Katkaisija vs Rele: Tärkeimmät Erot, Sovellukset ja Kuinka Valita

Katkaisijat ja releet ovat sähköisesti ohjattuja kytkentälaitteita, mutta ne on suunniteltu eri kuormille, kontaktijärjestelyille ja käyttövelvollisuuksille. Tässä artikkelissa verrataan niiden rakennetta, toimintaa, tyyppejä, luokituksia, sovelluksia, vaihtorajoja ja yleisiä vikoja. Se selittää myös, kuinka valita oikea laite HVAC-, valaistus-, lämmitys-, moottori-, ja PLC-piireille kuormatyypin, käynnistysvirran, kelan yhteensopivuuden, kytkentätaajuuden ja sähköisen käyttöiän mukaan.

Katalogi

Kuva 1: Katkaisija ja Rele

Mikä on katkaisija ja rele?

Katkaisija on sähköisesti ohjattu kytkentälaite, joka on suunniteltu pääasiassa voimapiireille. Siinä on tyypillisesti raskaat kontaktit, ja se on saatavana eri virta-, jännite- ja napaluokituksilla. Katkaisijat luokitellaan yleisesti kuormiensa ja kytkentätehtäviensä mukaan.

Rele on sähköisesti ohjattu laite, joka avaa, sulkee tai muuttaa sähköisiä liitäntöjä. Se on laaja laiteluokka, johon sisältyvät ohjausreleet, voimareleitä, aikaviive-releet ja muut erikoistyypit. Rakenteestaan riippuen releellä voi olla merkintä signaalin, ohjaamisen, suojauksen, ajoituksen tai voimakytkentätoimintojen osalta.

Kuinka katkaisijat ja releet toimivat?

Kuva 2: Katkaisijoiden ja releiden toimintaperiaate

Katkaisijat ja releet käyttävät ohjaussignaalia sähköisten kontaktien sijainnin muuttamiseen. Kun nimellisjännite syötetään kelaan, syntyvä magneettikenttä vetää liikkuvaa armaturia, mikä saa normaalisti avoimet kontaktit sulkeutumaan ja normaalisti suljetut kontaktit avautumaan.

Kun kela katkaistaan, magneettikenttä romahtaa ja palautusjousi vie armaturin takaisin alkuperäiseen paikkaansa. Tämä palauttaa kontaktit normaaliin tilaansa ja saa aikaan peruskytkentäjakson.

Katkaisija vs Rele: Tärkeimmät Erot

Vertailu Tekijä	Katkaisija	Rele
Ensisijainen toiminto	Kytkee voimapiirit ja vaativat sähkökuormat	Suorittaa ohjausta, signaalointia, eristystä tai nimelliskuormankytkentää
Tyypilliset kuormat ja velvollisuus	Moottorit, kompressorit, pumpit, lämmittimet ja valaistusryhmät	Ohjaus piirit, hälyttimet, magneettiyksiköt, katkaisijakela ja pienemmät nimelliskuormat
Kontaktin muotoilu	Käyttää suurempia pääkontakteja, joissa on leveämpi etäisyys	Käyttää tyypillisesti pienempiä kontakteja joustavissa järjestelyissä
Kontaktijärjestely	Pääkontaktit kytkevät kuorman, kun taas apukontaktit tukevat palautetta ja keskinäistä lukitusta	Yleisesti tarjoaa normaalisti avoimia, normaalisti suljettuja tai vaihto kontakteja
Kaarihallinta	Sisältää kaarensääntöominaisuuksia määritellylle tehonsäädölle	Kaarensääntökyky riippuu releen tyypistä ja kuormitusluokituksesta
Sähkökäyttöikä	Suunniteltu toistuvaan kytkentään määritellyissä kuormitustilanteissa	Riippuu voimakkaasti kuormatyypistä, virrasta ja kytkentätaajuudesta
Fyysinen koko	Yleensä suurempi	Yleensä kompaktimpi
Käämivirtalähde	Saattaa vaatia enemmän käämivirtalähdettä	Yleensä vaatii vähemmän käämivirtalähdettä
Kustannus	Yleensä kalliimpi	Yleensä vähemmän kallis perusohjaustehtäviin

Pääasiallinen ero kontaktorin ja releen välillä on niiden suunniteltu kytkentätehtävä. Kontaktorit on yleensä rakennettu teho-kuormille, kun taas releitä käytetään yleisesti ohjaustoimintoihin tai kuormille, jotka ovat niiden määritellyssä kontaktimäisessä luokituksessa.

