Jak ochránit cívku relé proti přepětí ?

[Pavel Brak]

Máme relé cívka 24V, spínací kontakty 230V a skoro při každé bouřce se stane, že buď po kabelu, kterým spíná 24V nebo v okolí budovy, která je na vrcholu kopce dojde k přepětí a spálí se cívka.
Čím trvale ochránit proti tomuto stavu, tak aby to bylo funkční?

[Jiří Schwarz]

Já bych v tomto případě oslovil výrobce ochran proti přepětí aby mě on poradil co z jeho nabídky bylo pro moji aplikaci nejlepším řešením.

[Václav Třetí]

Je třeba použít vhodně volený varistor nebo transil připojený paralelně k cívce relé, případně i ke zdroji a spínacímu obvodu, který relé napájí. Tazatel by měl prozradit více podrobností, problém může vznikat na dlouhém vedení, díky smyčce zemění, může se přenést ze sítě... Vždy je dobré omezit možnost vzniku přepětí, než se pouze snažit přepětí snížit.

[Milan Jakeš]

Přesně tak. Není typické, že by odcházela cívka relé kvůli přepětím, proto by bylo dobré zamyslet se i nad příčinou jeho zavlečení. Zde bych volil varistor, protože dokáže bez poškození požrat výrazně větší energii. Transily se používají jako další stupeň pro ochranu citlivých polovodičů. Transily oproti varistorům reagují rychleji.
Co vím, tak přepěťové ochrany se dělají sériově jen na síťová napětí. Zde je tedy nutné jít cestou tvorby vlastního řešení.

[Jiří Schwarz]

...
Co vím, tak přepěťové ochrany se dělají sériově jen na síťová napětí. ...

Přepěťové ochrany se dělají pro různé použití a různá napětí.
Ale neumí to každý výrobce, nemá to každý ve své nabídce.

V principu cívka omezí proudovou špičku na začátku, "drát" by měl něco vydržet, takže je otázkou co tam přijde za špičku, když to zničí cívku.

Můžete si najít v nějaké nabídce nějakého prodejce elektroniky varistor a zkusit ho tam dát.
Ale když varistor dokáže "pohltit" energii řádově 100 Joule, to by snad cívka měla vydržet také, pokud to nebude jedna špička za druhou.
Když budete chtít dát více varistorů paralelně, už by se měly vybrat podle charakteristik y, mA bodu,...

Já bych "hledal výrobce",  který už takové experimenty má za sebou a má finální řešení

[Milan Jakeš]

Pokud něco najdete, tak výběr bude buď strašně omezený a nebo to bude i něco dost neumětelského. Můžete to ale zkusit, třeba budu překvapen : ))

Ta porucha na cívce nastane snadno. Indukčnost cívky nebude mít na průběh zavlečeného přepětí prakticky vliv a přepětí propálí izolaci smaltovaného drátku ve vinutí. Izolace smaltovaných drátků se vyrábí ve třídách podle počtu lakování a zaručené el. pevnoností. Zde bude třída I, tedy nejnižší. Porucha nastane tak, že se izolace prorazí, zuhelnatí a pak už vede i při běžném napětí cívky, čímž dojde časem k jejímu úplnému vyhoření.

[Petr Fiedler]

Svodiče na 24V DC nejsou nic zase tak moc neobvyklého, jen ta cena a skladová dostupnost je trochu horší oproti samotnému holému varistoru.

https://www.emas.cz/5098514-svodic

[Pavel Brak]

Tak pro doplnění. Přepetí je zavlečeno zřejmě po kabelu, který vede 24 V a jeho délka je asi 3,5 km

[Milan Jakeš]

3,5km je celkem hodně. Hlavní problém bude v tom, že tam máte "otevřenou smyčku". Kdybyste 24V i 0V pro cívku bral v jednom místě a 1 kabelem přenesl oba potenciály 3,5km daleko, tak by se vám to dít nemělo.

Jako řešení bych zde navrhoval napravit tu "otevřenou smyčku",  spojit 0V vodič kabelu s MET a použít přepěťovou ochranu. Ideální poloha přepěťové ochrany by byla v blízkosti MET.

[Milan Jakeš]

Svodiče na 24V DC nejsou nic zase tak moc neobvyklého, jen ta cena a skladová dostupnost je trochu horší oproti samotnému holému varistoru.
https://www.emas.cz/5098514-svodic

Ano, to je to, co by tazateli zde přesně vyhovělo.

