Що таке реле, навіщо воно потрібне і як його вибрати

By Степан Семенчук

Реле – це комутаційний пристрій, що здійснює розмикання або замикання ланцюга в момент, коли змінюються вхідні значення певного параметра (найчастіше струму). Реле дозволяє автоматизувати різні електротехнічні процеси. Говорячи простими словами, реле – це автовимикач, який сприяє з’єднанню або роз’єднанню електричного ланцюга, якщо конкретний параметр досягає заданого значення або зовнішніх факторів. Пристрої знайшли широке застосування у промисловій сфері, вони надзвичайно поширені й у побуті. Реле є у більшості використовуваних нами щодня електричних приладів – воно захищає мережу від критичних значень струму (підвищених чи знижених). У цій статті ми познайомимося із пристроєм реле, різновидами та нюансами вибору вимикача.

Пристрій реле

У стандартному виконанні реле є котушкою із сердечником із заліза, якорем, рухомим і нерухомим контактами. Переміщення рухомого контакту відбувається завдяки якорю – магнітній пластині, що прикріплена до котушки. Котушка отримує сигнал, а контакти включені в електричний ланцюг, яким здійснюється подача електрики абонентам.

Захисне реле може перебувати у двох станах. Перший стан спостерігається, коли якір та сердечник існують ізольовано, а контакти приведені в початкове положення. При іншому стані на котушку подається напруга, що викликає виникнення магнітного поля. Відбувається тяжіння якоря до осердя, переміщення рухомого контакту за допомогою штовхача та перемикання реле. Якщо напруга перестає передаватися, якір приймає вихідне положення.

У більш дорогих моделях складові можуть бути дещо іншими. Однак можна узагальнити особливості всіх видів реле та об’єднати в одну схему. Елементи комутаційного пристрою можуть бути:

  • Сприймають. Частина реле, що відповідає за сприйняття спостережуваної величини та її перетворення.
  • проміжними. Завдяки наявності даного елемента проводиться порівняння контрольованої величини з еталонними значеннями. Якщо спостерігається значне перевищення чи зниження контрольованих параметрів, сигнал подається наступну частину реле — виконавчу.
  • Виконавчими. Цей елемент відповідає за передачу впливу електричних ланцюгів. У результаті ланцюг може розімкнутися або з’єднатися, а також можуть переключитися значення струму.

Характеристики конкретного реле пов’язані з тим, який параметр контролює комутаційний пристрій (це може бути напруга, сила струму або інші величини).

Реле «моніторить» показник напруги в мережі, перманентно заміряючи поточний рівень напруги та еталонні параметри (мінімум та максимум дозволених значень). У спрощених моделях реле порогові значення задані виробником, а в більш дорогих можлива самостійна зміна налаштувань.

Якщо напруга виходить із встановленого діапазону, підвищуючись чи знижуючись, відбувається активація механізму та відключення необхідної ділянки електричного ланцюга. Контроль значень струму відбувається після відключення ланцюга, і коли показник стає нормальним, подача струму відновлюється. Доки показники не нормалізуються, підключення не відбудеться. Реле чутливе до різних змін: якщо обривається нульовий провід, відбувається коротке замикання, перекіс фази та інші небажані події.

Різні побутові прилади зазвичай продовжують нормально функціонувати при незначних відхиленнях напруги від норми, проте при виникненні відчутних стрибків майже завжди відбувається поломка електроприладів і серйозніші наслідки. Реле служить забезпеченням захисту від аварій та «згоряння» техніки.

Чому можуть спостерігатися стрибки напруги

Напруга може виходити зі стандартних діапазонів з різних причин. Іноді перепади мають короткочасний характер, а часом можуть продовжуватися досить довго. Проблема часто викликана:

  • обривом нуля;
  • КЗ нуля із фазою;
  • нерівномірність навантаження.

Захист електричних приладів можливий завдяки:

  • встановлення стабілізатора напруги (досить дороге придбання);
  • застосування реле напруги (вигідніший варіант, що дозволяє заощадити).

Але важливо враховувати той факт, що особливості та завдання у реле та стабілізатора напруги відрізняються. Реле не сприяє підтримці напруги у межах певного діапазону — воно зупиняє подачу напруги, якщо показник відхилився від норми. Стабілізатор напруги через інерційність далеко не у всіх випадках запобігає виникненню перепадів напруги, особливо різких.

До чого призводить підвищення чи зниження напруги

Знижена напруга нерідко стає причиною:

  • недостатньо яскравого освітлення у приміщенні;
  • зайво довге приготування їжі в мікрохвильовій печі, повільне нагрівання води у водонагрівачі і так далі;
  • проблем із запуском компресора.

Знижена напруга може призвести до виходу з ладу холодильників, пральних машин та інших приладів. Підвищена напруга, крім перегрівання, зношування та виходу з ладу техніки, може призводити до пожеж.

Які переваги має реле?

  • Проста конструкція.
  • Можливість проведення ремонту. Реле майже завжди можна повернути до первозданного стану, очистивши від нагару контакти, здійснивши заміну котушки тощо.
  • Незначна величина перехідного контактного опору.
  • Велика кількість допустимих спрацьовувань.

Якщо контактний опір досягає невеликих значень, втрати напруги виявляються мінімальними, попереджається надмірне нагрівання.

Ще однією незаперечною перевагою реле вважається його доступна вартість у порівнянні з іншими способами недопуску перепадів напруги.

