Реле TDM РН: Полное техническое описание и руководство по применению

Реле TDM РН представляет собой электромеханическое промежуточное реле, предназначенное для коммутации электрических цепей управления, сигнализации, блокировки и контроля в стационарных установках переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 380 В и постоянного тока с напряжением до 220 В. Аппараты серии РН являются ключевым компонентом в схемах релейной защиты, автоматики и управления (РЗА) распределительных устройств (РУ), шкафов автоматики и щитов управления. Конструкция и параметры реле соответствуют требованиям ГОСТ 16121-86 «Реле промежуточные электромагнитные» и другим отраслевым стандартам.

Конструктивные особенности и принцип действия

Реле TDM РН имеет модульную конструкцию, основанную на электромагнитном принципе действия. Основными узлами являются:

• Магнитная система: Состоит из Ш-образного сердечника, катушки управления и ярма. Изготовлена из электротехнической стали для обеспечения минимальных потерь на гистерезис и вихревые токы.
• Подвижная система: Включает якорь, возвратную пружину и траверсу с подвижными контактами. Якорь шарнирно закреплен и при подаче напряжения на катушку притягивается к сердечнику, преодолевая усилие возвратной пружины.
• Контактная система: Выполнена на основе серебросодержащих материалов (например, сплав серебро-никель), что обеспечивает низкое переходное сопротивление, высокую износостойкость и устойчивость к дугообразованию. Контакты могут быть замыкающими (НО), размыкающими (НЗ) или переключающими.
• Корпус: Изготовлен из прозрачного или непрозрачного термостойкого пластика (поликарбонат), позволяющего визуально контролировать положение якоря и состояние контактов. Крепление осуществляется на стандартную DIN-рейку (серии РН21, РН23, РН25) или на монтажную панель с помощью винтов (серии РН10, РН13).
• Клеммы: Винтовые зажимы, рассчитанные на подключение медных или алюминиевых проводов сечением до 2.5 мм².

Принцип действия: при подаче напряжения на катушку управления создается магнитный поток, который намагничивает сердечник. Возникающая электромагнитная сила притягивает якорь, который через траверсу переключает контактные группы. При снятии напряжения с катушки возвратная пружина перемещает якорь и контакты в исходное положение.

Классификация и основные серии

Реле TDM РН классифицируется по нескольким ключевым параметрам, что отражено в его маркировке. Пример: РН21-1ХХ-0Х-ХХХ.

• РН – серия (промежуточное реле).
• 21 – модификация (например, 10, 13, 21, 23, 25, 33, 45).
• 1ХХ – количество и тип контактов (первая цифра – количество пар, последующие – тип: 1 – замыкающие, 2 – размыкающие, 3 – переключающие).
• 0Х – номинальное напряжение катушки.
• ХХХ – климатическое исполнение и категория размещения (например, У3).

Технические характеристики и параметры

Ниже приведены сводные таблицы основных технических характеристик реле TDM РН.

Таблица 1. Общие электрические параметры

Параметр	Значение	Примечания
Номинальное напряжение изоляции, Ui	500 В	По ГОСТ
Номинальное импульсное напряжение, Uimp	6 кВ	Уровень изоляции
Степень загрязнения	3	По ГОСТ 15150
Максимальная коммутируемая мощность	До 1000 ВА (перем. ток) / 60 Вт (пост. ток)	Зависит от модели
Механическая износостойкость	107 циклов	Без подачи напряжения
Электрическая износостойкость	105 циклов	При номинальной нагрузке
Время срабатывания	10-30 мс	Зависит от напряжения катушки
Время отпускания	5-20 мс

Таблица 2. Параметры катушек управления

Тип тока	Номинальное напряжение, В	Потребляемая мощность	Диапазон срабатывания
Постоянный	12, 24, 48, 60, 110, 220	~2.5 Вт (при срабатывании) ~1.5 Вт (удержание)	0.8 – 1.1 Uном
Переменный (50 Гц)	24, 48, 110, 127, 220, 380	~5 ВА (при срабатывании) ~3.5 ВА (удержание)	0.8 – 1.1 Uном

Таблица 3. Коммутационная способность контактов

Тип нагрузки	Номинальный ток, Ie	Максимальное напряжение	Категория применения по ГОСТ
AC-12 (резистивная, оптоизоляция)	10 А	250 В	Управление безиндуктивной нагрузкой
AC-15 (электромагнитные нагрузки, пускатели)	4 А	380 В	Коммутация катушек АВ, КМ, КК
DC-12 (резистивная)	10 А	24 В	Цепи постоянного тока
DC-13 (катушки на постоянном токе)	2 А	220 В	Коммутация индуктивной нагрузки

Области применения и схемы включения

Реле РН применяется в качестве:

• Усилителя контактов: Когда выход слаботочного устройства (контроллера, датчика, таймера) не может коммутировать нагрузку напрямую.
• Размножителя сигналов: Одна команда (например, от защитного реле) через несколько замыкающих контактов РН одновременно подается на несколько цепей (сигнализация, отключение выключателя, запуск АВР).
• Гальванической развязки: Разделение цепей различного напряжения (например, цепь управления 220В AC и цепь сигнализации 24В DC).
• Логического элемента: Реализация простых логических функций (И, ИЛИ) за счет последовательного или параллельного включения контактов.
• Промежуточного элемента в схемах РЗА: Передача сигналов от измерительных реле (токовых, напряжения) на исполнительные органы (отключающие катушки автоматических выключателей).

