Skillnaden mellan ett relä och en kontaktor: Funktioner och skillnader

Vid utformning av kraftnät med olika komplexitetsnivåer (som inte bara omfattar antalet slutanvändare utan även deras elektriska egenskaper) ställs konstruktörerna inför behovet av att automatisera öppning och stängning av kretsar. Lyckligtvis finns det ingen brist på lämpliga prylar. Dussintals relä- och kontaktmodeller finns på marknaden för låg- och högströmssystem.

Men det är just där problemet ligger. Det är inte alltid uppenbart vilken anordning som är bäst för att öppna eller stänga strömförsörjningen. De elektriska egenskaperna är tydliga, men inte principen.

Därför ska vi i den här artikeln titta på skillnaderna mellan reläer och kontaktorer, hur de används och de grundläggande skillnaderna mellan de två kategorierna av enheter.

Egenskaper hos nät med olika nivåer av induktans

En av de största utmaningarna vid utformning av elektriska nätverk är ljusbågar i kontakterna på nycklar. De kan till och med inträffa hemma – om du ansluter en felaktig laddare till en smartphone eller bärbar dator kan du till exempel se en liten, kort elektrisk blixt. Det kallas bågfel.

Bågfel (elektriska bågar) kännetecknas av höga spänningar på grund av en potentialskillnad mellan kontaktorns två sidor. Strömstyrkan kan vara ganska liten. Ljusbågsströmmar kan till exempel ses när man kammar långt hår med en kam av syntetiskt material – och de ”gnistor” som sprids är osannolikt att de dödar någon. Deras spänningar kan uppgå till tiotusentals volt.

Elektriska ljusbågar som uppstår vid kontakterna i strömbrytare (strömbrytare, reläer, till och med uttag) är av liknande slag, men med en mycket mer destruktiv effekt. Eftersom de omedelbart höjer temperaturen på den yta där de uppstår kan de helt enkelt smälta metallen. Det är därför de används vid svetsning.

Och enligt Joule-Lenz-lagen ökar strömstyrkan avsevärt om det uppstår en elektrisk båge. De liknar kortslutningar, men orsakar inte (på kort sikt) skador på utrustning eller kretsar.

I elektriska växelströmsnätströmmar skapas ljusbågar främst av induktion. När det gäller anslutning av slutkonsumenter med betydande induktans. Detta beror på flera fysikaliska lagar, bland annat bildandet av reaktiva strömmar.

Användning av reläer är inte tillrådligt eller till och med farligt i nät där slutkonsumenter med höga induktansnivåer är installerade. Den klassiska mekanismen för armaturbrytare innebär helt enkelt att två kontakter ansluts för att bilda en krets – i tid, på kommando, av temperatur eller på grund av andra externa faktorer, beroende på enhetens typ och funktion. Men i vilket fall som helst kommer en sådan omkopplingsmekanism att resultera i en ljusbåge. Detta innebär i sin tur en hög risk för själva reläet.

När det är lämpligt att använda reläer

Det bör inte antas att klassiska reläer endast är avsedda för användning i kretsar med låg strömstyrka (hushåll eller vissa industriella kretsar). Dessa enheter visar goda resultat i olika miljöer. Till exempel används reläer ofta inom luftfarten för att koppla om likströmmar på upp till hundratals ampere.

Det viktigaste kännetecknet för dessa elektromekaniska anordningar är att de inte är ljusbågsfelsklassade. Deras kontakter kan skadas fysiskt när denna effekt uppstår, vilket leder till funktionsbortfall och andra negativa konsekvenser – ända till kortslutningar eller förstörelse av den resulterande utrustningen.

Reläer är väl lämpade för att koppla sekundära kretsar där slutanvändare med låg induktans ingår. Till exempel lampor och belysningssystem, larmsystem, elektriska apparater med låg effekt. Om det i princip inte finns några elmotorer eller andra funktionella element med betydande induktionsnivå i den anslutna utrustningen.

Samtidigt spelar spänning och ström ingen roll. Det finns lågströmsreläer för användning i hushållskretsar och högströmsreläer för växling av permanenta strömmar med ett stort antal ampere. Huvudpunkten är just frågan om induktion och den resulterande bildningen av ”gnistor”.

För övrigt är nätaggregat som omvandlar växelström till likström med minskad spänning och styrka enheter med relativt hög induktans. Därför är det bättre att inte använda reläer för omkoppling. Det är också därför de ibland ”gnistrar” när de är anslutna.

När det är lämpligt att använda kontaktorer

Kontaktorer är avsedda för omkoppling i växelströmsnät där belastningar med hög induktans är anslutna. De är inte bågfelstoleranta, men försök att undvika bågfel med alla medel. De är utrustade med olika typer av extra skyddskomponenter, en eller flera:

1. kamrar för släkning av ljusbågar. Det är särskilda nät som neutraliserar ”gnistor”. Ljusbågen som passerar mellan metallplattorna ökar sin längd – och svalnar därmed tills den är helt släckt;

2. Mekaniskt rörliga kontakter som är lämpliga för aktiv omkoppling. De flesta kontaktorer för hushåll och industri är konstruerade för en kopplingsfrekvens på mellan 30 och 3600 kopplingar (ON/OFF-cykler) per timme;

3. En separat styrkrets. I den cirkulerar en elektrisk hjälpström som har en betydligt lägre spänning än huvudströmmen.

Tack vare alla dessa konstruktions- och tekniska egenskaper är kontaktorer lämpliga för styrning av nät med anslutna laster med stor induktans – från hushållsapparater med elmotorer (kylskåp, tvättmaskiner, fläktar) till industrimaskiner.

Dessutom är det värt att notera att utrustning med elmotorer tenderar att förbruka betydligt mer ström vid start än under drift. När en motor startar är effekten hög – och kraften (i ampere) likaså – vilket leder till överbelastning av ledningen. Reläer som är avsedda för svaga strömnät klarar ofta inte av sådana överbelastningar. Inga sådana problem med kontaktorer.

På samma sätt får du inte anta att en kontaktor är en anordning för användning i högströmsnätverk. Det finns modeller som är avsedda för hushållsbruk. Det finns till exempel kontaktorer på marknaden med en märkspänning på 230 volt och en strömstyrka på 10 ampere. I detta fall är deras spolarer anslutna till extra 110V-kretsar.

Jämförelse av reläer och kontaktorer

Låt oss sammanfatta genom att jämföra dessa två typer av nätströmbrytare.

Om belastningar som drar höga strömmar under uppstart eller har hög induktans och/eller reaktiv spänning under drift planeras, är kontaktorer tillrådliga. I andra fall räcker det med ett relä.