Рекомендации по выбору реле

Сводная таблица

Тип нагрузки	Пусковой ток, длительность	Мощность группы	Допустимо	Рекомендуем
Лампы накаливания	8-12*Inom, 5 мс	<250Вт	MR6C, R10A8	MR6C v.2
		<1кВт
		<1,5кВт	WB-MR3(6)/I*	WB-MR3(6)/S, WB-MRPS6
		<2кВт
Светодиодные “хорошие”	10-20*Inom, 100 мкс	<150Вт	MR6C, R10A8	MR6C v.2
		<600Вт
		<900Вт	WB-MR3(6)/I	WB-MR3(6)/S, WB-MRPS6
		<2кВт
Светодиодные “плохие" и компактные люминисцентные лампы	150-200*Inom, 100 мкс	<15Вт	MR6C, R10A8	MR6C v.2
		<60Вт
		<90Вт	WB-MR3(6)/I*	WB-MR3(6)/S, WB-MRPS6
		<120Вт
Электродвигатели	2-5*Inom, 100 мс - 2 сек.	<300Вт	MR6C, R10A8	MR6C v.2
		<500Вт	WB-MR3(6)/I*, WB-MR3(6)/S, WB-MRPS6
		<800Вт		WB-MRWL3
Импульсные блоки питания	200-600*Inom, 200-1000 мкс	<120Вт		WB-MR3(6)/S, WB-MRPS6
Эл. котлы, чайники.	1*Inom	<1.5кВт	MR6C, R10A8	MR6C, R10A8
		<2кВт	WB-MR3(6)/I*	MR6C v.2, WB-MR3(6)/S, WB-MRPS6
		<4кВт		WB-MRWL3
Группы розеток	??	<3кВт		WB-MRWL3

* для контакта NO, для NC допустимая мощность в 1,5 раза меньше

Почему именно так? Ведь в характеристиках используемых реле ток (а значит и мощность) гораздо выше рекомендуемых. Ответ прост - пусковые токи.

Разберем категории нагрузок.

Лампы накаливания

Принято считать, что это - исключительно резистивная нагрузка. Но пока спираль лампы холодная, она имеет сопротивление сильно меньшее по сравнению с рабочим. Лампа накаливания мощностью 95 Вт имеет сопротивление 40 Ом, что оценочно дает пусковой ток до 320 В / 40 Ом = 8 А, то есть, в 13 раз больше номинального.

Ток через спираль холодной лампы

Видно, что пусковой ток превышает номинал в 8 раз, время разогрева спирали составляет менее одного полупериода, а длительность пика — примерно 2 мс.

Теплые полы. Чайник, ТЭНы электрокотлов

Температурный коэффициент нихромовых спиралей для рабочих температур в ТЭНах весьма мал, и пусковой ток близок к номинальному. Исключение — саморегулирующиеся кабели для теплых полов. У них полупроводниковый нагревающий элемент, его пусковой ток может быть больше в 2 раза.

Лампы светодиодные и компактные люминесцентные

Такие лампы небольшой мощности содержат в себе выпрямительный мост с конденсатором. То есть, это чисто емкостная нагрузка, и пусковой ток должен быть очень большим. Как правило, для его снижения производители ставят перед мостом резистор и(или) термистор.

Ток включения энергосберегающей лампы

Видно, что у икеевских ламп всё весьма хорошо. А вот у других светодиодных ламп пусковой ток превышает номинал в 150 — 200 раз, и длительность пиков составляет ~100 мкс.

Электродвигатели

Верно, что у индуктивной нагрузки пусковой ток нулевой. И да, в момент замыкания контактов ток и правда нарастает плавно, но затем: 1. если момент замыкания попал в нуль напряжения, то всплеск тока двукратный (для чисто индуктивной нагрузки); 2. пока двигатель не выйдет на номинальные обороты, ток превышает в несколько раз номинальный; чем мощнее двигатель, тем больше превышение.

Ток включения двигателя

Блоки питания

Аналогично светодиодным лампам на входе у этих блоков питания стоит диодный мост и конденсаторы большой емкости. Для снижения пусковых токов производители ставят NTC-термисторы, зеленые (иногда черные) и круглые.

Термистор на плате БП

В холодном состоянии они имеют заметное сопротивление, чем и ограничивают пусковой ток. При работе блока питания термистор нагревается, и его сопротивление снижается (в 20 — 30 раз), практически не мешая протеканию тока. Но после выключения блока питания некоторое время (до 1 минуты) термистор остается горячим и не может ограничивать пусковой ток. Поэтому крайне желательно после выключения блока питания подождать 10 — 30 с перед его повторным включением. Ниже представлены графики с повторным включением через ~15 с (при быстром переключении пики еще больше):

Ток включения БП

Выводы

В документации на реле могут указывать несколько токов: номинальный ток (Contact rating current) и максимальный ток переключения (Max. switching current) или пусковой ток (Inrush current) и т. д. И у «обычных» реле пусковой ток часто не указывают. О необычных напишем ниже. То есть, если на реле написано «10А», то значит, по умолчанию у него и пусковой ток при коммутации не должен превышать 10А. Возможно, его можно умножить на 2, но это не точно.

Если максимальный пусковой ток 10-20А, а светодиодная лампочка имеет пусковой ток в 100 раз от номинала, то это очень грустно: получается, что коммутировать можно только 20-40 Вт лампочек.

Так что с обычными реле нужно либо сильно ограничить себя в выборе нагрузки и занижать мощность, либо быть готовым к тому, что контакты будут часто свариваться, и реле придется менять. Для нагрузки с большими пусковыми токами лучше использовать специальные реле.

Контакты реле

На фото контакты реле HF115F-I (слева) и HF115F-S (справа). Пусковой ток HF115F-I — 120А/20мс, что позволяет коммутировать лампы накаливания общей мощностью до 2 кВт. А HF115F-S — 165А/20мс и 492А/1,5мс, 800А/25мкс, то есть до 3 кВт для ламп накаливания и до ~600 Вт для светодиодных ламп. Используются, например, в WB-MRPS6