Relé de detección de tensión

por Topfast | jueves 22 mayo 2025

Índice

¿Qué es un relé de detección de tensión?

Un relé de detección de tensión es un tipo de dispositivo de control automático basado en la detección de tensión, que se utiliza principalmente para controlar el cambio de tensión en el circuito y ejecutar la acción de conmutación correspondiente.Su principio de funcionamiento es a través de la adquisición en tiempo real del módulo de detección de voltaje incorporado de señales de voltaje del circuito, cuando el voltaje alcanza el umbral preestablecido (sobretensión, subtensión, o un rango de voltaje específico), los contactos del relé cambiarán rápidamente de estado (normalmente abierto / cerrado), para realizar el control de encendido / apagado del circuito subsiguiente o función de protección.

Clasificación y características técnicas de los relés de detección de tensión

1. Relé electromagnético de tensión

Principio de funcionamiento:Funciona por inducción electromagnética. Cuando la tensión de entrada alcanza el umbral, la bobina genera un campo magnético que acciona los contactos mecánicos.
Características principales:

Ventajas: Estructura simple, fuerte inmunidad al ruido, bajo coste y alta tolerancia a las corrientes de cortocircuito.
Limitaciones: Slow response due to mechanical inertia (typical actuation time: 10–50 ms), lower accuracy (±5%), and contact wear.
Aplicaciones típicasProtección contra sobretensión/subtensión en sistemas de distribución de energía en los que el rendimiento en tiempo real no es crítico.

2.Relé de tensión estático (estado sólido)

Principio de funcionamiento: Uses electronic circuitry for voltage sampling → signal conditioning → threshold comparison → contactless output (e.g., thyristor/relay drive).
Características principales:

Ventajas: Fast response (1–10 ms), high accuracy (±1%), no mechanical wear, and low power consumption.
LimitacionesMayor coste, menor tolerancia a sobretensiones transitorias y requiere alimentación auxiliar.
Funciones mejoradas: Pantalla digital integrada, interfaces de comunicación (por ejemplo, RS485) y ajustes programables.
Aplicaciones típicasProtección de equipos de precisión, sistemas de energías renovables y control automatizado.

3.Relé de tensión híbrido

Integración del diseño: Combina el accionamiento electromagnético con el control electrónico, fusionando fiabilidad e inteligencia.
Rendimiento equilibrado:

Mechanical contacts ensure high-current switching capability, while electronics improve response time (5–20 ms) and accuracy (±2%).
Admite funciones ampliadas como la indicación de estado mediante LED y el autodiagnóstico de fallos.
Aplicaciones: Control de motores industriales, redes inteligentes y otros escenarios que requieren tanto fiabilidad como funcionalidad avanzada.

Relé de detección de tensión:Funciones & Principio de funcionamiento

I.Funciones clave

Protección contra sobretensiones

Papel: Supervisa la tensión del circuito en tiempo real. Si la tensión supera un umbral preestablecido (por ejemplo, 120% del valor nominal), corta instantáneamente el circuito para proteger los equipos aguas abajo (por ejemplo, motores, PLC).
Aplicaciones:
- Protección contra rayos o sobretensiones operativas en redes eléctricas.
- Prevención de daños en los módulos de control debidos a fluctuaciones de potencia en equipos industriales.

Bloqueo por subtensión (UVLO)

Papel: Bloquea el circuito cuando la tensión cae por debajo de un umbral de seguridad (por ejemplo, 80% del valor nominal), evitando el funcionamiento del equipo en condiciones inseguras (por ejemplo, calado del motor, pérdida de datos).
Aplicaciones:
- Mitigación de las caídas de tensión en los sistemas de distribución.
- Protección de baja tensión en inversores de energías renovables.

Características adicionales (Depende del modelo)

Protección contra desequilibrios de tensión, detección de secuencia de fases, retardo de reinicio automático, etc.

