Бистабильные реле для освещения дома

Основные технические характеристики

Реле можно классифицировать по следующим параметрам, в зависимости от назначения и области применения:

• возвратный коэффициент — это отношение тока выхода якоря к току втягивания;
• выходной ток — это максимальное значение тока в катушке при выходе якоря;
• ток при втягивании — минимальное значение тока в катушке при возвращении якоря в исходное положение;
• уставка — величина срабатывания в пределах, которые заданы в реле;
• значение срабатывания — входной сигнал, на которое устройство отвечает автоматически;
• номинальные значения — это напряжение, ток и другие величины, которые лежат в основе действия реле.

Электромагнитные реле можно еще разделить по времени срабатывания. У такого устройства присутствует такой параметр, как долгая задержка – более 1 секунды, с возможностью настройки. Далее идут замедленные – 0,15 секунд, нормальные – 0,05 секунд, быстродействующие, самые быстрые безинерционные – менее 0,001 секунды.

Другими техническими характеристиками импульсного реле могут быть:

• максимальная нагрузка лампами накаливания;
• количество и тип контактов;
• диапазон рабочих температур;
• относительная влажность воздуха;
• и др.

Использование выключателей

Исходя из конструкции импульсных реле, очевидно, что они не могут самостоятельно обеспечивать срабатывание — им требуется внешний источник сигнала управления. В данной роли к ним на помощь приходят кнопочные или клавишные выключатели, которые от стандартных отличаются наличием лишь одной стабильной позиции. Это значит, что после нажатия на такой выключатель он самостоятельно возвращается в исходное состояние, успев замкнуть цепь на время, достаточное для отправки сигнала катушке реле.

Благодаря этому количество одновременно подключенных к одному реле выключателей не ограничено и зависит только от количества необходимых точек размещения. Место установки выключателя также ничем не ограничено и может быть выбрано произвольно, в зависимости от потребностей.

Многие однопозиционные выключатели в своей конструкции имеют индикатор включения — обычно это светодиодная лампа, которая показывает, включено ли освещение в данной цепи или нет. Это может быть полезно, если с точки расположения выключателя не видно место, где размещен сам осветительный прибор.

Ассортимент выпускаемых современной промышленностью выключателей с одним нормально открытым контактом очень широк. Врезной и накладной способы компоновки позволяют использовать различный способ размещения выключателя на стене. Различные цветовые и декоративные решения позволяют полноценно применять современные выключатели в формировании дизайна помещения.

Если приобрести выключатель с двумя-тремя кнопками или клавишами, станет возможным с одной точки включать или выключать свет в нескольких сетях с импульсными реле. Например, в случае, когда рядом с выключателем расположена лестница, а наверху, чуть далее, коридор — можно включить свет с одного двухкнопочного выключателя.

Разновидности

Сенсорные выключатели, как обычные, так и проходные, используются во многих устройствах управления техникой. Их часто монтируют в различные пульты и во все те агрегаты и оборудование, которым необходим ручной контроль. В быту, для обеспечения надежности можно встретить сенсорные системы в стиральных машинах, микроволновых и обычных печах, телевизорах, радио, телефонах. Они встречаются практически во всех бытовых устройствах, облегчающих жизнь человека.

Кроме обычного использования в качестве выключателя, получили распространение и диммерные регуляторы. С виду это нарисованная утолщающаяся полоса или круг на корпусе прибора. Проводя пальцем, по которому, и в зависимости от текущей позиции на шкале можно регулировать силу громкости или яркости, устанавливать время или задавать какие-либо средние параметры.

Как и классические, сенсорные выключатели существуют в одноканальном исполнении, или же с возможностью подключения нескольких потребителей тока. Каждым, из которых, раздельно управляют с одного соединителя.

Ошибочно относят к такому типу устройств включения — детекторы движения. Они конечно определяют перемещение объекта в зоне действия сенсора, и могут быть настроены для использования в качестве обычного прерывателя тока. Вот только подобное применение достаточно сложного устройства, не оправдывает себя экономически. К тому же их выход из строя и частота ложных срабатываний выше, чем у классических вариантов сенсорных выключателей.

Плюсы по сравнению с классическими

Главным преимуществом служит отсутствие движущихся элементов механической системы, приводимой в действие силой человека. Бонусом идет, принцип работы на основе реле или электронных ключей, дающий большую надежность и долговечность, сравнительно с классическими вариантами.