Yleiset kontaktorityypit ja releet

Kontaktorita ja releitä on saatavilla useissa muodoissa eri kytkentä- ja ohjausvaatimuksia varten. Kaksi tärkeää vertailua ovat käännettävät ja ei-käännettävät kontaktorit sekä ohjausreleet ja tehoreleet.

Käännettävät vs Ei-Käännettävät Kontaktorit

Vertailu tekijä	Ei-Käännettävä Kontaktor	Käännettävä Kontaktor
Päätoiminto	Käynnistää ja pysäyttää moottorin yhteen suuntaan	Käynnistää, pysäyttää ja vaihtaa moottorin suuntaa
Kontaktoreiden määrä	Käyttää yhtä kontaktoria	Yleensä käyttää kahta kontaktoria
Vaihe järjestys	Säilyttää saman vaihejärjestyksen	Kääntää kahta vaihetta kolmivaiheisessa syötteessä
Varmistaminen	Yleensä ei vaadita	Vaatii mekaanista ja sähköistä varmennusta
Kytkentä monimutkaisuus	Käyttää yksinkertaisempaa kytkentää ja ohjauspiiriä	Vaatii monimutkaisempaa kytkentää ja ohjauspiiriä
Paneelin tila	Vaatii vähemmän tilaa	Vaatii enemmän tilaa
Kustannus	Yleensä alempi	Yleensä korkeampi
Yleiset käyttötarkoitukset	Pumpuissa, tuulettimissa, kompressoreissa ja yhteen suuntaan liikkuvissa kuljettimissa	Nostureissa, kraneissa, ovissa, konekannoissa ja käännettävissä kuljettimissa

Ei-käännettävä kontakti on sopiva, kun moottori tarvitsee vain käynnistyä ja pysähtyä yhteen suuntaan. Käännettävä kontaktori on tarpeen, kun moottorin on toimittava sekä eteen- että taaksepäin.

Käännettävän kontaktorin järjestely vaatii yleensä sekä mekaanista että sähköistä varmennusta estämään eteen- ja taaksepäin kontaktorien samanaikaisen sulkeutumisen.

Ohjausrele vs Teho-rele

Vertailu tekijä	Ohjausrele	Teho-rele
Pääasiallinen tarkoitus	Käsittelee logiikkaa, signalisointia, sekvensointia ja varmennusta	Kytkee korkeampia virrankäyttäviä sähkönkuormia
Kontaktikapasiteetti	Yleensä alhaisempi	Yleensä korkeampi
Yleisluokat	Kontaktorin käämit, hälytykset, ilmoituslamput ja ohjauspiirit	Lämmittimet, solenoidit, valaistuspiirit ja pienet moottorit
Kontaktijärjestely	Tarjoaa usein useita NO-, NC- tai vaihtokontakteja	Yleensä vähemmän mutta suurempia kontakteja
Fyysinen koko	Yleensä pienempi	Yleensä suurempi
Käämivirtalähde	Yleensä alhaisempi	Saattaa vaatia enemmän käämivirtalähdettä
Käynnistyskyky	Rajoitettu ohjauskontaktin luokituksen mukaan	Saattaa tukea korkeampaa käynnistystä, riippuen releen suunnittelusta
Keskeiset valintatekijät	Käämijännite, kontaktijärjestely, eristys ja ohjausvirta	Kuormavirta, jännite, käynnistysvirta, kuormantyyppi ja AC- tai DC-luokitus

Ohjausrele valitaan pääasiassa logiikka- ja ohjaustoimintoihin. Teho-rele on suunniteltu kantamaan korkeampaa kuormavirtaa, mutta sen on silti oltava oikean kuormakohtaisen luokituksen mukainen.

Voiko rele korvata kontaktorin?

Rele voi korvata kontaktorin vain, kun valmistaja tarjoaa luokituksen tarkalle kuormatyypille, käyttöjännitteelle, normaalille virralle, käynnistysvirralle ja kytkentätehtävälle. Oikein luokiteltu teho-rele saattaa olla sopiva pienemmille kuormille, mutta kontaktori on yleensä sopivampi moottoreille, kompressoreille, muuntajille, suurille valaistuskuormille ja muille sovelluksille, joilla on korkea käynnistysvirta tai tiheä tehon kytkentä. Yleisresistiivinen virrankäyttöluokitus tai sama ampeeriluokitus ei vahvista, että rele voi turvallisesti korvata kontaktorin.

Kontaktori vs Rele -sovellukset: HVAC, valaistus, lämmitys ja PLC-piirit

Kuva 3: PLC, välikäyntirele, kontakori ja moottorin ohjausliitäntä

Kytkimet ja releet käytetään eri tavalla kuorman ja ohjausvaatimusten mukaan jokaisessa piirissä.

