Электромагнитные реле тока и напряжения

Вот эти электромагнитные реле — многие до сих пор путают, где токовые, где напряженческие, а в реальности разница не только в принципе действия, но и в том, как они отказывают в полевых условиях. Сейчас объясню на пальцах, без учебников.

Почему токовые реле капризничают при низких нагрузках

Помню, на подстанции в Новосибирске ставили партию реле ТР-100 — вроде бы проверенные, но при нагрузках ниже 30% номинала начались ложные срабатывания. Разбирались неделю: оказалось, пыль набилась в зазор магнитопровода, плюс температура -40°C сделала пружину жестче. Пришлось вскрывать, чистить спиртом и регулировать усилие вручную.

Коллеги из ООО Юэцин Сутун Электрооборудование как-то поделились наблюдением — их реле серии ST-RU21 на медных шинах вели себя стабильнее, чем на алюминиевых. Я сначала не поверил, пока сам не увидел разницу в 15% по времени срабатывания. Видимо, из-за разного коэффициента расширения материалов.

Кстати, о производителях — китайские компоненты часто ругают, но те же контакты от Сутун в реле напряжения показывают износ в 2 раза медленнее, чем некоторые европейские аналоги. Проверял на прессах с циклом 10 000 включений/сутки.

Напряженческие реле: незаметные проблемы с изоляцией

С реле напряжения РН-50 была история на химкомбинате — через полгода работы начался дрейф уставки. Вскрыли — а там следы сероводородной коррозии на пружинах. Пришлось заказывать версию с покрытием у Сутун, они как раз делают для агрессивных сред.

Многие не проверяют диэлектрическую прочность изоляции катушек после транспортировки. А зря — при ударе может появиться микротрещина, которая проявит себя только при скачке напряжения. Я теперь всегда мегомметром прозваниваю перед установкой.

Заметил, что в панелях с принудительной вентиляцией реле напряжения служат дольше. Видимо, из-за стабильности температурного режима магнитной системы. Но это не панацея — если вентиляция забивается пылью, получаем обратный эффект.

Совместная работа реле в схемах защиты

Самая сложная задача — согласование характеристик. Как-то проектировали систему для насосной станции: токовые реле с выдержкой времени 0,8 с, а напряженческие — 0,3 с. Получили ложное отключение при пуске двигателей. Пришлось пересчитывать уставки с поправкой на переходные процессы.

В каталогах ООО Юэцин Сутун Электрооборудование есть полезные графики зависимости времени срабатывания от температуры — ими часто пренебрегают, а зря. В том же Новосибирске при -45°С реле напряжения срабатывало на 12% медленнее, чем в лаборатории при +20°С.

Интересный момент: при использовании медных проводников сечением менее 2,5 мм2 токовые реле могут недотягивать по чувствительности. Обнаружил это случайно, когда реле не реагировало на КЗ в конце линии 100 метров.

Полевые решения для сложных случаев

На металлургическом заводе в Череповце пришлось модернизировать реле напряжения — добавить внешний подогрев катушки в зимний период. Сделали простейший термостат с нагревательным элементом от старого обогревателя. Работает уже третий год.

Для реле тока в условиях вибрации (например, рядом с прессами) разработали простой демпфер — резиновые прокладки между реле и DIN-рейкой. Удивительно, но это снизило количество ложных срабатываний на 40%.

Коллеги из Китая подсказали трюк: если нет реле с нужным диапазоном уставок, можно использовать шунтирующие резисторы параллельно катушке напряжения. Проверил — работает, но КПД падает на 7-10%.

Ошибки монтажа которые дорого обходятся

Самая частая — неучет магнитного поля соседних аппаратов. Видел случай, когда реле тока, установленное в 10 см от пускателя, постоянно срабатывало при его включении. Решили экранированием стальным листом толщиной 2 мм.

Еще момент — затяжка контактных зажимов. Слишком слабо — нагрев, слишком сильно — деформация контактов. Для реле от Сутун нашел оптимальный момент 1,5 Н·м, хотя в документации указан диапазон 1,2-2,0 Н·м.

Забывают про воздушные зазоры — при плотной компоновке в шкафу нарушается теплоотвод. Как следствие — дрейф характеристик. Особенно критично для реле напряжения с термокомпенсацией.

Перспективы и личные наблюдения

Современные электромагнитные реле постепенно вытесняются полупроводниковыми, но в условиях помех и перегрузок старые добрые электромагнитные системы пока надежнее. По крайней мере, их проще починить в полевых условиях.

Заметил, что производители вроде ООО Юэцин Сутун Электрооборудование стали делать гибридные решения — электромагнитное реле плюс электронная плата защиты. Интересный компромисс между надежностью и функциональностью.

Лично я бы не стал полностью отказываться от классических реле тока и напряжения — они переживут не один апокалипсис. Проверено на практике: после грозового перенапряжения, когда сгорела вся электроника, электромагнитные реле продолжали исправно работать.