Остальные плюсы вытекают из предыдущего факта. К примеру — можно сделать выключатель полностью герметичным полностью убрав воздействие окружающей среды на его функциональность. Не зря, все системы ручного контроля с высоким индексом защиты IP построены на основе сенсорных принципов работы. Легкость применения тоже достойна упоминания. Для переключения состояния достаточно прикоснутся, или просто поднести руку к устройству.

Разновидности и характеристики импульсных реле

Импульсные реле могут иметь модульную конструкцию, для установки на DIN рейку в щитке, но, также выпускаются устройства различных размеров и форм, имеющие иной способ крепления. Модульные устройства, выпускаемые различными производителями, также могут отличаться внешним видом. Например, импульсные реле фирмы ABB, Schneider Electric, имеют индикаторы работы и ручной рычажок управления механизмом.

Будет интересно Описание и принцип работы соленоидов

Обозначение клемм подключения тоже может различаться. По ходу развития, изделия одной марки также изменяются. Например, реле ранее популярной серии E251 от компании ABB уже снятое с производства, выглядит так, а его аналог Е290, теперь имеет несколько иной вид. Различаются внутренней схемой также серии от одного изготовителя. Основными характеристиками импульсных реле являются:

• Количество и первоначальное состояние контактов;
• Номинальное управляющее напряжение;
• Ток срабатывания катушки;
• Номинальный ток силовой цепи;
• Длительность импульса управления;
• Количество подключаемых выключателей;

Последняя указанная характеристика зависит от наличия ламп подсветки в выключателях, суммарный ток которых может привести к срабатыванию катушки. Если импульсное реле электронное, то оно подвержено влиянию радиопомех и наводок от окружающих силовых цепей. Поскольку существует большое разнообразие бистабильных реле, то без привязки к конкретному производителю можно рассмотреть лишь обобщённую схему подключения.

Схема срабатывания реле

Общей особенностью данных реле является то, что они не имеют встроенной защиты от перегрузки и должны быть защищены с помощью автоматических выключателей.

Поскольку для срабатывания катушки требуется незначительный ток, по сравнению коммутируемой нагрузкой, то цепи управления могут осуществляться при помощи кабелей с поперечным сечением жил 0,5 мм², но в этом случае для данной электропроводки должен быть установлен отдельный защитный автомат, для предотвращения возгорания проводов при их коротком замыкании.

Как правило, производители указывают время, в течение которого катушка может находиться под напряжением. Например, у ABB оно не ограничено, но у менее именитых брендов импульсные реле могут нагреваться, когда в цепи катушки будет электрический ток продолжительное время, поэтому, покупая импульсное реле, необходимо уточнять данный параметр, ведь возможны случаи, когда случайно передвинутая мебель окажется причиной постоянного нажатия кнопки выключателя.

Если заглянуть в каталог ABB, то можно увидеть что существуют импульсные реле (старая серия — E256, новый аналог E290-16-11/), имеющие по одному нормально открытому и закрытому контакту, фактически работающие в режиме переключателя. Такие устройства могут использоваться для управления осветительными системами на производстве, для переключения между основным и дежурным освещением. Благодаря такой функции производственное помещение никогда не окажется в темноте по вине персонала, забывшего включить дежурный свет – переключение осуществляется одним нажатием на клавишу выключателя.

Импульсное реле с цифровым управлением

Существует также возможность управлять освещением как локально (управляется одно импульсное реле при помощи нескольких параллельно подключенных кнопок), так и централизованно, (одновременно для нескольких одинаковых устройств) при помощи двух клавиш – включения и выключения. Например, схема подключения реле серии E257. Здесь нажатием центральных кнопок (ON, OFF) управляются все реле, плюс каждое имеет свое локальное управление. В обновлённой линейке ABB используется принцип комбинирования модулей для создания многоуровневых управляющих систем.

Использование различного управляющего напряжения также расширяет функциональные возможности устройств управления освещением. Для примера, импульсное реле серии E251-24 (его обновлённый аналог E290-16-10/24)управляется постоянным напряжением 12В (или переменным 24В), что делает безопасной работу выключателей, находящихся во влажных средах, где есть риск поражения электрическим током.

