1.3.1 Загальні відомості про реле

Одним з основних елементів систем автоматики і телемеханіки на залізниці є РЕЛЕ. За допомогою реле здійснюється автоматичне управління, контроль і регулювання всіх процесів при русі поїздів, включаючи послідовну роботу окремих частин в системі сигналізації, централізації і блокування.

Класифікація реле

Існує велика кількість конструктивних різновидів реле. В залежності від принципів спрацювання, основні види реле діляться на:

Електричні реле за принципом дії поділяються на електромагнітні, магнітоелектричні, електродинамічні, індукційні. 

Більш простим за конструкцією і частотою використання в автоматиці, телемеханіці і зв'язку є електромагнітне реле. Такі реле прості й надійні в роботі та забезпечують можливість незалежного перемикання великої кількості кіл. Тому саме про них далі й піде мова.

Основною частиною реле (див.рис.нижче) є електромагніт - найбільш простий перетворювач електричного сигналу в механічне переміщення. Електромагніт складається з таких основних частин: обмотка 1, яка створює магнітний потік; осердя 2, ярмо 3; якір 4, який приводиться в дію електромагнітним потоком і в свою чергу діє на виконавчий орган - контакти 5. Притягання якоря до осердя і замикання контактів називається спрацюванням (збудженням) реле. При вимиканні струму якір під дією сили тяжіння (власної ваги) або сил реакції контактних пружин повертається у вихідне положення, розмикаючи контакти. Це явище називається відпусканням (знеструмленням) реле. 

На рисунку показані різні види електромагнітних реле, які відрізняються формою магнітного кола і способом переміщення якоря: реле з поворотним якорем (а, б, в, г, е); реле з лінійно-втяжним якорем.

В залежності від роду струму, який живить обмотку реле, розрізняють реле постійного і змінного струму. Реле постійного струму в свою чергу поділяються на нейтральні, поляризовані і комбіновані (нейтрально-поляризовані).

Нейтральними реле називають такі, дія яких залежить від величини магнітного поля і не залежить від напрямку струму в обмотці. Такі реле двопозиційні, оскільки їх якір може займати тільки два положення.

Поляризованими називають електромагнітні реле, робота яких залежить від напрямку струму в обмотці реле. 

Комбіновані реле - це поєднання нейтрального і поляризованого реле  із загальною магнітною системою і незалежним поляризованим і нейтральним якорем.

По надійності дії реле залізничної автоматики і телемеханіки поділяють на реле І класу надійності та полегшені (дж. - Сороко В.И. Реле железнодорожной автоматики и телемеханики. - М.: НПФ "Планета", 2002).

До реле І класу надійності відносяться реле, у яких; забезпечена максимальна гарантія повернення якоря з притягнутого у відпущений стан при вимиканні струму в обмотках під дією власної ваги (сили тяжіння); забезпечено незварюваність фронтових контактів (це досягається тим, що контакти виготовляють з різнорідних матеріалів: один контакт виготовляють з графіту з додаванням срібла, а інший - зі срібла). Реле І класу надійності використовують в апаратурі СЦБ, яка забезпечує безпеку руху поїздів.

У реле полегшеного типу повернення якоря і тиск на тилових контактах при вимиканні струму в обмотках забезпечується за рахунок реакції рухомих контактних пружин. Фронтові і тилові контакти виготовляються зі срібла і піддаються зварюванню. Такі реле, як правило, використовують в схемах, не пов'язаних безпосередньо з безпекою руху поїздів (схеми набірної групи ЕЦ, диспетчерський контроль тощо). 

В теперішній час в експлуатації знаходяться реле І класу надійності чотирьох поколінь: реле ІІІ покоління групи НМШ, реле ІV покоління групи РЭЛ, а також більш ранні штепсельні реле ІІ покоління групи НШ і в невеликій кількості найбільш ранні нештепсельні реле І покоління групи НР, з'єднання контактів яких із зовнішніми монтажними дротами здійснюється болтовими з'єднаннями.

Реле полегшеного типу: КДР - кодове електромагнітне контактне реле нештепсельне; КДРШ - кодове штепсельне; РЭМ - модифікований варіант КДР; РЭМШ - модифікована версія КДРШ.

В залежності від числа обмоток на осерді електромагнітні реле класифікують як однообмоточні, двообмоточні, багатообмоточні.

За кількістю позицій реле поділяють на двопозиційні та трьохпозиційні.

За кількістю контактних груп реле бувають одноконтактні (з однією контактною групою) та багатоконтактні (з 2, 4, 6 або 8-контаткними групами).

В залежності від часу спрацювання реле поділяються на швидкодіючі (час спрацювання на притягання і відпускання якоря до 0,03 с); нормальнодіючі (час спрацювання до 0,2 с); повільнодіючі (час спрацювання до 1,5 с); часові - реле витримки часу (час спрацювання понад 1,5 с).

За потужністю, необхідною для спрацювання (притягання якоря), реле поділяються на малопотужні (потужність спрацювання 1-3 Вт); середньої потужності (3-10 Вт); потужні (понад 10 Вт).

В пристроях автоматичного блокування реле розраховані на номінальну робочу напругу 12 В (окрім спеціальних типів), а в станційних пристроях електричної централізації , як правило, - 24 В.

Умовні позначення типів реле

Для позначення типів реле залізничної автоматики і телемеханіки використовують цифри і літери. 

Перша літера означає: Н - нейтральне реле, И - імпульсне, К - комбіноване, П - поляризоване, О - вогневе, Т - трансмітерне, ДС - двохелементне секторне, АН - автоблокувальне нейтральне.

Друга літера: М - малогабаритне

Третя і наступні літери: Ш - штепсельне, В - з випрямлячем, Т - з термічним елементом. Літери, що повторюються, означають: П - пускове, М - повільнодіюче.

Наприклад:

НМШ - нейтральне малогабаритне штепсельне, НМПШ - нейтральне малогабаритне пускове штепсельне, ИМВШ - імпульсне малогабаритне штепсельне з випрямлячем, НШ - нейтральне штепсельне (велике), НПР - нейтральне пускове з болтовим з'єднанням (нештепсельне), ДСШ - двохелементне секторне штепсельне. 

Цифра після букв у нейтральних штепсельних реле характеризує контактну систему реле: 1 - вісім перемикаючих контактів (8 фт); 2 - чотири перемикаючих контакти (4 фт); 3 - два перемикаючих контакти і два замикаючих (2 фт, 2 ф); 4 - чотири перемикаючих і чотири замикаючих контакти (4 фт, 4 ф); 5 - два перемикаючих і два розмикаючих контакти (2 фт, 2т). У деяких типів реле (ДСШ, ИМШ тощо) цифри, що характеризують контактну систему, не ставлять.

Друге число, яке пишеться через риску, вказує на значення загального опору обмоток постійному струму в Омах при послідовному з'єднанні обмоток. Якщо реле має дві обмотки з різним опором, то цифри вказують у вигляді дробу.

Наприклад:

НМШ1-1800 - нейтральне малогабаритне штепсельне реле з контактною групою 8 фт і опором обмоток по 900 Ом; 

НМПШ3-0,2/220 - нейтральне малогабаритне пускове штепсельне реле з контактною групою 2 фт, 2 ф та опором обмоток 0,2 Ом та 220 Ом.

У нейтрального реле типу РЭЛ літери означають: реле електромагнітне розробки Ленінградського електротехнічного заводу.

Умовні графічні позначення реле та їх контактів в схемах СЦБ