Co je relé, proč je potřeba a jak jej vybrat

Relé je spínací zařízení, které otevírá nebo uzavírá obvod, když se změní vstupní hodnoty určitého parametru (nejčastěji proudu). Relé umožňuje automatizovat různé elektrické procesy. Jednoduše řečeno, relé je jistič, který usnadňuje připojení nebo odpojení elektrického obvodu, pokud určitý parametr dosáhne předem stanovené hodnoty nebo v důsledku vnějších faktorů. Zařízení jsou široce používána nejen v průmyslové sféře, jsou také velmi běžné v každodenním životě. Relé se nachází ve většině elektrických spotřebičů, které používáme každý den – chrání síť před kritickými hodnotami proudu (vysoké nebo nízké). V tomto článku se seznámíme s konstrukcí relé, typy a nuancemi výběru přepínače.

Relé je ve standardním provedení cívka s železným jádrem, kotvou, pohyblivými a pevnými kontakty. K pohybu pohyblivého kontaktu dochází díky kotvě – magnetické desce připevněné k cívce. Cívka přijímá signál a kontakty jsou součástí elektrického obvodu, kterým je elektřina dodávána účastníkům.

Ochranné relé může být ve dvou stavech. První stav je pozorován, když kotva a jádro existují v izolaci a kontakty jsou uvedeny do své původní polohy. V jiném stavu je na cívku přivedeno napětí, které způsobí, že se objeví magnetické pole. Kotva se přitáhne k jádru, pohyblivý kontakt se posune pomocí tlačníku a sepne relé. Pokud se napětí přestane přenášet, kotva se vrátí do původní polohy.

U dražších modelů se komponenty mohou mírně lišit. Je však možné zobecnit vlastnosti všech typů relé a spojit je do jednoho obvodu. Prvky spínacího zařízení mohou být:

• Vnímače. Část relé zodpovědná za vnímání pozorované veličiny a její transformaci.
• Střední. Díky přítomnosti tohoto prvku je kontrolovaná hodnota porovnávána s referenčními hodnotami. Pokud dojde k výraznému zvýšení nebo snížení řízených parametrů, je signál odeslán do další části relé – výkonné části.
• Výkonný. Tento prvek je zodpovědný za přenos vlivu na elektrické obvody. V důsledku toho se obvod může otevřít nebo připojit a aktuální hodnoty se mohou změnit.

Charakteristika konkrétního relé souvisí s tím, který parametr spínací zařízení ovládá (může to být napětí, proud nebo jiné veličiny).

Relé „hlídá“ indikátor napětí v síti, trvale měří aktuální úroveň napětí a referenční parametry (minimální a maximální povolené hodnoty). U zjednodušených modelů relé jsou prahové hodnoty nastaveny výrobcem, zatímco u dražších je možné nastavení změnit sami.

Pokud napětí opustí přednastavený rozsah, zvýší se nebo sníží, mechanismus se aktivuje a požadovaný úsek elektrického obvodu se vypne. Aktuální hodnoty jsou monitorovány i po vypnutí obvodu, a když se indikátor dostane do normálu, obnoví se dodávka proudu. Dokud se indikátory nevrátí k normálu, spojení nenastane. Relé je citlivé na různé změny: pokud dojde k přerušení nulového vodiče, dojde ke zkratu, nevyváženosti fází a dalším nežádoucím událostem.

Různé domácí spotřebiče zpravidla nadále normálně fungují i ​​s malými odchylkami napětí od normy, ale když dojde k významným přepětím, elektrické spotřebiče se téměř vždy porouchají a mají vážnější následky. Relé poskytuje ochranu proti nehodám a vyhoření zařízení.

Proč může docházet k napěťovým rázům

Napětí může být z různých důvodů mimo standardní rozsahy. Někdy jsou rozdíly krátkodobé a někdy mohou trvat poměrně dlouho. Problém je často způsoben:

• nulová přestávka;
• Nulová zkrat s fází;
• nerovnoměrné zatížení.

