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.

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.

• 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.

Алгоритм выбора:

1. Определение напряжения цепи управления (катушки реле): 24В DC от источника питания ПЛК, 230В AC от цепи управления.
2. Определение необходимого количества и типа контактов: сколько цепей нужно коммутировать и требуется ли переключающая группа.
3. 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.
4. Сравнение параметров нагрузки с характеристиками реле для соответствующей категории применения (AC-15, DC-13). Необходим запас по току не менее 20%.
5. Выбор исполнения: стандартное или с фиксацией (если требуется сохранять состояние после снятия управляющего сигнала).

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:

• 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.

Сравнение с твердотельными реле (ТТР) и контакторами

Реле промежуточные EKF РП занимают свою нишу между твердотельными реле и контакторами.

• 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.

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.