Реле промежуточные EKF РП
Реле промежуточные EKF РП: полный технический обзор и область применения
Реле промежуточные серии РП от компании EKF представляют собой электромагнитные коммутационные аппараты, предназначенные для дискретного расширения контактов в цепях управления, сигнализации, блокировки и автоматики. Они выполняют функцию усилителя-повторителя, позволяя слаботочным контактам контроллеров, датчиков или других реле управлять мощными нагрузками или несколькими независимыми цепями. Основное назначение – гальваническая развязка между цепями управления и силовыми цепями, а также коммутация токов, превышающих возможности выходных модулей систем автоматизации.
Конструктивное исполнение и принцип действия
Реле EKF РП построено на классическом электромагнитном принципе. Основными компонентами являются:
- Электромагнитная система: Состоит из катушки с обмоткой из медного эмалированного провода, сердечника, ярма и подвижного якоря. Катушка рассчитана на определенное номинальное напряжение управления.
- Контактная система: Выполнена на основе серебросодержащих материалов, обеспечивающих низкое переходное сопротивление и высокую износостойкость. Контакты подвижные (закреплены на траверсе, связанной с якорем) и неподвижные.
- Возвратный механизм: Обеспечивает возврат якоря и контактов в исходное положение при снятии напряжения с катушки. В реле РП используется пружинный возврат.
- Система дугогашения: Отсутствует, так как реле предназначено для коммутации цепей управления с малыми постоянными или переменными токами.
- Корпус: Изготовлен из термостойкого пластика (полиамида), прозрачный или непрозрачный, с возможностью установки на DIN-рейку стандарта ТН35. Прозрачная крышка позволяет визуально контролировать состояние контактов и срабатывание.
- AC-15: Коммутация электромагнитных нагрузок переменного тока (катушки контакторов, электромагнитов). Для РП: Ue до 250 В, Ie до 10 А.
- DC-13: Коммутация электромагнитных нагрузок постоянного тока. Для РП: Ue до 30 В, Ie до 5 А; Ue до 220 В, Ie до 0.27 А.
- Определение напряжения цепи управления (катушки реле): 24В DC от источника питания ПЛК, 230В AC от цепи управления.
- Определение необходимого количества и типа контактов: сколько цепей нужно коммутировать и требуется ли переключающая группа.
- Анализ нагрузки: тип (активная, индуктивная), номинальный ток и напряжение в коммутируемой цепи. Ток включения катушек индуктивных аппаратов (контакторов) может в 5-10 раз превышать установившийся.
- Сравнение параметров нагрузки с характеристиками реле для соответствующей категории применения (AC-15, DC-13). Необходим запас по току не менее 20%.
- Выбор исполнения: стандартное или с фиксацией (если требуется сохранять состояние после снятия управляющего сигнала).
- Защита от перенапряжений в цепи катушки: При управлении от полупроводниковых элементов (транзисторов ПЛК) обязательна установка защитного диода или варистора для подавления ЭДС самоиндукции при отключении.
- Коммутация индуктивных нагрузок постоянного тока: Для защиты контактов от дугового разряда и эрозии необходимо использовать RC-цепочки (демпферы) или варисторы, подключаемые параллельно нагрузке.
- Температурный режим: Рабочая температура окружающей среды от -40°C до +50°C. При установке в плотный ряд или в условиях повышенной температуры (+40°C и выше) необходимо учитывать снижение нагрузочной способности контактов.
- Виброустойчивость: Реле устойчивы к вибрациям до 55 Гц с ускорением 5 м/с², что позволяет использовать их в промышленных щитах.
- Против ТТР: Электромагнитные реле имеют более высокое сопротивление в разомкнутом состоянии (практически бесконечное) и меньшее падение напряжения в замкнутом (доли милливольта). Они менее чувствительны к перегрузкам по току и перенапряжениям. Однако они уступают в быстродействии (время срабатывания 10-15 мс против <1 мс у ТТР), имеют ограниченный механический ресурс и создают помехи при коммутации.
- Против контакторов: Реле РП не предназначены для коммутации силовых цепей с токами в десятки и сотни ампер. У них отсутствует дугогасительная камера. Их ключевое преимущество – компактность, низкая стоимость и малое потребление энергии катушкой, что делает их идеальными для цепей управления.
Принцип действия: при подаче номинального напряжения на выводы катушки в магнитной системе возникает магнитный поток, который притягивает подвижный якорь. Якорь через траверсу перемещает подвижные контакты, замыкая или размыкая их с неподвижными. При обесточивании катушки возвратная пружина перемещает якорь в исходное положение.
