Назначение и классификация
Реле способно контролировать показатель тока на установленном участке электрической цепи. В случае если этот показатель превышен, реле способно разомкнуть цепь или подать сигнал в виде света или звука о неисправности электролинии.
По принципу назначения реле бывают розеточные, осветительные и для электроприборов высокой мощности.
Розеточные устройства применяются для электронных приборов, которые сильно реагируют на резкие перепады токового параметра и напряжения. При этом дорогие приборы защищаются от коротких замыканий, а также резкого повышения напряжения в электролинии.
Устройства, предназначенные для электроприборов высокой мощности, контролируют показатели токов, при этом защищая магнитные пускатели, электродвигатели, контролеры, трансформаторы и другие элементы электрической сети.
Реле тока делятся на первичные и вторичные типы измерения.
Первый вид измерения предназначен для электрических сетей, имеющих напряжение до 1кВ, при этом он подсоединяется напрямую своими выводами.
Другой тип подсоединяется посредством трансформатора тока, при этом проводя замеры вторичного тока. Трансформатор изменяет ток в сторону наименьшей величины, который соответствует для данного устройства. Поэтому в такой электрической сети можно эксплуатировать прибор, с небольшим токовым показателем. Этот тип используется в высоковольтных цепях.
Вторичные типы измерения имеют подгруппы: электронные, электромагнитные, а также дифференциальные и индукционные типы.
Принцип работы
Основой принципа действия устройства является его чувствительность на увеличение токового показателя в защищаемой электролинии. Если увеличивается показатель тока, контакты переключаются, тем самым отключая электрооборудование от цепи. Когда данный параметр понижается и равняется установленному показателю, то элементы снова замыкаются и производство возобновляется.
Особенности производства реле зависит от их классификации.
Принцип действия дифференциального типа сформирован посредством сравнения токовой характеристики до нагрузки и после нее. Зачастую такой нагрузкой является трансформатор. В исправном состоянии показатель тока до и после нагрузки имеет равенство между собой. В случае аварийной ситуации, происходит дисбаланс и равенство нарушается. Реле мгновенно замыкает контакты и посылает сигналы, с целью отключения поврежденной области электрической цепи.
Защитное приспособление, которое имеет электронный тип, изготавливается на основе полупроводников. Преимуществом их является сохранение работоспособности в вибрирующих условиях.
В конструкцию электромагнитного устройства входит скоба магнитопровода. В скобу вкручена трубка с катушкой наверху. В трубке расположен якорь, который перемещается вдоль нее. При этом показатель срабатывания прибора зависит от расположения якоря.
Установочный токовый показатель регулируется посредством передвижения расположения скобы. Далее скоба закрепляется винтом. При сработке устройства контакты размыкаются, и якорь переходит в верхнюю позицию. Когда ток возвращается к первоначальному показателю, якорь переходит в нижнюю позицию, при этом контакты запираются.
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.
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.
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.
Классификация и назначение защитных реле
В первую очередь токовые реле должны ограничивать максимальный ток в сети и отключать потребителей, когда в процессе работы наступает превышение его порогового значения. Данные устройства устанавливаются в релейные шкафы и обеспечивают защиту не только от перегрузок, но и от коротких замыканий, возникающих из-за различных технических неисправностей.
Очень важным и нужным свойством релейной защиты является ее селективность, когда отключение поврежденного участка максимально локализовано с помощью наиболее близко расположенного выключателя. С этой функцией отлично справляется реле максимального тока, отключающее только нужный участок и оставляющее в рабочем состоянии другие участки цепи.
Токовые реле могут быть первичными и вторичными. В первом случае защитные устройства монтируются в самом приводе выключателя и являются его составной частью. Такие реле применяются в основном в электрических сетях, напряжение которых составляет до 1 киловольта.
Подключение вторичных реле осуществляется с помощью трансформатора тока, подключенного напрямую к шине питания или непосредственно к питающему кабелю. Таким образом, ток преобразуется в сторону уменьшения до значения, которое будет восприниматься токовым реле. Получается пропорция тока, поступающего на контакты реле и тока, протекающего в контролируемом проводнике. Это позволяет осуществлять контроль за током с помощью реле, имеющего незначительный токовый диапазон. Например, если кратность трансформатора тока составляет 100/5, то величина тока в сети, которую возможно контролировать, составит 100 А, а токовое реле будет иметь допустимую величину максимального тока 5 А.
