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Current Sensing Relay 24V: Selection Guide, Wiring Tips & Applications

Un técnico comercial de HVAC se encuentra en una sala de máquinas mirando un controlador de aire. El solenoide del humidificador está conectado a través de un relé de detección de corriente de 24 V y el solenoide no se activa. El motor del ventilador está funcionando y el relé debería detectar su corriente, pero el contacto permanece abierto. Una prueba rápida con una pinza amperimétrica muestra que el soplador está consumiendo 2,4 A mientras que el punto de ajuste del relé es 5 A. La conclusión es simple: el relé está bien, pero el punto de ajuste es incorrecto.

Un relé de detección de corriente detecta el flujo de corriente en un conductor y activa un contacto de control aislado cuando esa corriente cruza un umbral definido por el usuario. El 24V en el nombre es el voltaje de control que alimenta la bobina del relé o la electrónica, no la corriente que se monitorea. Comprender esta separación entre el circuito de detección de corriente y el circuito de control es la base para una selección correcta.

Cómo funciona un relé de detección de corriente de 24 V

Cada relé sensor de corriente contiene tres subcircuitos dentro de una carcasa: el elemento sensor, el comparador y el contacto de salida.

El elemento sensor

El elemento sensor más común es un transformador de corriente en miniatura (CT). El conductor de carga pasa a través de la ventana del CT. La corriente CA en ese conductor crea un campo magnético y el CT produce una pequeña corriente secundaria proporcional a la corriente de carga primaria. Una resistencia de carga dentro del relé convierte esa corriente en un voltaje que el comparador puede leer.

El comparador y la referencia

El comparador verifica continuamente la señal medida con respecto a una referencia ajustable, que es el punto de ajuste. Si la corriente medida excede el punto de ajuste, la salida del comparador cambia de estado. Muchos modelos también incluyen histéresis, una brecha deliberada entre los valores de disparo y reinicio. Sin histéresis, una carga que oscila cerca del punto de ajuste haría que el relé vibre al abrir y cerrar rápidamente el contacto de salida.

El contacto de salida

El comparador energiza una bobina de relé que cambia el estado de un contacto de salida aislado, disponible como normalmente abierto (N/A), normalmente cerrado (N/C) o conmutado. La clasificación suele estar en el rango de 5 A a 250 V CA. Este contacto conmuta el circuito de control externo, una entrada de PLC, una bobina de contactor, un solenoide o una alarma.

La potencia de control de 24 V alimenta internamente la electrónica y la bobina de salida. Debido a que el circuito de detección está aislado galvánicamente del circuito de control, puede usar de manera segura un relé de 24 V CC para monitorear un conductor que transporta varios cientos de amperios a un nivel de voltaje mucho más alto.

Especificaciones clave para verificar antes de comprar

Seleccionar un relé de detección de corriente de 24 V no consiste en elegir el primer dispositivo de riel DIN con 24 V en la descripción. Las especificaciones siguientes tienen la mayor influencia en el éxito de la aplicación.

Especificación Rango típico Por qué es importante
Tensión de control 24 V CA/CC Debe coincidir con el voltaje del circuito de control existente
Rango de detección 0,1 A a 200 A Determina la corriente mínima y máxima que se puede detectar.
Precisión del punto de ajuste ±2% a ±5% Afecta la precisión del viaje en su corriente objetivo
Histéresis 2% a 10% Evita vibraciones cuando la corriente de carga está cerca del punto de ajuste
Calificación de contacto 5A / 250V CA Debe cambiar la carga conectada sin soldar.
Tiempo de respuesta 50 ms a 500 ms Determina si el relé reacciona ante una falla rápida o una tendencia lenta.
Tipo de montaje carril DIN, panel Influye en la planificación del espacio y el esfuerzo de modernización.

Regla de oro: Elija un rango de detección donde la corriente normal esperada se encuentre entre el 30% y el 80% del valor de escala completa. Por debajo de aproximadamente el 20%, los sensores basados ​​en CT comienzan a perder precisión. Por encima del 100%, corre el riesgo de saturar el núcleo y provocar reinicios falsos.

Aplicaciones comunes para relés de detección de corriente de 24 V

Un relé de detección de corriente de 24 V es un dispositivo de bloqueo universal. Las aplicaciones más comunes se dividen en cinco categorías.

Monitoreo de ventiladores y correas HVAC

En los sistemas HVAC, el relé demuestra que un ventilador realmente está moviendo aire antes de energizar un solenoide humidificador, un limpiador de aire electrónico o una bobina de refuerzo. El CT envuelve la alimentación del motor del ventilador. Cuando el motor arranca y consume corriente por encima del punto de ajuste, el relé habilita el solenoide de 24 V. Si una correa se rompe y el motor funciona pero la corriente cae, el relé abre el circuito del solenoide y protege el equipo conectado del funcionamiento en seco.

Protección de motores y detección de fallos.