Технические характеристики и параметры
Серия РП включает несколько модификаций, различающихся количеством и типом контактов, номинальным напряжением катушки и способом подключения. Ключевые параметры представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Основные электрические параметры контактных групп
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение изоляции (Ui) | 500 В | Максимальное напряжение, которое может выдержать изоляция аппарата |
| Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (Uimp) | 6 кВ | Степень защиты от перенапряжений |
| Номинальное рабочее напряжение (Ue) | до 250 В AC / до 30 В DC | Максимальное напряжение в коммутируемой цепи |
| Номинальный рабочий ток (Ie) | до 10 А (AC-15) / до 5 А (DC-13) | При коммутации активной нагрузки |
| Максимальная коммутируемая мощность | ~2500 ВА (AC) / ~90 Вт (DC) | Зависит от категории применения |
| Механическая износостойкость | 30 млн. циклов | Без подачи напряжения на катушку и контакты |
| Электрическая износостойкость | 0.1 — 0.3 млн. циклов | При номинальной нагрузке |
| Сопротивление изоляции | > 100 МОм | Между всеми электрически разъединенными цепями |
| Электрическая прочность изоляции | 6 кВ, 50 Гц, 1 мин | Испытательное напряжение |
Таблица 2. Типы контактных групп и обозначения
| Обозначение в маркировке | Тип контактной группы | Описание |
|---|---|---|
| РП21-1 | 1 переключающий (1з+1р) | Одна группа контактов с общей точкой, способная на замыкание и размыкание. |
| РП21-2 | 2 переключающих (2з+2р) | Две независимые переключающие группы. |
| РП21-3 | 3 переключающих (3з+3р) | Три независимые переключающие группы. |
| РП21-4 | 4 переключающих (4з+4р) | Четыре независимые переключающие группы. |
| РП21-…F | С фиксацией (защелкой) | Реле с механической фиксацией положения контактов после срабатывания. Возврат осуществляется подачей напряжения на вторую катушку сброса. |
Таблица 3. Параметры катушек управления
| Тип напряжения | Диапазон номинальных напряжений | Потребляемая мощность | Диапазон срабатывания |
|---|---|---|---|
| Переменный ток (AC) | 24, 110, 230, 400 В, 50/60 Гц | ~2.2 ВА (вкл.), ~1.7 ВА (удерж.) | 0.8 — 1.1 x Uн |
| Постоянный ток (DC) | 24, 60, 110, 220 В | ~1.8 Вт (вкл.), ~0.9 Вт (удерж.) | 0.8 — 1.1 x Uн |
Категории применения и выбор реле
Выбор реле промежуточного EKF РП должен осуществляться не только по количеству контактов и напряжению катушки, но и по категории применения (по ГОСТ и МЭК 60947-5-1), которая определяет характер коммутируемой нагрузки.
Алгоритм выбора:
Особенности монтажа и эксплуатации
Реле РП монтируются на стандартную DIN-рейку 35 мм. Подключение проводов осуществляется с помощью винтовых зажимов. Сечение подключаемых медных проводников – от 0.5 до 2.5 мм² (до 4 мм² с обжатым наконечником).
Критически важные аспекты эксплуатации:
Сравнение с твердотельными реле (ТТР) и контакторами
Реле промежуточные EKF РП занимают свою нишу между твердотельными реле и контакторами.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Чем отличается реле РП21-1 от РП21-1F?
Ответ: РП21-1 – реле с возвратной пружиной, его контакты возвращаются в исходное состояние сразу после снятия напряжения с катушки. РП21-1F – реле с механической фиксацией (защелкой). После подачи импульса напряжения на катушку «включения» его контакты переключаются и остаются в этом положении даже после снятия напряжения. Для возврата требуется подать напряжение на вторую, независимую катушку «сброса». Это используется для схем памяти и сигнализации.
Вопрос: Можно ли коммутировать реле РП нагрузку 10А 230В AC для управления нагревателем?
Ответ: Да, можно, но с оговорками. Нагрузка нагревателя – активная (категория AC-1, близкая к AC-15). Номинальный ток для AC-15 у РП – до 10А. Однако для длительной и надежной работы рекомендуется выбирать реле с запасом, например, использовать его не на предельном токе, либо распределить нагрузку на несколько контактов, подключенных параллельно (с учетом снижения тока на каждый контакт на 20%). Для чисто активной нагрузки также подойдут реле серии РВ (реле напряжения), но РП более универсальны.
Вопрос: Почему при коммутации катушки контактора на 24В DC контакты реле РП быстро подгорают?
Ответ: Катушка контактора – высокоиндуктивная нагрузка. При размыкании цепи возникает ЭДС самоиндукции, достигающая сотен вольт, что приводит к интенсивному искрению и дуговому разряду между контактами реле, их эрозии и подгоранию. Для защиты необходимо обязательно устанавливать защитный диод, включенный в обратной полярности параллельно катушке контактора (катодом к «+»). Это позволит замкнуть ток самоиндукции и защитить контакты реле.
Вопрос: Какое максимальное сечение провода можно подключить к клеммам реле РП?
Ответ: Согласно технической документации EKF, к винтовым зажимам реле серии РП можно напрямую подключать медные провода сечением от 0.5 до 2.5 мм². Допускается подключение проводов сечением до 4.0 мм², но только при использовании обжатых медных наконечников соответствующего типоразмера.
Вопрос: Можно ли использовать реле РП с катушкой на 230В AC для управления от выхода дискретного модуля ПЛК (24В DC)?
Ответ: Нет, напрямую нельзя. Выход ПЛК (24В DC) и катушка реле (230В AC) имеют несовместимые уровни напряжения и род тока. Для такого управления необходимо использовать дополнительное промежуточное реле с катушкой на 24В DC и контактами, рассчитанными на коммутацию цепи 230В AC, которая уже будет управлять нагрузкой или катушкой более мощного аппарата. Либо использовать реле РП с катушкой на 24В DC.
Заключение
Реле промежуточные EKF серии РП являются надежным, проверенным и экономичным решением для построения цепей управления в промышленных и коммерческих электрощитах. Их широкий модельный ряд по напряжению катушки, количеству и типу контактов, наличие версии с фиксацией покрывает большинство задач дискретной автоматики. Корректный выбор с учетом категории применения, правильный монтаж и обеспечение защиты при коммутации индуктивных нагрузок являются залогом долговечной и безотказной работы аппарата на протяжении всего срока службы. По совокупности характеристик, доступности и соответствию стандартам, реле РП остаются одним из базовых элементов в арсенале проектировщика и монтажника систем электроснабжения и автоматизации.