Як вибрати реле

Незалежно від різновиду реле, що вибирається, можна позначити ключові характеристики. Отже, щоб підібрати реле, необхідно звернути увагу на таке:

  • Фазність – якщо реле купується для квартири чи будинку, підійдуть однофазні варіанти.
  • Напруга – для побутової електричної мережі актуальне значення 220 В.
  • Потужні характеристики — дозволена потужність установки або електричного ланцюга, керованого реле.
  • Швидкість спрацьовування — часовий проміжок між первинною передачею сигналу про вихід значень за межі норми та включенням/вимкненням електричного ланцюга.
  • Максимальне дозволене значення струму. Ця характеристика буде пов’язана з місцем, де встановлюється комутаційний пристрій. Якщо ви вибираєте реле для будинку чи квартири, можна звернути увагу на моделі на 30-40 А, оскільки електрична проводка не призначена для більших значень. Якщо реле встановлюється на вході в житло, можна придбати варіант із дозволеним значенням струму від 40 А та вище.
  • Діапазон значень напруги. Слід звернути увагу на рамки значень робочої напруги – це величини, при досягненні яких відбуватиметься спрацьовування реле. Наприклад, 180-255 В. У спрощених варіантах комутаційних пристроїв цей діапазон заданий спочатку, а в більш дорогих / складно влаштованих моделях доступне регулювання цих значень.
  • Наявність цифрового індикатора. Цей елемент допомагає візуально оцінювати поточне значення контрольованого показника. Ця частина реле перестав бути обов’язкової, але її наявність — це плюс. Більшість моделей, представлених сьогодні на ринку, має подібний індикатор. Його немає хіба що в найдешевших різновидах реле.
  • Можливість налаштовувати тривалість вимкнення. Цей параметр допомагає встановлювати часовий проміжок, після якого комутаційний пристрій знову здійснить включення навантаження (за умови повернення рівня напруги в нормальні межі). Завдяки наявності такої можливості виключаються дуже часті спрацьовування. Це особливо актуально для моделей з компресорами, в яких час захисного відключення, що рекомендується, не повинен бути менше 5 хвилин.
  • Захист від перегрівання. Термозахист дозволяє максимально убезпечити експлуатацію комутаційного пристрою.

Підбираючи реле, необхідно звертати увагу на перелічені вище нюанси. Це дозволить захистити техніку та мережу від небажаних подій. Вибирається модель відповідно до виду приміщення, де вона застосовуватиметься, а також з урахуванням характеристик підключених до мережі пристроїв. Розуміння найважливіших параметрів дозволить вибрати реле правильно та користуватися пристроєм ефективно та тривало.

Різновиди реле

  • За компонентом виконання: контактні (діють на ланцюг через електричні контакти) та безконтактні (діють на ланцюг за допомогою зміни характеристик вихідних електричних ланцюгів).
  • За способом підключення: первинні (включення проводиться безпосередньо в ланцюг елемента, що захищається, плюс не потрібні додаткові пристрої); вторинні (підключення відбувається із застосуванням трансформаторів, перевага – можливість розташування реле в будь-якому комфортному для користувача місці).
  • За призначенням (захисні, керуючі, сигналізуючі). Реле управління підключаються в електричний ланцюг і покликані вмикати та вимикати певні елементи. Можуть експлуатуватися окремо або як комплектуючі для більш складних пристроїв. Захисні реле включають, відключають і захищають прилади, які мають термоконтакти, наприклад, електричні двигуни або вентилятори. Якщо температура перевищує встановлені значення, відбувається розмикання контактів. Відновлення функціонування обладнання відбувається після того, як термічні контакти остигають до необхідної температури. Реле сигналізації застосовують у різних системах охорони. Такі пристрої формують сигнал, якщо контрольований параметр досяг певної величини. Це може бути струм, температура, тиск та ін.
  • За принципом роботи та видом спостережуваної величини. Електричні реле застосовуються у тому, щоб вмикати чи відключати прилади, блокувати подачу електричної енергії. Дані комутаційні пристрої найчастіше експлуатуються при монтажі великих силових установок там реле працює в ручному режимі. Рідше електричні реле можна використовувати, щоб автоматизувати різні логістичні процеси. Електротеплові варіанти реле мають спеціальні пластини з біметалу, що виконують роль контактів. Під час нагрівання металеві елементи розширюються. Можуть використовуватися як теплові детектори, тимчасові датчики і т. д. Тимчасові реле експлуатуються для управління різними категоріями апаратури на виробництвах. Такі реле мають великі діапазони тимчасових проміжків, що настроюються.

Типи реле напруги

Вилка-розетка. Комутаційний пристрій невеликого розміру, установка якого провадиться в саму розетку. Сучасні варіанти реле мають спеціальне табло, на якому відображається актуальне значення напруги. Реле виду вилка-розетка мають надійний пристрій та простий принцип дії. Цей різновид пристрою застосовується конкретними користувачами, які використовують розетку.

Реле для DIN-рейки. Вид реле напруги, що встановлюється в електрощитовому устаткуванні. Має більший розмір, а також є дорожчим у порівнянні з іншими різновидами. Може функціонувати одразу в кількох режимах роботи, вирішуючи завдання інших типів реле. Такі комутаційні пристрої призначені для експлуатації не конкретним користувачем, а цілим будинком.

Подовжувач. Такий різновид реле є аналогічним першому варіанту – вилка-розетка. Але відмінність полягає в тому, що пристрій має більше однієї розетки. Таким чином, завдяки експлуатації реле-подовжувача можливе підключення кількох електричних приладів. Даний варіант виявляється найбільш зручним, якщо потрібно підключення кількох користувачів, що знаходяться в тому самому місці.

Ще одна класифікація реле напруги пов’язана з кількістю фаз: варіанти бувають однофазними та трифазними. Такий поділ є актуальним для переважної більшості пристроїв захисного відключення. Підбір пристрою в даному випадку здійснюється, виходячи з параметрів конкретної електричної мережі.

Читайте також: