Чем отличается реле от контактора: особенности и отличия

Эксперт: Константин Борисович Поляков

При проектировании электросетей различных уровней сложности (включая не только количество конечных потребителей, но их электротехнические характеристики) разработчики сталкиваются с необходимостью автоматизации размыкания и замыкания цепи. К счастью, в соответствующих устройствах недостатка нет. На рынке можно найти десятки моделей реле и контактов, рассчитанных как на слаботочные, так и на сильноточные системы.

Но в этом же и кроется проблема. Не всегда очевидно, какое конкретно приспособление размыкания или замыкания электросети лучше использовать. И если по электротехническим параметрам всё понятно, то принцип действия не так очевиден.

И поэтому в этом материале мы рассмотрим, чем отличается реле от контактора, особенности их использования и принципиальные отличия двух категорий устройств.

Особенности сетей с различными уровнями индуктивности

Одна из важнейших проблем, которые требуется решить при проектировании электрических сетей – дуговые разряды на контактах ключей. Они могут возникать даже в домашних условиях – например, при включении в розетку некачественного зарядного блока для смартфона или ноутбука можно наблюдать крошечную кратковременную вспышку. Она и называется дуговым разрядом.

Дуговые разряды (электрические дуги) характеризуются значительным напряжением из-за разности потенциалов на сторонах. При этом сила тока может быть совсем незначительной. Так, например, дуговые разряды можно наблюдать при расчёсывании длинных волос гребнями из синтетических материалов – и проскакивающие «искры» однозначно не способны убить человека. При этом их напряжение может составлять десятки тысяч вольт.

Электрические дуги, возникающие на контактах ключей (выключателей, реле, даже розеток), имеют схожую природу, но при этом куда более разрушительное действие. Из-за того, что они мгновенно поднимают температуру поверхности, на которой возникают, они могут просто расплавить металл. Собственно, именно поэтому они применяются при сварке.

Кроме того, согласно закону Джоуля-Ленца, при возникновении электрической дуги значительно растёт сила тока. По сути, наблюдается что-то вроде короткого замыкания, но при этом не приводящего (в краткосрочном представлении) к повреждению устройств или цепи.

В сетях переменного электротока дуговые разряды возникают в первую очередь из-за индукции. Точнее, при подключении конечных потребителей со значительной индуктивностью. Это обусловлено сразу несколькими физическими законами, включая даже формирование реактивных токов.

В электросетях, в которых устанавливаются конечные потребители с высоким уровнем индуктивности, использование реле нецелесообразно и даже опасно. Классический механизм этого ключа подразумевает просто соединение двух контактов для образования цепи – по времени, по команде, по температуре или вследствие других внешних факторов в зависимости от типа и предназначения устройства. Но, в любом случае, такой механизм переключения приводит к образованию дуги. А она, в свою очередь, характеризуется высокой опасностью для самого реле.

Чем отличается пускатель от контактора согласно ГОСТ и правил.

Даже среди профессиональных электриков нередко возникают жаркие споры, какой коммутационный аппарат считать пускателем, а какой контактором.
Не особо разбирающиеся, и то и другое попросту называют пускачами. Что уж говорить о рядовых потребителях, которые с этими устройствами могут столкнуться всего пару раз за всю жизнь.

Некоторые ошибочно в первую очередь смотрят на дугогасительные камеры, считая, что если они есть, тогда перед ними контактор.

Якобы они нужны для гашения токов, начиная с 5-й величины. Пятая величина – ток равный I=100А.

При этом думая, что пускатель рассчитан только на малые токи (до 100А).

Сторонники данной классификации даже придумали собственную градацию:

реле – это устройства для малых токов

пускатели – для средних

контакторы – для больших токов

Все это конечно не соответствует действительности. В таких заблуждениях, скорее всего, виновата одна довольно популярная марка, а именно ПМЛ.
У этих моделей пускатели рассчитаны на токи от 10 до 100А, а контакторы от 10 до 800А. Отсюда и пошла неразбериха.

Якобы, если устройство более 100А, значит оно относится к контакторам. На некоторых упаковках даже указываются, казалось бы, прямо противоположные надписи. С одной стороны пишется:

ПМ – пускатель магнитный

И тут же с другой:

Чему верить и что говорят об этом правила и документация? Чтобы это понять, в первую очередь найдем определения этих устройств и посмотрим в чем заключаются отличия.

Когда целесообразно использовать реле

Не стоит думать, что классические реле предназначены для использования исключительно в слаботочных (бытовых или некоторых промышленных) линиях. Эти приспособления хорошо показывают себя в различных условиях. Например, в авиации часто используются реле, коммутирующие постоянные электротоки с силой в сотни ампер.

Главная особенность этих электромеханических устройств – они не рассчитаны на горение дугового разряда. Их контакты могут физически повреждаться при появлении этого эффекта, что приводит к потере функциональности и другим негативным последствиям – вплоть до короткого замыкания или уничтожения конечного оборудования.

Реле хорошо подходят для коммутации вторичных цепей, в которые включены конечные потребители с низкой индуктивностью. Например, лампы и системы освещения, сигнализации, маломощные электроприборы. Идеально, если в подключённой оборудовании в принципе нет электромоторов или других функциональных элементов, характеризующих значительным уровнем индукции.

В то же время, напряжение и сила тока значения не имеют. Существуют и слаботочные реле, применяющиеся для использования в бытовых сетях, и сильноточные, ориентированные на коммутирование постоянных электротоков с большим числом ампер. Главное – это именно вопрос индукции и, как следствие, образования «искр».

Кстати, блоки питания, преобразующие переменный ток в постоянный с понижением напряжения и силы, относятся к устройствам со сравнительно значительной индукцией. Поэтому для их коммутации лучше не использовать реле. И ещё из-за этого они иногда «искрят» при включении в розетку.

Что такое реле?

Реле — это коммутаторы, предназначенные для управления цепями с помощью электрических сигналов малой мощности. Оно действует как связующее звено между электрической цепью, которой необходимо управлять, и цепями, которые ее контролируют. За счет использования реле сохраняется гальваническая развязка между управляющими и управляемыми цепями.

Реле работает таким образом, что оно имеет две стороны, а именно первичную и вторичную. В первичной стороне присутствует катушка, питаемая маломощным источником постоянного или переменного тока, который представляет собой не что иное, как управляющий сигнал. В то время как вторичная сторона образует соединение с нагрузкой, которую необходимо контролировать (вентиляторы, насосы, лампы, компрессоры и другие электрические приборы).

Электромагнитная катушка создает магнитное поле, когда через нее проходит ток. С помощью пружины якорь соединяется с концом катушки и притягивается к ней, когда на катушку подается питание. Когда катушка обесточена, якорь принимает нормальное положение. Таким образом, цепь замыкается или размыкается (зависит от типа контакта — нормально открытый или нормально закрытый), и нагрузка получает электрическую энергию и работает соответственно.

Когда целесообразно использовать контакторы

Контакторы предназначены для коммутации сетей переменного тока, в которые подключены потребители с высокой индуктивностью. Они не устойчивы к дуговому разряду, а всячески пытаются избежать его появления. Для этого они оснащаются дополнительными защитными компонентами различных типов, одного или нескольких:

1. Дугогасительными камерами. Это специальные решётки, которые нейтрализуют «искры». Дуга, проходя между металлическими пластинами, увеличивает свою длину – и тем самым охлаждается вплоть до полного гашения;
2. Механически подвижными контактами, которые подходят для активной коммутации. Большинство контакторов бытового и промышленного назначения ориентированы на частоту переключения от 30 до 3600 действий (циклов включения-выключения) ежечасно;
3. Отдельной цепью управления. В ней циркулирует вспомогательный электроток, имеющий значительно более низкое напряжение, чем в основной.

Благодаря всем этим конструкционным и технологическим особенностям контакторы подходят для управления сетями с подключёнными потребителями значительной индуктивности – от бытового оборудования с электромоторами (холодильники, стиральные машины, вентиляторы) до промышленных станков.

Кроме того, стоит отметить, что оборудованию с электромоторами свойственно потреблять значительно более высокие токи на старте, чем в процессе работы. При запуске двигателя мощность пиково повышается – равно как и сила (в амперах) – что и приводит к перенагрузке линии. Часто реле, ориентированные на использование в слаботочных сетях, не выдерживают таких перегрузок. С контакторами таких проблем не наблюдается.

