или воздействие противоположного знака воздействия на тот же вход). Максимальное значение такого воздействия при его возрастании, вызывающее возвращение релейного элемента в первоначальное состояние, называется параметром возврата. Отношение параметра отпускания к параметру срабатывания называется коэффициентом отпускания. Характеристикой релейного элемента служит так же его быстродействие, определяемое временем срабатывания и временем отпускания или возврата. В ряде случаев важными характеристиками релейного элемента являются: потребление энергии, вес, занимаемый объём и т. п.

По виду физических явлений, используемых для действия релейных элементов, они делятся на механические и электрические. Которые в свою очередь могут быть контактные и бесконтактные.

Независимо от типа реле свойственно два положения: при отсутствии напряжения на катушке – невозбужденное состояние, а при подаче напряжения – возбужденное состояние. При переходе из состояния в состояние происходит явление переброса, т.е. изменения положения контактных групп.

Электрический

Основная статья: Электромагнитное реле

Чаще всего под термином «реле» подразумевается электрический релейный элемент — релейный элемент, действие которого основано на явлениях, вызванных протеканием электрического тока, изменением электрического поля или явлениями, связанными с электрической проводимостью. В рамках системы стандартизации термин «электрическое реле» используется исключительно для реле, выполняющего только одну операцию преобразования между его входными и выходными цепями.

Виды твердотельных реле

Выглядеть ТТР могут по-разному. Ниже на фото слаботочные реле

Такие релe используются в печатных платах и предназначены для коммутации (переключения)  малого тока и напряжения.

На ТТР строят также сразу готовые модули входов-выходов, которые используются в промышленной автоматике

А вот так выглядят реле, используемые в силовой электронике, то есть в электронике, которая коммутирует большую силу тока. Такие реле используется в промышленности в блоках управления станков ЧПУ и других промышленных установках

Слева однофазное реле, справа трехфазное.

Если через коммутируемые контакты силовых  реле будет проходить приличный ток, то корпус реле будет очень сильно греться. Поэтому, чтобы реле не перегревались и не выходили из строя, их ставят  на радиаторы, которые рассеивают тепло в окружающее пространство.

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.

Вам это будет интересно Особенности резонанса токов

Например, в твердотельном приборе предусмотрены дополнительные силовые ключи на тиристорах и симисторах, поэтому он считается более эффективным

Важное значение имеет пропускная способность аппарата