Будет интересно Что такое тепловое реле

Такое устройство с успехом может использоваться для управления освещением в бане или сауне, где применение устройств, работающих с сетевым напряжением, не допускается. К тому же низковольтный управляющий сигнал может генерироваться различными компьютеризированными устройствами, что позволяет автоматизировать процессы управления освещением.

Советы и рекомендации

Перед приобретением и установкой импульсного реле нелишним будет ознакомиться с наиболее распространенными ошибками, которые могут возникнуть на данном этапе. Опытные мастера, которые занимаются установкой коммутационных систем этого типа, часто советуют придерживаться следующих рекомендаций:

• Если приобретается электронное реле импульсного типа, то лучше отдать предпочтение моделям, оснащенным таймером. Благодаря наличию этой функции можно задать автоматическое отключение электроэнергии после определенного промежутка времени. Такая функция будет очень полезна для организации освещения на улице, а также в помещениях, которые посещаются часто, но ненадолго.
• Если планируется устанавливать выключатели (кнопки) с подсветкой, то следует заранее уточнить у продавца возможность работы реле с такими элементами электрической арматуры. Многие ИР очень чувствительны к появлению даже незначительного тока в электрической цепи и наличие резистивного элемента приведет к активации системы. Кроме того, прибор может испортиться, ведь катушка будет находиться постоянно под напряжением.
• Во время выполнения монтажных работ, все детали по которым движется электрический ток, должны быть хорошо изолированы. Для этой цели можно использовать специальные термоусадочные кембрики, а также ПВХ-изоленту.
• Если в доме есть маленький ребенок, то лучше установить кнопки для активации реле повыше. Такие изделия хорошо изолированы и практически безопасны во время эксплуатации, но дети часто начинают играть с кнопочками подолгу удерживая их во включенном состоянии. Подобные действия часто приводят к выходу из строя импульсные реле электромеханического типа.
• Большая часть моделей импульсных реле с катушкой рассчитана на 220 В. Такие изделия очень просто подключить к электрической сети, но если необходимо обеспечить высокий уровень безопасности во влажных помещениях, то следует выбирать модели на 12 или  24 Вольта.
• Если необходимо установить несколько импульсных реле, которые будут использоваться для выключения различных световых приборов, то следует выбирать модели с центральным управлением. Такое устройство можно принудительно выключить, подав на один из его контактов электрический ток. Следовательно, если соединить с одним выключателем несколько таких элементов, то можно одним нажатием кнопки погасить весь свет в доме.
• Если нет желания или возможности приобретать новые кнопки для включения света посредством импульсного реле, то можно переделать обычные выключатели. Для этой цели необходимо установить небольшие пружины под клавиши, чтобы после прекращения нажатия они возвращались в исходное положение.
• При установке большого количества импульсных выключателей, для экономии места, кнопки можно располагать в одном подрозетнике.

Импульсное реле является очень интересным по своей конструкции и функционалу изделием, которое можно и нужно использовать для организации более комфортного управления осветительными приборами. Если будет выбрано качественное устройство, а установка изделия будет осуществлена без ошибок, то такая система прослужит в течение многих лет.

Как подключить импульсное реле

Чтобы правильно подключить импульсное реле, нужно понимать какие у него есть контакты и за что они отвечают.

Как правило, это:

два контакта на катушку питания А1-А2

На один из них, фаза либо ноль приходят постоянно, а на другой, как раз-таки и подается импульс после нажатия кнопки.

силовые контакты 1-2, 3-4 и т.д.

Проходя через них, ток поступает на светильник.

Вот простейшая схема подключения одного импульсного реле на группу кнопочных выключателей.

Схема №1 Обратите внимание, что в импульсном реле нагрузка вовсе не проходит через кнопку. Нажимая ее, вы всего лишь даете импульс на катушку, которая и замыкает силовой контакт

В некоторых моделях подавать управляющий импульс можно как через фазный проводник, так и через нулевой.

Представьте, что существенная и разветвленная часть эл.проводки у вас в доме даже не будет находится постоянно под напряжением, как это происходит с обычными выключателями света. Насколько это повысит пожаро и электробезопасность!

Некоторые разновидности имеют сразу несколько контактов. От них можно подключать две, три и более групп освещения.

Прохождение всей нагрузки через реле означает, что подгорание или выгорание контактов на кнопках практически исключено. Многие, радуясь такому обстоятельству, смело занижают сечение линий освещения до 0,5мм2 или 0,75мм2. Либо вообще “кидают” витую пару.