[Milan Jakeš]

PS: Tento typ svodiče by se zapojil trochu jinak, než jsem popsal. Žíly 24V a 0V na svorky 1 a 2, MET na svorku PE.

[Milan Hudec]

Obdobný případ se vyřešil pořádným stykačem.
Pidirelátka odcházela nejen za bouřky a laborování se svodiči (tuším, že provozní napětí bylo 48V) stálo mraky času a peněz (svodič diky výskytu řekněme indukovanému U odcházel také)

[Milan Jakeš]

Spojení s MET je dnes v tomto případě požadovaná normou. Zda předpisy zde vyžadují i přepěťovou ochranu si momentálně nejsem jistý ale osobně bych ji zde bezpodmínečně aplikoval, i kdyby cívka relé neodcházela.

Jen jsem se trochu překoukl (na jedno oko už dost špatně vidím). Myslel jsem, že papírová odolnost je 5kA 8/20us žíla-žíla i žíla-zem. Ve skutečnosti žíla-žíla je jen 2,5kA. Proto bych tu doporučenou přepěťovku zde zapojil takto:

24V na svorku 1.
0V na svorku 2.
MET na svorku PE.
Propojit svorku 2 s PE.

[Václav Třetí]

Přepetí je zavlečeno zřejmě po kabelu, který vede 24 V a jeho délka je asi 3,5 km

To je dálka, můžete prozradit, k čemu to slouží.

[Otakar Dosbaba]

A jak je to relé zapojeno? zdroj se spínacím prvkem je v jednom místě, poté 3,5km vedení a na konci cívka relé? Nebo je zdroj a relé společně, zatímco spínací prvek je vzdálen 3,5km?

[Pavel Brak]

Slouží to sepnutí zásuvky chlorování pitné vody z čerpací stanice na VDJ.
 Dole je zdroj a relé, které to sepne. Nahořese  už jen objeví napětí 24V a sepne cívka relé a spojí kontakt na  230 V.

[Václav Třetí]

V tomto případě bych použil na obou koncích, jak u zdroje (nejlépe na začátku vedení),  tak u cívky relé kombinaci telefonních bleskojistek a varistorů, vždy po třech kusech, jeden kus mezi pracovní vodiče a další dva vždy na pracovní vodič a uzemnění (MET).

Ještě dva dotazy: Používáte stejnosměrné nebo střídavé napájení cívky relé?
                            Vedení je vzdušné nebo uloženo v zemi?

[Martin Kurka]

Otázkou je, zda shořelo opravdu vinutí relé. Mnohá instalační relé - například nejrozšířenějš í ELKO VS - maji na vstupu nejméně usměrňovač, někdy elektronické obvody které umožňují napájení cívky v rozsahu 12V ACDC - 230V AC. A tato elektronika je citlivá na přepětí nasbírané z takhle dlouhého vedení, mnohem citlivější než prostá cívka relé.

Obecně takto dlouhé přívodní vedení již má tak znatelnou rozprostřenou kapacitu a indukčnost, že tvoří s indukčností a kapacitou vinutí cívky relé parazitní sériový oscilační obvod. Proto je dobré rezonanční kmitočet posunout dolů paralelní kapacitou k cívce relé a obvod zatlumit paralelním odporem k relé. Proto je ideální RC odrušovací člen paralelně k cívce relé, ideálně s nižším ohmickým odporem, než má cívka relé a s kapacitou cca 2 mikrofarady a nejméně na 300V DC (svitkový, ne elektrolyt)
Můžete použít hotový výrobek na DIN lištu s drátovými vývody, třeba Almeto FZ 718 42 má kondenzátor 2,2 µF a odpor 100R/1W. Elektronické součástky Ostrava dělají v pouzdře na DIN lištu RC205 1 µF.
  Můžete dát i dva RC členy paralelně. Pro omezení přepětí je důležité paralelně připojit i varistor. Ale varistor na 25V AC/ 31V DC třeba HITANO VCR14D390KAR, v této napěťové hladině jej můžete dát i přímo na svorky relé.  Místo varistoru také můžete použít symetrický výkonový transil třeba LITTELFUSE 5KP43CA nebo TSMC 1.5KE39CA. Varistory i transily se kupují v obchodech s elektronickými součástkami, třeba GM.

Telefonní bleskojistka svedená na MET je dobré řešení zejména u vzdušného vedení, ale u řídících obvodů  nějaké technologie je při prohoření trochu ošidná a zde bych do ní šel až když nepomůže paralelní RC člen a varistor.