Sovellus	Yleensä Suositeltu	Syyt	Avaintekijät Tarkistettavaksi
LVI-kompressori tai suuri tuulettimen moottori	Kytkin	Kestää suurta käynnistysvirtaa ja toistuvaa moottorin kytkentää	Moottorin arviointi, lukittuneen roottorin virta ja käämin jännite
LVI-venttiili, venttiilirele tai hälytys	Rele	Sopii pienemmille ohjauskuormille	Induktiokuorman arviointi, kontaktijärjestely ja käämin jännite
Pieni valaistuskytkin	Tehorele	Voidaan kytkeä piiri, kun virta ja käynnistysvirta pysyvät sen arvioinnin rajoissa	Lampputyyppi, kokonaisvirta ja käynnistysarviointi
Kaupallinen valaistusbankki	Valaistus- tai modulaarinen kytkin	Parempi useita lampuja ja suurta käynnistysvirtaa varten	Nappuloiden määrä, LED-ohjaimen käynnistysvirta ja kytkentäsyklit
Pieni resistiivinen lämmitin	Tehorele	Sopii, kun lämmitin kuorma pysyy kontaktin arvioinnin rajoissa	Lämmitinvirta, jännite ja käyttötemperatuuri
Suuri lämmitinpatteri	Kytkin	Kestää korkeaa jatkuvaa virtaa ja useita tehopoleja	Virta-arviointi, nappuloiden määrä ja kytkentätaajuus
Nopea lämpötilansäätöpiiri	Kiinteä tila rele	Tukee tiheää, nopeaa ja hiljaista kytkentää	Lämpösinkki, vuotovirta ja kuormajännite
PLC ohjaa moottoria	Väliin kytketty rele ja kytkin	Rele yhdistää PLC:hen, kun taas kytkin kytkee moottorin	PLC:n lähtökapasiteetti, käämin virta, käynnistysrajoitus ja moottorin arviointi

Kuinka valita kytkin ja rele

Valintatekijä	Valitse kytkin kun	Valitse rele kun
Kuorma ja piirin toiminta	Moottoreiden, kompressoreiden, suurten lämmittimien, pumppujen tai valaistusbankkien kytkeminen	Ohjaussignaalien, hälytyksien, venttiileiden, kytkinkäämien tai pienemmille arvioiduille kuormille käsittely
Käyttö- ja käynnistysvirta	Kuormalla on korkea jatkuva, käynnistys-, lukittuneen roottorin tai käynnistysvirta	Sekä normaali että käynnistysvirta pysyvät releen arvioinnissa
Kuormakohtainen arviointi	Tarvitaan moottori, hevosvoima, AC-3, AC-4 tai muu tehoratkaisu	Saatavilla on sopiva resistiivinen, induktiivinen, lamppu-, pilot-duty- tai pienmoottoriluokitus
Kontaktijärjestely	Tarvitaan useita päätehopoleja ja apukontakteja	NO-, NC- tai vaihdokontakteja tarvitaan ohjaustoimintoihin
Käämin yhteensopivuus	Ohjauspiiri voi sytyttää kytkimen käämin suoraan tai väliin kytketyn releen kautta	Ohjaaja tai PLC:n lähtö voi turvallisesti sytyttää releen käämin
Kytkentätaajuus	Laitteen on kestettävä arvioidun teho kuorman toistuva kytkentä	Kytkentätahti pysyy releen sähköisen käyttöiän arvioinnissa
Paneelin vaatimukset	Isompi koko, tehoterminaalit ja lisäkaapelit ovat hyväksyttäviä	Kompakti koko ja alhaisempi käämin teho ovat etusijalla
Kustannus	Korkeampi hinta on perusteltua vaaditun teho kytkentäkyvyn vuoksi	Alhaisempi hintainen rele voi turvallisesti käsitellä määriteltyä kuormaa

Valitessasi kytkintä tarkista sen käyttöluokka sen sijaan, että luottaisit vain ilmoitettuun virta arviointiin. AC-1 koskee pääasiassa resistiivisiä tai hieman induktiivisia kuormia, AC-3 kattaa normaalia käynnistystä ja pysäyttämistä oravakotimoottoreissa, ja AC-4 koskee vaativia tehtäviä, kuten nykäysten, pysäyttämisen, kääntämisen ja toistuvan käynnistyksen.

Kolmivaiheiselle induktiomoottorille valitse kytkin käyttäen moottorin tyyppikilven virtaa ja valmistajan AC-3-arviointia sen sijaan, että käyttäisit sen yleistä AC-1- tai resistiivisen virran arviointia. Varmista myös käämin jännite, nappuloiden määrä, käynnistämismetodi, käynnistykset tunnissa ja yhteensopivuus ylikuormitusreleen ja oikosulkusuojauksen kanssa.