Однако не забывайте про правила, где четко говорится, что все групповые линии на светильники в жилых помещениях должны выполняться проводниками сечением минимум 1,5мм2.

При этом обратите внимание, все реле (группа или одиночное) должны обязательно подключаться после автомата

Он защищает:

катушку

кабель на цепи управления

сам светильник

Без него при коротком замыкании у вас просто сгорит эл.проводка.

Само реле не защищает ни от перегрузок, ни от КЗ.

Поэтому при сборке схемы в щитке, на каждый автомат освещения вы как бы “навешиваете” по одному или несколько импульсных реле.

С какой целью применяются импульсные прерыватели электрической цепи

Особенностью реле этого типа является возможность фиксации в каком-либо одном положении, после подачи на его контакты электрического сигнала. Подобная бистабильность электронного элемента удобна для управления многими приборами и механизмами, но в быту, наиболее часто, его применяют в схемах включения осветительных приборов. Например, свет в длинном коридоре можно отключить из различных комнат, что позволяет легко «путешествовать» по дому или квартире всегда поддерживая необходимый уровень освещения там, где это необходимо.

Одним из преимуществ импульсного устройства является возможность «запоминать» последнее положение контактов, даже в случаях, когда происходит полное обесточивание электрической сети последнее положение контактов сохраняется.

Достоинство реле импульсного типа заключается также в том, что для его работы может быть использовано низкое напряжение. Благодаря такой электрической разводке выключатель можно расположить в очень влажном помещении, например, в ванной комнате или подвале. Таким образом, достигается значительно более высокий уровень безопасности при эксплуатации электрических систем, в сравнении с обычными выключателями.

Характеристики кнопочных выключателей

Количество независимых контактов:

• Одноклавишные. Имеют одну клавишу приводящие в действие контакты кнопки, такой выключатель способен управлять только одним импульсным реле.

• Двухклавишные. Оснащаются двумя независимыми кнопками и предназначены для коммутации цепей управления двух импульсных реле. Такие выключатели могут применяться в больших помещениях, где есть несколько независимых линий освещения.

Способ монтажа:

• Открытой установки. Крепятся к стене помещения, достоинство данной конструкции является ее быстрый монтаж и отсутствие необходимости производить штробление.

• Скрытой установки. Устанавливаются в подрозетник стандартных размеров, внешне коммутационный аппарат без фиксации, ничем не отличается от обычного, клавишного выключателя.

     При выборе кнопочного выключателя следует обратить внимание, имеется ли на нем подсветка отключенного положения. Так как, если ее наличие в схеме освещения не предусмотрено конструкцией реле, то она может вызывать ложное срабатывания автоматики

     При отсутствии кнопочных выключателей, хорошей альтернативой их замены может стать кнопка от электрического звонка или любой другой коммутационный аппарат, с нормально разомкнутыми контактами, не имеющий фиксацию положения.

Импульсные реле или проходные выключатели

В длинных коридорах, на лестницах при подъеме с первого на второй этаж, в спальнях, очень удобно включать свет при входе, а выключать его совсем в другом месте (на выходе или возле кровати).

Везде в таких случаях электрики рекомендуют устанавливать проходные (маршевые) и перекрестные выключатели.

В чем же существенная разница между ними и импульсными реле? И почему все отказываются от выключателей?

Как выглядит схема подключения на проходных? Как правило, питание первых делом подводится к ответвительной коробке под потолком, а далее от нее к самим выключателям. Для монтажа применяется трехжильный кабель ВВГнг-Ls 3*1.5мм2.

Чем больше переключателей вы будете ставить, тем больше проводов вам потребуется.

При монтаже проходных двухклавишников, у вас уже появляется 6 контактов, к каждому из которых нужно подвести провода.

А попробуйте такой пучок грамотно соединить в распредкоробке? Не всякий электрик сразу разберется с такой схемой подключения.

При этом каждый из выключателей пропускает непосредственно через себя весь ток нагрузки. А значит при коммутациях или коротком замыкании, вполне возможно выгорание контактов.

Еще одной особенностью проходных является отсутствие фиксированного положения клавиши. Вы не можете по ее состоянию понять, включен выключатель или отключен, как это делается на одноклавишнике.