II.Principio de funcionamiento

Detección de señales

Measures line voltage via voltage dividers or transformers, converting it to a processable signal (e.g., 0–5V analog).

Comparación de umbrales

An internal comparator checks the detected voltage against preset values, triggering logic circuits (e.g., overvoltage → high output; undervoltage → low output).

Actuación

Relés electromecánicos: Coil generates a magnetic field, moving contacts to open/close the circuit (response time: 10–50 ms).
Relés de estado sólido (SSR): Semiconductor switches (e.g., thyristors) enable contactless operation (response time: ≤1 ms).

Recuperación

Se restablece automática o manualmente una vez que la tensión se normaliza (algunos modelos admiten un retardo ajustable).

III.Comparación técnica

Característica	Electromecánica	Estado sólido (SSR)
Tiempo de respuesta	Más lento (milisegundos)	Más rápido (microsegundos)
Vida útil	Desgaste mecánico (~10^6 ops)	Sin contactos (~10^8 ops)
Inmunidad al ruido	Alta	Requiere protección contra picos
Capacidad de carga	Alta corriente/tensión	Alta frecuencia/pequeña señal

IV.Directrices de selección

Precisión del umbral: ±1% for industrial use; ±5% for consumer applications.
Modo Reset: Restablecimiento automático para fallos transitorios; restablecimiento manual para sistemas críticos de seguridad.
Medio ambiente: Wide-temperature models (-40°C to 85°C) for outdoor use.

Principales parámetros técnicos del relé de detección de tensión

1. Características eléctricas

Tensión nominal: 5V, 12V, 24V, 48V, etc. (DC/AC a etiquetar).
Corriente nominal: Corriente continua máxima de los contactos (por ejemplo, 10 A).
Resistencia del aislamiento: ≥100MΩ (500V DC test).
Parámetros de contacto:
Tipo: normalmente abierto (NO)/normalmente cerrado (NC)/conversión (CO).
Resistencia de contacto: ≤50mΩ (tested under low load).
Capacidad máxima de conmutaciónPor ejemplo, 250 V CA/30 V CC.
Tipo de carga: admiten cargas resistivas/inductivas/capacitivas (es necesario marcar la relación de reducción de potencia).

2.Características de la acción

Tensión de acción: Rango de tensión de aspiración (por ejemplo, 70%~110% de la tensión nominal).
Tensión de liberaciónumbral de desbloqueo (por ejemplo, 30% de la tensión nominal).
Tiempo de respuesta:
Tiempo de aspiración: ≤10ms (typical).
Tiempo de liberación: ≤5ms (typical value).

3.Mecánica y durabilidad

Vida mecánica: ≥10^7 times (no load switching times).
Vida eléctrica: ≥ 10^5 times (under rated load).
Material de contactoAleación de plata/oro (afecta a la resistencia al arco).

4.Parámetros de la bobina (Tipo electromagnético aplicable)

Tensión nominal: Tensión de funcionamiento de la bobina (por ejemplo, 12 V CC).
Resistencia de la bobina: ±10% tolerance (e.g. 360Ω).
Consumo de energía: Consumo de energía estático (por ejemplo, 0,5 W).

5.Adaptabilidad medioambiental

Temperatura de funcionamiento: -40℃~+85℃ (industrial grade).
Nivel de protección: por ejemplo, IP67 (resistente al polvo y al agua).

6.Certificación de seguridad

Normas de cumplimiento: UL, CE, RoHS, etc. (a especificar).

Sugerencias de selección

Adaptación de tensión: Asegúrese de que la tensión de la bobina es compatible con el sistema de control.
Capacidad de carga: Las cargas inductivas necesitan dejar un margen de 1,5~2 veces.
Requisitos de vida: Priorizar el relé de estado sólido (SSR) para escenarios de alta frecuencia.
Factores medioambientales: Un entorno de alta temperatura y humedad requiere un embalaje especial.