Valitse kytkin vaativille teho kuormille ja rele ohjaustoimintoille tai kuormille, jotka on katettu sen erityisellä arvioinnilla. Varmista aina valmistajan kuorma-, käämi-, käyttöluokka- ja sähköiset käyttöiät ennen lopullista valintaa.

Yleisimmät kytkin- ja releongelmat

Yleiset kontaktori- ja releongelmat johtuvat yleensä väärästä kelanjännitteestä, liiallisesta virrasta, irtonaisista johdotuksista, kontaktin kulumisesta, sähköisestä kaarista tai sopimattomista kuormitustekijöistä. Aloita vianetsintä tunnistamalla oire ja tarkistamalla ohjauspiiri ennen laitteen vaihtamista.

Ongelma tai oire	Mahdolliset syyt	Suositellut tarkastukset ja ratkaisut
Kontakti tai rele ei aktivoidu	Puuttuva ohjausjännite, väärä kelan arvio, avoin kela, irtonaiset johdot tai viallinen ohjaimen lähtö	Mittaa jännite kelan yli, tarkista johdotus ja vertaa kelan vastusta valmistajan teknisiin tietoihin.
Laite humisee tai naksahtaa	Alhainen tai epävakaa kelanjännite, irtonaiset ohjausjohdot, saastuneet magneettipinnat, mekaaninen kuluminen tai vaurioitunut varjo-kela AC-kontaktoriissa	Mittaa kelanjännite toiminnan aikana, kiristä ohjausjohdot, tarkista magneettipinnat ja tarkista mekanismi sekä varjo-kela vaurioiden varalta.
Kontaktit ylikuumenevat tai niissä on liiallinen jännitehäviö	Liiallinen virta, irtonaiset liitännät, hapettuneet kontaktit tai kuluneet kontaktipinnat	Mittaa kuormavirta ja jännitehäviö, kiristä liitännät määritellyllä vääntömomentilla ja vaihda pahasti kuluneet kontaktit tai koko laite.
Kontaktit hitsautuvat kiinni	Korkea käynnistysvirta, oikosulkusäteily, väärä kuormitusluokitus tai riittämätön katkaisuoikeus	Tarkista käynnistysvirta ja kuormitusluokka, käytä sitten laitetta, joka on arvioitu todelliseen kytkentätehtävään.
Kontaktit ovat palaneet tai reikäisiä	Sähköinen kaari, useat kytkennät, induktiokuormat tai puuttuva lyönnin vaimennus	Käytä yhteensopivaa DC-kelaa varten taaksepäin vievää diodia tai valmistajan hyväksymää RC-täydennystä, varistoria tai vaimennusmoduulia soveltuvalle AC- tai DC-piirille. Varmista, että vaimennusmenetelmä ei aiheuta hyväksymätöntä vapautumisen viivettä.
Kuorma toimii epäsäännöllisesti	Irtonaiset johdot, vaurioituneet kontaktit, epävakaa kelanjännite tai mekaaninen tarttuminen	Tarkista liitännät, seuraa ohjausjännitetta ja testaa kontaktien jatkuvuus toiminnan aikana.
Kela ylikuumenee tai palaa	Väärä kelanjännite, jatkuva ylijännite, liiallinen ympäristön lämpötila tai mekaaninen este	Varmista kelanjännite ja taajuus, paranna ilmanvaihtoa ja tarkista, liikkuuko armatuurivapaasti.
PLC-lähtö epäonnistuu, kun se ohjaa kelaa	Kela-virta tai kytkentärynnäkkö ylittää PLC-lähtöarvot	Käytä välikontaktia tai yhteensopivaa ohjainta ja asenna valmistajan hyväksymä kela- vaimennus.

Katkaise piiri ja varmista, että vaarallista jännitettä ei ole ennen liitännöjen, kontaktien tai sisäisten komponenttien tarkastamista.

Yhteenveto

Kontakti sopii yleensä moottoreille ja muille vaativille teholasteille, kun taas rele on parempi ohjausfunktioille ja kuormille, jotka mahtuvat sen erityiseen kontaktiluokitukseen. Käänteiset kontaktorit, ohjausreleitä, teho-releitä ja muita muunnelmia on sovitettava piirin jännitteeseen, virtaan, käynnistysvirtaan, kontaktijärjestelyyn ja kytkentätehtävään. Oikea valinta ja vianetsintä auttavat estämään kontaktihitsautumista, ylikuumenemista, kelan vikaantumista, epäsäännöllistä toimintaa ja laitteiden ennenaikaista kulumista.