Aký je rozdiel medzi relé a stýkačom: vlastnosti a rozdiely

Pri plánovaní elektrických sietí rôznych úrovní zložitosti (zahŕňajúcich nielen počet koncových používateľov, ale aj ich elektrické charakteristiky) sa projektanti stretávajú s potrebou automatizovať otváranie a zatváranie obvodov. Našťastie nie je nedostatok vhodných zariadení. Na trhu sú desiatky modelov relé a kontaktov pre slaboprúdové aj silnoprúdové systémy.

V tom však spočíva problém. Nie vždy je zrejmé, ktoré konkrétne zariadenie na otváranie alebo zatváranie sieťového napájania je najvhodnejšie použiť. Zatiaľ čo elektrické charakteristiky sú jasné, princíp fungovania nie.

A preto sa v tomto článku pozrieme na rozdiel medzi relé a stýkačom, špecifiká ich použitia a principiálne rozdiely medzi týmito dvoma kategóriami zariadení.

Vlastnosti sietí s rôznymi úrovňami indukčnosti

Jednou z najväčších výziev pri návrhu elektrickej siete sú oblúkové poruchy na kľúčových kontaktoch. Môžu sa vyskytnúť aj doma – napríklad ak do zásuvky zapojíte nekvalitnú nabíjačku smartfónu alebo notebooku, môžete vidieť malý, krátky záblesk. Nazýva sa to oblúkový výboj.

Oblúkové poruchy (elektrické oblúky) sa vyznačujú vysokým napätím v dôsledku rozdielu potenciálov medzi stranami. Intenzita prúdu môže byť pomerne nízka. Napríklad pri česaní dlhých vlasov hrebeňmi zo syntetických materiálov možno pozorovať oblúkové vzplanutie – a „iskry“, ktoré sa pri tom šíria, rozhodne nie sú schopné človeka usmrtiť. Ich napätie môže dosahovať desiatky tisíc voltov.

Oblúky na kontaktoch spínačov (vypínačov, relé, dokonca aj zásuviek) majú podobný charakter, ale sú oveľa ničivejšie. Pretože okamžite zvyšujú teplotu povrchu, na ktorom sa vyskytujú, môžu roztaviť kov. Preto sa vlastne používajú pri zváraní.

A podľa Jouleovho-Lenzovho zákona sa prúd výrazne zvýši, len čo sa začne oblúk. Je to vlastne druh skratu, ale bez (krátkodobého) poškodenia zariadenia alebo obvodu.

V sieťach striedavého prúdu dochádza k oblúkovému výboju predovšetkým indukciou. Presnejšie, pri pripojení koncových spotrebičov s výraznou indukčnosťou. Je to spôsobené niekoľkými fyzikálnymi zákonmi, vrátane vzniku reaktívnych prúdov.

V sieťach, kde sú inštalované záťaže s vysokou úrovňou indukčnosti, je použitie relé nepraktické alebo dokonca nebezpečné. Klasický mechanizmus tohto kľúča spočíva v jednoduchom prepojení dvoch kontaktov, ktoré vytvoria obvod – časom, príkazom, teplotou alebo inými vonkajšími faktormi v závislosti od typu a účelu zariadenia. V každom prípade však tento spínací mechanizmus vytvára oblúky. A to sa zase vyznačuje vysokým rizikom pre samotné relé.

Kedy používať relé

Nepredpokladajte, že klasické relé sú určené výlučne na použitie v slaboprúdových (domácich alebo niektorých priemyselných) obvodoch. Tieto zariadenia fungujú dobre v rôznych podmienkach. Relé sa napríklad často používajú v letectve na spínanie jednosmerných prúdov až do stoviek ampérov.

Hlavnou vlastnosťou týchto elektromechanických zariadení je, že nie sú určené pre oblúkové. Ich kontakty sa môžu týmto vplyvom fyzicky poškodiť, čo môže viesť k strate funkcie a ďalším negatívnym dôsledkom – až po skraty alebo zničenie konečného zariadenia.

Relé sú vhodné na spínanie sekundárnych obvodov, v ktorých sú pripojené spotrebiče s nízkou indukčnosťou. Napr. žiarovky a systémy, poplašné systémy, spotrebiče s nízkou spotrebou energie. V ideálnom prípade, ak pripojené spotrebiče nemajú elektromotory alebo iné funkčné prvky s významnou úrovňou indukcie.

Zároveň nezáleží na napätí a prúde. Existujú slaboprúdové relé na použitie v domácich obvodoch a silnoprúdové relé na spínanie jednosmerných prúdov s vysokým menovitým prúdom. Hlavným bodom je práve otázka indukcie a následného vzniku „iskier“.

Mimochodom, napájacie zdroje, ktoré transformujú striedavý prúd na jednosmerný so zníženým napätím a silou, sú zariadenia s pomerne vysokou indukčnosťou. Preto je lepšie nepoužívať na ich spínanie relé. To je tiež dôvod, prečo niekedy „iskria“, keď sú zapojené do zásuvky.

Kedy je vhodné použiť stykače

Stýkače sú určené na spínanie v striedavých sieťach, v ktorých sú pripojené záťaže s vysokou indukčnosťou. Nie sú odolné voči oblúkovým poruchám, ale snažia sa oblúkovým poruchám všetkými prostriedkami predchádzať. Na tento účel sú vybavené rôznymi typmi prídavných ochranných prvkov, jedným alebo viacerými:

1. komory na potlačenie oblúka. Ide o špeciálne mriežky, ktoré neutralizujú „iskry“. Oblúk prechádzajúci medzi kovovými doskami sa predlžuje – a tým sa ochladzuje, až kým úplne nezhasne;

2. Mechanicky pohyblivé kontakty, vhodné na aktívne spínanie. Väčšina stýkačov pre domácnosť a priemysel je navrhnutá na spínaciu frekvenciu 30 až 3600 spínacích úkonov (cyklov zapnutia/vypnutia) za hodinu;

3. Samostatný riadiaci obvod. Pomocný elektrický prúd cirkulujúci v stýkači má oveľa nižšie napätie ako hlavný elektrický prúd.

Vďaka všetkým týmto konštrukčným a technologickým vlastnostiam sú stýkače vhodné na riadenie sietí s pripojenými záťažami s vysokou indukčnosťou – od domácich spotrebičov s elektromotormi (chladničky, práčky, ventilátory) až po priemyselné stroje.

Okrem toho je potrebné poznamenať, že stroje s elektromotormi majú tendenciu spotrebúvať podstatne vyšší prúd pri štarte ako počas prevádzky. Pri štarte motora dochádza k nárastu výkonu – ako aj k nárastu prúdu (v ampéroch) – a tým k preťaženiu vedenia. Relé určené na použitie v slaboprúdových sieťach často nedokážu zvládnuť takéto preťaženie. To nie je prípad stykačov.

Rovnako sa nesmie predpokladať, že stýkač je zariadenie, ktoré sa má používať v silnoprúdových obvodoch. Existujú modely určené na domáce použitie. Na trhu možno nájsť napríklad stýkače určené pre menovité napätie 230 V a prúd 10 A. V tomto prípade sú ich cievky pripojené k pomocným obvodom 110 V.

Porovnanie relé a stýkačov

Zhrňme si teda porovnanie týchto dvoch typov rozvádzačov.

Ak sa plánuje vysoká spotreba prúdu počas spúšťania alebo vysoká indukčnosť a/alebo jalové napätie počas prevádzky, uprednostňujú sa stýkače. V ostatných prípadoch sa rel.