Fallos comunes del relé de detección de tensión Q&A

1. ¿Cuáles son los signos de fallo de los contactos? 2. ¿Cuáles son las causas?

P: ¿Qué ocurre cuando se atascan los contactos del relé?
R: Un contacto se atasca cuando un relé no se libera después de haberse activado, lo que provoca un circuito cerrado continuo. Las causas más comunes son:

Presencia de materias extrañas entre los contactos (por ejemplo, polvo, aceite).
Superficie de contacto irregular o deterioro del material
Presión de contacto insuficiente, lo que provoca un contacto deficiente o la ablación del arco.

P: ¿Por qué se produce un mal contacto?
R: El mal contacto suele deberse a los siguientes problemas:

Oxidación, contaminación o corrosión de la superficie de contacto.
Desgaste de las lentes de contacto debido a un uso prolongado
La resistencia de contacto aumenta, afectando a la conducción normal de la corriente

P: ¿Qué causa la ablación por contacto?
R: La ablación por contacto puede deberse a los siguientes factores:

Funcionamiento prolongado con sobrecarga, la corriente supera el valor nominal.
Alta tensión, que genera daños por arco en los contactos
Insuficiente resistencia a altas temperaturas del material de contacto

2.¿Cuáles son los tipos de fallos de la bobina?¿Cómo se juzgan?

P: ¿Qué problemas puede causar una bobina abierta?
R: Cuando la bobina está en circuito abierto, el relé no puede ser aspirado, lo que se manifiesta como:

Cables rotos dentro de la bobina o terminales sueltos.
Fuerza electromagnética insuficiente para formar un circuito cerrado

P: ¿Cuál es el peligro de una bobina cortocircuitada?
R: Un cortocircuito en la bobina provocará:

Un aumento anormal de la corriente puede quemar el relé
Daños en el aislamiento o cortocircuito entre las espiras de la bobina.

P: ¿En qué condiciones se quemará la bobina?
R: Las causas más comunes del agotamiento de las bobinas son:

Sobrecarga prolongada o alta tensión
Deterioro del aislamiento de la bobina o cortocircuito interno

3.¿Puede un circuito magnético defectuoso afectar a un relé?

P: ¿Qué problemas puede causar un circuito magnético en mal estado?
R: Los circuitos magnéticos anormales pueden afectar a la aspiración y liberación de un relé por razones como:

Núcleos o armaduras de hierro desgastados
Calas no magnéticas dañadas
Magnetismo residual excesivo que impide el rearme correcto del relé.

4.¿Cuáles son otros fallos comunes?

P: ¿Cuáles son los signos de un fallo mecánico?
R: Los fallos mecánicos pueden incluir:

Mecanismo de transmisión atascado, acción inflexible
Fallo del muelle de reacción, que afecta al rearme del contacto.

P: ¿Afectan los factores ambientales a los relés?
R: Sí, los entornos hostiles pueden provocar:

Oxidación por contacto, corrosión (por ejemplo, humedad, gases corrosivos)
Temperaturas altas o bajas que afectan al rendimiento del relé

Resumen
Los fallos de los relés de detección de tensión se concentran principalmente en los contactos, las bobinas, los circuitos magnéticos y las estructuras mecánicas, etc. Un mantenimiento adecuado y una inspección periódica pueden reducir eficazmente la aparición de fallos.

Escenarios de aplicación
Los relés de detección de tensión se utilizan ampliamente en una variedad de aplicaciones en las que se requiere el control de la tensión, especialmente en los sistemas de energía para la protección contra sobretensiones, bloqueo de baja tensión, etcétera.Por ejemplo, en generadores, transformadores y líneas de transmisión, los relés de detección de tensión pueden detectar condiciones de sobretensión o subtensión y cortar circuitos cuando sea necesario para proteger los equipos y la seguridad del sistema. Además, se utiliza habitualmente en control industrial, electrodomésticos, electrónica del automóvil, etc., para lograr un control y una protección precisos de los circuitos.