Существует несколько подгрупп вторичных реле, получивших широкое распространение и применяющихся во многих областях. В первую очередь, это электромагнитные устройства, а также приборы на интегральных микросхемах, индукционные и дифференциальные.
Принцип работы дифференциальных реле основан на сравнении величины тока, протекающего до и после потребителя. Обычно в качестве такого потребителя рассматривается силовой трансформатор. В нормальном рабочем режиме значение тока до и после защищаемого трансформатора будет одинаковым. Однако при коротком замыкании происходит нарушение этого баланса. В результате срабатывания реле, его контакты замыкаются, и поврежденный участок отключается. Дифференциальные реле используются не только на производстве, но и в быту. Они известны как устройства защитного отключения, предупреждающие утечки тока в приборах и проводниках, защищающие людей от поражения электротоком в случае прямых контактов с корпусом прибора или устройства.
Токовые реле на интегральных схемах известны также, как электронные реле тока. Основой конструкции является полупроводниковая база. Эти приборы могут стабильно работать при повышенной вибрации, благодаря чему они широко используются в промышленном производстве.
Подключение и применение токовых реле
В нормальном рабочем состоянии каждое реле максимального ока должно чутко реагировать на превышение электротоком номинального значения во входной цепи, находящейся под контролем. Когда входной ток увеличивается выше допустимых пределов, происходит переключение выходных контактов, отключающих силовые приборы от электрической сети. Если в дальнейшем ток начинает снижаться и приближаться к номинальному значению, то в этом случае под действием выходного сигнала вновь происходит замыкание цепи и возобновление подачи тока.
Защитные токовые реле устанавливаются не только на промышленных объектах, но и в жилых зданиях. Практически в каждой квартире имеются бытовые приборы и устройства повышенной мощности. Одновременное включение всех таких потребителей нередко вызывает перегрузки в электрической сети. Чтобы предотвратить возникновение подобных ситуаций, все бытовые приборы разбиваются на категории приоритетных и второстепенных. В число приоритетной бытовой техники входят те приборы, для которых отключение от сети будет критичным. Подобные внезапные отключения могут привести к выходу их из строя. Второстепенные устройства могут быть отключены без какого-либо ущерба для себя. В связи с этим, реле максимального тока устанавливается таким образом, чтобы исключить любые перегрузки в питающей сети.
На схеме в качестве примера приведено устройство марки РМТ-101. Данная конструкция позволяет задавать определенное время, в течение которого нагрузка отключается, а затем подается вновь.
Эта модель обладает способностью измерения и контроля токовой нагрузки, при необходимости она может использоваться в качестве цифрового амперметра. Ток в электрической сети может измеряться, не разрывая ее. Для этих целей предусмотрен специальный датчик, встроенный в прибор. Защитное устройство РМТ-101 может подключаться к выносным трансформаторам тока. На его лицевой панели расположены светодиодные и цифровые индикаторы, с помощью которых осуществляется контроль над нагрузкой и текущим значением тока в цепи. Прибор оборудован двумя переключателями, позволяющими выставлять необходимый диапазон измерений, точность определения, а также режим индикации, отображающий текущий или максимальный ток.
Еще одной функцией РМТ-101 является его применение в качестве реле ограничения потребляемого тока. Кроме того, с его помощью может выбираться оптимально заданная нагрузка. Для работы прибора используются два основных режима – минимального и максимального тока. Переключение между режимами осуществляется специальным переключателем из двух положений.
Реле максимального тока широко применяются в промышленности. Они обеспечивают защиту мощных электрических двигателей постоянного и переменного тока и другого оборудования от возможных перегрузок. Наиболее типичным устройством, используемым во многих областях, считается прибор РЭО-401, отображенный на рисунке.
Конструкция этого защитного реле включает в себя два основных узла – электромагнитную систему и размыкающий блок-контакт. Конструкция электромагнитной системы состоит из скобы магнитопровода с ввернутой в нее трубкой. На самой трубке располагается катушка, защищенная изоляционным каркасом. Внутри трубки установлен якорь, свободно перемещающийся вдоль нее. От того, в каком положении якорь находится в трубке, зависит величина тока, при котором срабатывает прибор.
Величину тока срабатывания можно отрегулировать путем изменения положения скобы. После выполнения всех необходимых регулировок она фиксируется специально предусмотренным винтом. После срабатывания устройства, блок-контакты будут оставаться разомкнутыми до тех пор, пока не произойдет снижение тока до номинального значения. После этого якорь будет передвинут в нижнее положение, а под действием пружины контакты замкнутся. Подключение проводов осуществляется на передней части прибора.