Ochrana elektrických zařízení je možná díky:

• instalace stabilizátoru napětí (docela drahý nákup);
• použití napěťového relé (výnosnější možnost, která vám umožní ušetřit peníze).

Je však důležité vzít v úvahu skutečnost, že vlastnosti a úkoly relé a stabilizátoru napětí se liší. Relé nepomáhá udržovat napětí v určitém rozsahu – zastaví dodávku napětí, pokud se indikátor odchyluje od normy. Stabilizátor napětí díky své setrvačnosti nezabrání ve všech případech vzniku poklesů napětí, zejména náhlých.

K čemu zvýšení nebo snížení napětí vede?

Nízké napětí často způsobuje:

• nedostatečně jasné osvětlení v místnosti;
• příliš dlouhé vaření v mikrovlnné troubě, pomalý ohřev vody v ohřívači vody a tak dále;
• problémy se startováním kompresoru.

Nízké napětí může vést k poruše ledniček, praček a dalších elektrických spotřebičů. Zvýšené napětí může kromě přehřátí, opotřebení zařízení vést k požárům.

Jaké jsou výhody relé?

• Jednoduchá konstrukce.
• Možnost oprav. Relé lze téměř vždy vrátit do původního stavu vyčištěním kontaktů od karbonových usazenin, výměnou cívky atp.
• Nevýznamná hodnota přechodového přechodového odporu.
• Velký počet přípustných operací.

Pokud přechodový odpor dosáhne nízkých hodnot, ztráty napětí jsou minimální a zabrání se nadměrnému zahřívání.

Další nespornou výhodou relé je jeho přijatelná cena ve srovnání s jinými metodami prevence napěťových rázů.

Jak vybrat relé

Bez ohledu na typ zvoleného relé lze identifikovat klíčové charakteristiky. Chcete-li tedy vybrat relé, musíte věnovat pozornost následujícímu:

• Fáze – pokud je relé zakoupeno pro byt nebo dům, jsou vhodné jednofázové varianty.
• Napětí – pro domácí elektrickou síť je aktuální hodnota 220 V.
• Výkonové charakteristiky – povolený výkon instalace nebo elektrického obvodu ovládaného relé.
• Rychlost odezvy je časový interval mezi počátečním přenosem signálu, že hodnoty jsou mimo normální rozsah, a zapnutím/vypnutím elektrického obvodu.
• Maximální povolená hodnota proudu. Tato charakteristika bude souviset s místem, kde je spínací zařízení instalováno. Pokud vybíráte relé pro dům nebo byt, možná se budete chtít poohlédnout po modelech 30-40 A, protože elektrické vedení není dimenzováno na vyšší hodnoty. Pokud je relé instalováno u vchodu do domu, můžete si zakoupit doplněk s povolenou hodnotou proudu 40 A a vyšší.
• Rozsah napětí. Měli byste věnovat pozornost rozsahu hodnot provozního napětí – to jsou hodnoty, při kterých bude relé pracovat. Například 180-255 V. U zjednodušených verzí spínacích zařízení je tento rozsah nastaven zpočátku a u dražších/složitějších modelů je k dispozici úprava těchto hodnot.
• Přítomnost digitálního indikátoru. Tento prvek pomáhá vizuálně posoudit aktuální hodnotu sledovaného ukazatele. Tato část relé není povinná, ale její přítomnost je vždy plus. Většina modelů na dnešním trhu má podobný ukazatel. Nenachází se kromě nejlevnějších typů relé.
• Schopnost přizpůsobit dobu vypnutí. Tento parametr pomáhá nastavit dobu, po které spínací zařízení opět zapne zátěž (za předpokladu, že se úroveň napětí vrátí do normálních mezí). Díky této vlastnosti odpadá příliš časté spouštění. To platí zejména pro modely s kompresory, u kterých by doporučená doba ochranného vypnutí neměla být kratší než 5 minut.
• Ochrana proti přehřátí. Tepelná ochrana umožňuje maximalizovat bezpečnost provozu spínacího zařízení.