Это будет напрямую зависеть от других “собратьев”, собранных в одну цепочку. Что не всегда удобно и требует привыкания.

Как подключать импульсные реле для управления несколькими светильниками из разных мест: практические рекомендации

Разберем случай с тремя лампами освещения, хотя их общее количество может быть произвольным. Схема подключения импульсных реле просто увеличится от начальной на число светильников. Сколько ламп, столько и релюшек.

Общее количество кнопок-выключателей выбирается владельцем квартиры по местным условиям.

Главные принципы построения схемы:

1. Потенциал фазы после защитного автомата распределяется по всем кнопкам слаботочным проводом, а от них он направляется на обмотки бистабильных реле (контакт А1). Силовым же проводником он подводится к клемме 1 каждого выходного контакта, а с клеммы 2 подается на свой светильник.
2. Потенциал нуля жестко разводится по всем лампочкам проводом освещения, а слаботочкой может быть заведен на контакт А2 всех обмоток.
3. Каждый светильник работает от силового контакта своего бистабильного реле, которое управляется индивидуальными кнопками.

На первый взгляд здесь ничего сложного нет, но при создании цепочки принудительного отключения от одной кнопки существуют особенности:

1. внутри квартиры с обычным однофазным питанием для централизованного отключения достаточно параллельными перемычками соединить все контакты OFF и вывести на общую кнопку у входа;
2. в частном доме с трехфазным питанием каждый потребитель может подключаться от разных фаз и собственного автомата. Способ объединения перемычками выводов OFF становится не приемлемым. Здесь следует применить обычное промежуточное реле. Его контакты станут управлять каждым модулем.

Другими словами, в отдельных случаях для централизованного управления потребителями может потребоваться дополнительное реле сброса.

Обозначил его KL и показал на схеме принцип включения обмотки с общей кнопкой от любой фазы, расположенной вблизи (например, L1) и монтажом промежуточных контактов (KL1.1, KL1.2…) в цепочках централизованного отключения всех задействованных светильников.

Этот же принцип приемлем для централизованного одновременного включения всех импульсных модулей от одной общей кнопки по контакту OFF. Дабы не загромождать картинку лишними линиями, его просто не показываю.

При таком подключении в квартирном щитке располагаются автоматические выключатели разных групп освещения и импульсные реле. От них придется делать довольно разветвленную разводку к многочисленным кнопкам управления, включая централизованные, и светильникам.

Оптимальным вариантом соединения слаботочных жил и силовых проводов становятся обычные клеммники под винт.

Особенности монтажа двухклавишных кнопок с подсветкой в подрозетниках

Подключение слаботочных цепей кнопочных выключателей выполняется последовательно от одного подрозетника к другому по мере удаления от квартирного щитка. При этом все соединения даже для двух кнопок удобно монтировать следующим образом:

• потенциал фазы, показанный на картинке ниже красным цветом, соединяется от каждых отрезков кабелей по верхним контактам всех клемм кнопок перемычками;
• жилы управления, идущие на общий контакт управления, соединяются шлейфом ниже на кнопках (для примера показал коричневым и зеленым цветом);
• остальные не используемые жилы кабеля в этом выключателе, включая РЕ-проводник, монтируем на миниатюрном двухконтактном Wago.

Одновременно здесь удобно перемонтировать назначение любой кнопки. Для этого достаточно отсоединить нижний не нужный провод с кнопки и подключить от другого светильника, а разорванную цепь соединить освободившемся Ваго.

Отличительные особенности различных моделей

Отдельные производители выпускают импульсные модули в корпусах, предназначенных не только для управления одним светильником из разных точек, но и несколькими, как показано ниже на примере продукции от Шнайдер.

Компания ABB пошла иным путем. Она стала выпускать к своим модулям дополнительный блок централизованного управления, который позволяет выполнить те же функции. Его просто устанавливают на DIN рейку рядом с основным изделием.

Схема подключения таких устройств приведена на корпусе и в сопроводительной документации. Уточняйте ее особенности у каждого производителя.

Компания Меандр производит модули РИО-2, приспособленные для работы в трех режимах:

1. обычного импульсного;
2. трех перекрестных переключателей;
3. автоматического таймера.

Они могут работать с местным и централизованным управлением. Показываю схему подключения производителя двух модулей с общими функциями.

Как видите, для каждого изделия может быть разработана своя заводская схема. Ее следует уточнить.