Los motores consumen corriente predecible durante el funcionamiento normal. Durante una sobrecarga, la corriente aumenta; Durante una pérdida de fase, las fases restantes consumen mayor corriente. Un relé de detección de corriente observa estas firmas y activa el contactor. Para motores trifásicos con necesidades adicionales como detección de fugas, un dispositivo integrado como el protector de motor de protección contra fugas con grabación de eventos Combina detección de corriente, monitoreo térmico y registro de eventos de disparo en un solo paquete de riel DIN.

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Protección contra funcionamiento en seco de la bomba

Las bombas centrífugas consumen menos corriente cuando el impulsor gira en aire en lugar de agua. Un relé de detección de corriente configurado como un disparo por baja corriente detiene la bomba antes de que se dañen los sellos mecánicos. Esta es una alternativa de bajo costo a las costosas protecciones contra funcionamiento en seco.

Monitoreo de subestaciones y distribución.

En los circuitos de subestaciones, un relé de protección más sofisticado como el Relé de protección AM2SE agrega protección contra sobrecorriente, falla a tierra y temperatura en un solo dispositivo que puede alimentar datos en un sistema de monitoreo inalámbrico de distribución de electricidad . Para paneles que ya utilizan sensores de temperatura inalámbricos, este relé es la segunda capa de seguridad eléctrica.

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Interconexión de procesos y gestión de energía.

Los sistemas transportadores, mezcladores y calentadores de proceso utilizan relés de detección de corriente para verificar que una carga esté funcionando antes de comenzar el siguiente paso de una secuencia. En proyectos de gestión de energía, la salida del relé proporciona una señal de contacto seco simple que una puerta de enlace puede introducir en el solución de gestión de eficiencia energética para visibilidad del tiempo de funcionamiento del equipo y las condiciones de carga.

Consideraciones de instalación y cableado

La instalación correcta importa más que la selección del producto. Un relé con una orientación CT incorrecta o un punto de ajuste colocado demasiado cerca de la corriente normal provocará disparos falsos en un entorno de producción.

  1. Inserte el conductor de carga a través de la ventana CT. Para la mayoría de los CT, sólo se permite un turno. Varias vueltas multiplican la corriente y alterarán el punto de ajuste.
  2. Mantenga los cables sensores alejados de los cables de alimentación. La separación de al menos 100 mm reduce la captación de ruido que puede provocar disparos intermitentes.
  3. Establezca el punto de disparo en aproximadamente el 120 % de la corriente de funcionamiento normal para la detección de alta corriente, o en el 80 % para la detección de baja corriente.
  4. Verifique el cableado con una pinza amperimétrica y compárelo con la pantalla del relé o el indicador LED.
  5. Utilice el contacto correcto. Para la mayoría de las aplicaciones de enclavamiento, el contacto N/A está cableado en serie con el circuito de control. Para una detección a prueba de fallos, utilice el contacto N/C.

Al modernizar un panel existente, el conductor de carga a menudo ya está conectado y no se puede interrumpir la alimentación. En este caso, un transformador de corriente de núcleo dividido Se puede sujetar alrededor del conductor sin desconectar la carga, lo que hace que la adaptación sea mucho más rápida y segura.

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Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuál es la diferencia entre un relé sensor de corriente y un transformador de corriente?

Un transformador de corriente es un elemento sensor pasivo; sólo produce una corriente secundaria proporcional. Un relé de detección de corriente agrega el comparador, el punto de ajuste y el contacto de conmutación en un solo paquete. El CT es la parte sensora del relé.

P2: ¿Puede un relé sensor de corriente de 24 V medir la corriente CC?

La mayoría de los relés basados ​​en CT solo funcionan con corriente alterna. La corriente CC requiere un sensor de efecto Hall o una medición basada en derivación. Siempre consulte la hoja de datos para conocer la clasificación CA/CC antes de realizar el pedido.

P3: ¿Por qué mi relé se dispara cuando arranca el motor?

Los motores tienen una alta corriente de entrada, a menudo de 6 a 8 veces la corriente de funcionamiento. Si el tiempo de respuesta es demasiado rápido, el relé se dispara durante el arranque. Aumente el retraso o establezca el punto de ajuste por encima del nivel de irrupción.

P4: ¿Qué es la histéresis y por qué es importante?

La histéresis es la brecha entre el punto de disparo y el punto de reinicio. Evita que el relé cambie rápidamente cuando la corriente se sitúa cerca del punto de ajuste. Una histéresis del 5 % al 10 % es práctica para la mayoría de las aplicaciones.

Un relé de detección de corriente es un componente pequeño con una gran influencia en el tiempo de actividad. Las fallas más comunes, la desviación del punto de ajuste, el rango de CT incorrecto o una clasificación de contacto no coincidente se pueden prevenir con unos minutos de atención durante la selección y la puesta en servicio. Al diseñar un circuito de control de 24 V que necesita saber si una carga realmente está consumiendo corriente, comience con el rango de detección, establezca el umbral en 120 % de la corriente normal e integre la salida en su plataforma de monitoreo. Ese enfoque elimina la mayoría de los disparos falsos y protege el equipo por el que se le paga para que siga funcionando.

Acrel Co., Ltd.