Аналогично не стоит думать, что контактор – устройство для использования в сильноточных сетях. Существуют модели, ориентированные на бытовое применение. Например, на рынке можно найти контакторы, рассчитанные на номинальное напряжение в 230 вольт и силу тока в 10 ампер. В этом случае их катушки подключаются к вспомогательным 110-вольтным цепям.

Что такое контактор?

Электрическое устройство, предназначенное для частого включения / отключения силовых электрических цепей, известно как контактор. Силовые цепи управляются контакторами с прочными контактами, что обеспечивает их безопасное включение / отключение.

Подобно работе реле, контакторы управляются катушкой (соленоидом). Однако, в отличие от реле, он имеет дугогасящую камеру, обеспечивающую гашение дуги, образующейся при разрыве контактов под нагрузкой. В контакторах из-за притяжения якоря подвижный контакт образует соединение с неподвижным контактом. Однако после обесточивания катушки управления выпадение якоря разъединяет подвижный контакт и неподвижный контакт.

Здесь следует отметить, что в открытом состоянии магнита (якоря) существует большой воздушный зазор, поэтому реактивное сопротивление низкое. После того, как на катушку подано напряжение, она потребляет большой ток, из-за которого якорь втягивается, уменьшая воздушный зазор. Это увеличивает реактивное сопротивление и снижает ток катушки. В этом случае ток катушки падает до уровня намагничивающего тока, который удерживает контактор в замкнутом состоянии преодолевая силу пружины.

Сравнение реле и контакторов

Итак, подведём итоги, сравнив эти два типа приспособлений для коммутации электросетей.

Если планируется подключать оборудование, которое при старте потребляет повышенные токи или при работе характеризуется высокой индуктивностью и/или созданием реактивного напряжения – целесообразно применять контакторы. В остальных случаях будет достаточно реле.

Вывод

Следовательно, мы можем сказать, что реле подходят для схем с «однофазным питанием», поэтому используются в схемах автоматизации и защиты, таких, как управление двигателями, электронасосы и другие цепи управления. Хотя контакторы подходят для трехфазных сетей, они часто используются для управления питанием асинхронных двигателей, трансформаторов, конденсаторных батареях (компенсаторах реактивной мощности) и других силовых электрических цепях.

Схема управления пускателем на 220 В

Один мудрец сказал: есть 44 схемы подключения кнопок к магнитному пускателю, из которых 3 работают, а остальные – нет. Но правильная – только одна. Про нее и поговорим (смотри схему ниже).

Подключение силовых цепей лучше оставить на потом. Так будет проще доступ к винтам катушки, которые всегда перекрываются проводами основной цепи. Для питания цепей управления используем один из фазных контактов, от которой проводник отправляем на один из выводов кнопки «Стоп».

Это может быть или проводник, или жила кабеля.

От кнопки стоп пойдут уже два провода: один к кнопке «Пуск», второй – на блок-контакт пускателя.

Для этого между кнопками ставится перемычка, а к одной из них в месте ее подключения добавляется жила кабеля к пускателю. Со второго вывода кнопки «Пуск» тоже идут два провода: один на второй вывод блок-контакта, второй – к выводу «А1» катушки управления.

При подключении кнопок кабелем перемычка ставится уже на пускателе, к ней подключается третья жила. Второй вывод от катушки (А2) подключается к нулевой клемме. В принципе нет разницы, в каком порядке подключать вывода кнопок и блок-контакта. Желательно только именно вывод «А2» катушки управления соединить с нулевым проводником. Любой электрик ожидает, что нулевой потенциал будет только там.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Теперь можно подключить провода или кабели силовой цепи, не позабыв о том, что рядом с одним из них на входе присутствует провод на схему управления. И только с этой стороны на пускатель подается питание (традиционно – сверху). Попытка подключить кнопки на выход пускателя ни к чему не приведет.

Подключение теплового реле в схему пускателя

Тепловое реле используется для защиты электродвигателя от перегрузки. Конечно, автоматическим выключателем он защищается при этом все равно, но его теплового элемента для этой цели недостаточно. И его нельзя настроить точно на номинальный ток мотора. Принцип работы теплового реле тот же, что и в автоматическом выключателе.

Ток проходит по греющим элементам, если его величина превысит заданную – отгибается биметаллическая пластинка и переключает контактики.

