Чем отличается реле от контактора: особенности и отличия

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.

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.

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.

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.