Применение слаботочных электронных реле контроля фаз и напряжения в цепях, коммутируемых мощными автоматическими выключателями и/или контакторами

С каждым днём в шкафах ВРУ, НКУ, АВР и др. применяется всё больше и больше различных электронных приборов. Это и реле времени и реле контроля напряжения, реле контроля фаз и др. Питание эти устройства получают от контролируемой сети АС220 В. Ток потребления от сети такого устройства, как правило, не превышает 5-10 мА. Реле контроля включается, как правило, после вводного автомата (Q1 на рис. 1-6).
Логика работы проста—пока реле контроля не “разрешит”, контактор К1 не включит питание.
Кажется всё просто и никаких подвохов. НО!!!
В службу сервиса производителя реле контроля фаз начали поступать “возвраты” совершенно исправных реле.
Анализ условий работы реле на объекте показал, что все эти реле применялись именно в таких схемах.
Особенность этой схемы в том, что при включении автомата его единственной нагрузкой является реле контроля фаз с током потребления единицы миллиампер. Так, например, реле контроля фаз ЕЛ-11М-15, производства ООО МЕАНДР имеют потребление по входам всего 1,7мА, т.е. минимальная потребляемая мощность от одной фазы всего 370мВт. При нормальном напряжении на вводе, реле включается не всегда (через раз). После выключения автомата и повторного включения реле нормально срабатывало. Причиной оказалась неспособность мощного вводного автомата коммутировать слабые токи. Реле “теряло” фазу и не давало разрешение на работу остального оборудования при совершенно нормальном напряжении на вводе.
Практически все производители электромагнитных реле указывают минимальные значения коммутируемых электрических сигналов.
Например в каталоге ф. Finder на реле приводятся три минимальных значения: мощность, напряжение и ток.
Так на реле 44 Series-6-10A, приводятся следующие параметры:
“Минимальная коммутируемая нагрузка; - мВт (В/мА)-300 (5/5)”.
На контакторы некоторые производители указывают минимальный ток, напряжение или мощность коммутации.
Так у фирмы ABB на автоматические выключатели или вообще не приводит минимальных значений нагрузки, или указывает только минимальное рабочее напряжение - 12В AC/DC. Выключатели E 200-Минимальное напряжение 12В перем./пост. при 0,1ВА (см. каталог ADVLOC1200CAT08BRU)
Для контакторов ESB фирма ABB указывает;
- Мин. Включаемая/отключаемая мощность ≥17V/ ≥200mA - "Min. making/breaking capacity ≥17 V / ≥200 mA".
(см. страницу 7  каталога ABB).

На автоматические выключатели ограничения технические данные по нагрузке обнаружены только у фирмы ABB. На выключатели ряда S2… в каталоге «System pro M - Модульные устройства для низковольтных систем» указано «...Мин. Рабочее напряжение Ub мин. 12В». Но это совсем не значит, что эти приборы безупречно могут коммутировать слабые электрические сигналы.
Старые реле контроля фаз типа ЕЛ11, ЕЛ12 и ЕЛ13 потребляли значительную мощность.
По каждому из трёх входов эти реле потребляли мощность около 2Вт, т.е. более 8мА. Поэтому проблем с коммутацией контакторами и автоматическими выключателями не возникало. Но зато были проблемы с надёжностью, так как большое энергопотребление приводило к сильному нагреву этих реле и, как следствие, выходу их из строя.
Современные реле контроля фаз очень экономичны и поэтому имеют более высокую надёжность.
Что в таких случаях делать? Как обеспечить надёжную коммутацию малых токов мощными контакторами и автоматическими выключателями?
Один из самых простых способов - создать небольшой дополнительный «смазывающий» ток нагрузки контактов.
Для надёжной коммутации достаточно на каждую из фаз на входе в реле контроля подключить по конденсатору, ёмкостью 150-470нФ на напряжение 630В (для сетей 380В). Свободные выводы конденсаторов объединить (C1...C3 на рис. 3...6). Можно их подключить к нулевой шине N. Разряженные конденсаторы в момент коммутации обеспечат хороший, хоть и кратковременный, ток для электрического пробоя окисных плёнок контактов, а переменных ток обеспечит необходимый «смазывающий» ток контактов. Так конденсатор емкостью 150нФ на частоте 50Гц, имеет сопротивление 21,2кОм, что при напряжении 220В обеспечивает ток 10,4мА.
Таким образом конденсаторы создадут дополнительную емкостную нагрузку на контактор или автоматический выключатель и этим будет обеспечена надёжная коммутация слаботочных нагрузок после автомата. Кроме этого конденсаторы дополнительно будут выполнять функции подавления импульсных коммутационных перенапряжений и помех в этих цепях. Для большей эффективности подавления импульсных помех желательно применять специальные «безиндуктивные» помехоподавляющие конденсаторы класса X2, а ещё лучше класса X1.
Иногда реле контроля «питаются» от отдельного автомата (Q2 на рис. 5 и 6) подключённого ко входному автомату Q1. В этом случае конденсаторы необходимо установить после него, например прямо на клеммы реле контроля фаз.