Při výběru relé je třeba věnovat pozornost výše uvedeným nuancím. To ochrání zařízení a síť před nežádoucími incidenty. Model je vybrán v souladu s typem místnosti, kde bude použit, a také s ohledem na vlastnosti zařízení připojených k síti. Pochopení nejdůležitějších parametrů vám umožní správně vybrat relé a používat zařízení efektivně a dlouhodobě.

• Podle konstrukčního prvku: kontaktní (působí na obvod prostřednictvím elektrických kontaktů) a bezkontaktní (působí na obvod změnou charakteristik výstupních elektrických obvodů).
• Způsobem připojení: primární (připojení se provádí přímo do obvodu chráněného prvku, navíc nejsou potřeba žádná další zařízení); sekundární (připojení probíhá pomocí transformátorů, výhodou je možnost umístění relé na libovolné místo pohodlné pro uživatele).
• Podle účelu (ochranné, ovládací, signalizační). Ovládací relé jsou připojena k elektrickému obvodu a jsou určena k zapínání a vypínání určitých prvků. Mohou být použity samostatně nebo jako komponenty pro složitější zařízení. Bezpečnostní relé zapínají, vypínají a chrání zařízení s tepelnými kontakty, jako jsou elektromotory nebo ventilátory. Pokud teplota překročí nastavené hodnoty, kontakty se otevřou. K obnovení funkce zařízení dochází po ochlazení tepelných kontaktů na požadovanou teplotu. Poplachová relé se používají v různých bezpečnostních systémech. Taková zařízení generují signál, pokud řízený parametr dosáhl určité hodnoty. Může to být proud, teplota, tlak atd.
• Podle principu činnosti a typu sledované veličiny. Elektrická relé se používají k zapínání nebo vypínání zařízení a blokování dodávky elektrické energie. Tato spínací zařízení se často používají při instalaci velkých elektráren – kde relé pracuje v ručním režimu. Méně často lze elektrická relé použít k automatizaci různých logistických procesů. Verze elektrotepelných relé mají speciální bimetalové desky, které fungují jako kontakty. Při zahřívání se kovové prvky roztahují. Lze je použít jako tepelné detektory, časové senzory atd. Časová relé se používají k ovládání různých kategorií zařízení ve výrobě. Taková relé mají velké rozsahy nastavitelných časových intervalů.

Typy napěťových relé

Zástrčka-zásuvka. Malé spínací zařízení, které je instalováno v samotné zásuvce. Moderní verze relé mají speciální displej, který zobrazuje aktuální hodnotu napětí. Relé zásuvkového typu mají spolehlivou konstrukci a jednoduchý princip činnosti. Tento typ zařízení používají konkrétní uživatelé, kteří zásuvku používají.

Relé na DIN lištu. Typ napěťového relé instalovaného v zařízení elektrického rozvaděče. Má působivější velikost a je také dražší ve srovnání s jinými odrůdami. Může pracovat v několika provozních režimech najednou, čímž řeší problémy jiných typů relé. Taková spínací zařízení nejsou určena pro použití konkrétním uživatelem, ale celým domem.

Prodlužovací kabel. Tento typ relé je podobný první možnosti – zástrčka-zásuvka. Rozdíl je ale v tom, že zařízení má více než jednu zásuvku. Díky použití prodlužovacího relé je tedy možné připojit více elektrických zařízení najednou. Tato možnost se ukazuje jako nejvhodnější, pokud potřebujete připojit několik uživatelů umístěných na stejném místě.

Další klasifikace napěťových relé souvisí s počtem fází: existují jednofázové a třífázové možnosti. Toto oddělení je relevantní pro velkou většinu proudových chráničů. Výběr zařízení se v tomto případě provádí na základě parametrů konkrétní elektrické sítě.