В этом есть еще одно отличие от автоматического выключателя: само тепловое реле ничего не отключает. Оно просто дает сигнал к отключению. Который нужно правильно использовать.

Силовые контакты теплового реле позволяют подключать его к пускателю напрямую, без проводов. Для этого каждый модельный ряд изделий взаимно дополняет друг друга. Например, ИЭК выпускает тепловые реле для своих пускателей, АВВ – своих. И так у каждого производителя. Но изделия разных фирм не стыкуются друг с другом.

Тепловые реле также могут иметь два независимых контакта: нормально замкнуты и нормально разомкнутый. Нам понадобится замкнутый – как в случае с кнопкой «Стоп». Тем более, что и функционально он будет работать так же, как эта кнопка: разрывать цепь питания катушки пускателя, чтобы он отпал.

Теперь потребуется врезать найденные контакты в схему управления. Теоретически это можно сделать почти в любом месте, но традиционно он подключается после катушки.

В описанном выше случае для этого потребуется от вывода «А2» отправить провод на контакт теплового реле, а от второго его контакта – уже туда, где до этого был подключен проводник. В случае с управлением от 220 В это – нулевая шинка, с 380 В – фаза на пускателе. Срабатывание теплового реле у большинства моделей никак не заметно.

Для возврата его в исходное состояние на панели прибора есть небольшая кнопочка, которая перекидывает контакты при нажатии. Но это нужно делать не сразу, а дать реле остыть, иначе контакты не зафиксируются. Перед включением в работу после монтажа кнопку лучше нажать, исключив возможное переключение контактной системы в ходе транспортировки из-за тряски и вибраций.

Интересное видео о работе магнитного пускателя:

Магнитный пускатель

Теперь о том, на что следует обратить внимание, рассматривая сам пускатель перед его подключением. Самое важное – напряжение катушки управления, которое указано либо на ней самой, либо неподалеку. Если надпись гласит 220 В АС (или рядом с 220 стоит значок переменного тока), то для работы схемы управления потребуется фаза и ноль.

Интересное видео о работе магнитного пускателя смотрите ниже:

Если же это 380 В АС (того же переменного тока), то управлять пускателем будут две фазы. В процессе описания работы схемы управления будет понятно, в чем отличие.

При любых других значениях напряжения, наличии знака постоянного тока или букв DC подключить изделие к сети не получится. Оно предназначено для других цепей.

Еще нам потребуется использовать дополнительный контакт пускателя, называемый блок-контактом. У большинства аппаратов он маркируется цифрами 13НО (13NO, просто 13) и 14НО (14NO, 14).

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Буквы НО означают «нормально открытый», то есть замыкается он только на притянутом пускателе, что при желании можно проверить мультиметром. Встречаются пускатели, имеющие нормально замкнутые дополнительные контакты, они не годятся для рассматриваемой схемы управления.

Силовые контакты предназначены для подключения нагрузки, которой они и управляют.

У разных производителей их маркировка отличается, но при их определении сложностей не возникает. Итак, крепим пускатель к поверхности или DIN-рейке в месте его постоянной дислокации, прокладываем силовые и контрольные кабели, начинаем подключение.

Реле задержки времени 220В

Прибор, смысл функционирования которого заключен в создании условий, где устройства электрической цепи работают в режиме определенной последовательности, называется реле времени. К примеру, если нужно создать режим включения нагрузки не мгновенно по приходе управляющего сигнала, а через установленный период, применяют определенную систему. Различают следующие виды названного оборудования:

• Реле времени 220В электронного типа. Они могут обеспечить временную выдержку в пределах долей секунд и вплоть нескольких тысяч часов. Их можно программировать. Потребление энергии такими устройствами незначительно, а габариты малы.
• С временем замедления на электромагните для питающих цепей постоянного тока. Схема основана на двух электромагнитных катушках, в которых одновременно возникают магнитные потоки, направленные в противоположную сторону и таким образом ослабляющие друг друга на время задержки срабатывания.
• Устройства, где время срабатывания замедляется при помощи пневматического процесса. Выдержка может быть в пределах 0.40-180.00 секунд. Задержка срабатывания демпфера пневматического осуществляется регулировкой воздухозаборника.
• Приборы на анкерном механизме либо часовой схеме.