Типовая схема включения: Катушка реле (выводы А1-А2) подключается к источнику управления через контакты датчика, выключателя или другого реле. Нагрузка (например, катушка пускателя, сигнальная лампа) подключается последовательно с силовыми контактами реле РН к источнику питания. Для защиты полупроводниковых элементов от ЭДС самоиндукции при отключении катушки реле постоянного тока параллельно катушке устанавливается защитный диод (в обратном включении).

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж должен производиться в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Реле устанавливается в шкафу на DIN-рейку или панель в вертикальном положении. Необходимо обеспечить естественную вентиляцию и отсутствие вибраций. При подключении следует соблюдать полярность для реле постоянного тока. Эксплуатация допускается в условиях, указанных в паспорте (температура от -40°С до +40°С для У3, влажность до 80%). Техническое обслуживание включает:

• Внешний осмотр на отсутствие механических повреждений и загрязнений.
• Проверку надежности затяжки винтовых соединений.
• Контроль состояния контактов. При наличии нагара или эрозии контакты зачищаются бархатным надфилем или спиртом. Запрещается использование абразивных материалов.
• Проверку четкости срабатывания и возврата при подаче/снятии напряжения.

Сравнение с аналогами и преимущества

Реле TDM РН конкурирует с такими сериями, как РПЛ (Merz), РП (различные производители), РС (Старт), а также с импортными аналогами (Finder, Omron, ABB). Ключевые преимущества РН:

• Соотношение цена/качество: Высокая надежность при доступной стоимости.
• Наличие и унификация: Широкая доступность на рынке, взаимозаменяемость многих моделей внутри серии.
• Ремонтопригодность: Возможность замены катушки, контактных групп, пружины.
• Визуальный контроль: Прозрачный корпус у большинства моделей.
• Адаптивность: Большой выбор комбинаций контактов и напряжений катушки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается реле РН21 от РН23 и РН25?

Основные отличия заключаются в конструкции корпуса и способе монтажа. РН21 имеет прозрачный корпус и монтируется на DIN-рейку. РН23 также для DIN-рейки, но с возможностью установки выносной планки для группового монтажа. РН25 имеет увеличенное расстояние между контактами и клеммами, что повышает безопасность и удобство монтажа. Электрические параметры схожи.

Можно ли использовать реле РН с катушкой на 220В AC для коммутации цепей постоянного тока?

Да, можно. Тип тока цепи управления (катушки) и тип тока силовой цепи (контактов) независимы. Реле с катушкой на 220В AC может коммутировать как переменный, так и постоянный ток в пределах, указанных в таблице коммутационной способности для контактов. Главное – не превышать установленные значения напряжения и тока для контактной группы.

Что означает обозначение «4НО» в маркировке?

Обозначение «4НО» расшифровывается как «4 нормально открытых (разомкнутых) контакта». В исходном состоянии (без напряжения на катушке) эти контакты разомкнуты. При срабатывании реле они замыкаются. Аналогично, «2НЗ» – два нормально замкнутых контакта, «3П» – три переключающих (перекидных) контакта.

Почему при отключении катушки реле постоянного тока может выходить из строя выходной транзистор контроллера?

Катушка реле обладает значительной индуктивностью. При резком прерывании тока в ней возникает значительная ЭДС самоиндукции (высоковольтный выброс), которая может превышать допустимое обратное напряжение полупроводникового ключа (транзистора, выхода PLC). Для защиты необходимо использовать шунтирующие элементы: диод (для постоянного тока), варистор или RC-цепь (снаббер). Диод включается параллельно катушке в обратном направлении (катодом к «+»).

Как проверить исправность реле РН мультиметром?

1. Проверка катушки: Измерьте сопротивление между выводами А1 и А2. Оно должно составлять от десятков до нескольких тысяч Ом (зависит от напряжения). Обрыв или короткое замыкание свидетельствуют о неисправности.
2. Проверка контактов: В отключенном состоянии измерьте сопротивление между выводами нормально замкнутого контакта – оно должно быть близко к нулю. Для нормально разомкнутого – бесконечность. При ручном нажатии на якорь (имитация срабатывания) показания должны инвертироваться.

Каков средний срок службы реле TDM РН?

Срок службы определяется в основном электрической износостойкостью контактов и зависит от коммутируемой нагрузки. При коммутации номинальной нагрузки (категория AC-15, DC-13) ресурс составляет порядка 100 000 циклов. При работе в слаботочных цепях (сигнализация, опторазвязка) ресурс приближается к механическому (10 млн циклов). В реальных условиях при среднем использовании срок службы может превышать 10 лет.

Допускается ли установка реле РН в один ряд вплотную друг к другу?

Да, компактный дизайн для монтажа на DIN-рейку это предусматривает. Однако при коммутации больших индуктивных нагрузок рекомендуется оставлять небольшой зазор для лучшего теплоотвода. Также необходимо учитывать суммарное тепловыделение от группы реле в закрытом шкафу.