¿Por qué se deben utilizar relés con dispositivos de protección contra sobretensiones?

Introducción

Los relés desempeñan un papel fundamental en los sistemas de control industrial, ya que conmutan cargas, aíslan señales y protegen equipos sensibles. Sin embargo, son vulnerables a sobretensiones y picos transitorios causados ​​por cargas inductivas, rayos u operaciones de conmutación.
Para garantizar la fiabilidad a largo plazo y la seguridad del sistema, los relés suelen utilizarse junto con dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) . Pero ¿por qué es tan importante esta combinación? Este artículo explica cómo la protección contra sobretensiones mejora el rendimiento de los relés y previene fallos costosos.

¿Qué causa sobretensiones en los circuitos de relé?

En entornos industriales, las sobretensiones eléctricas son comunes y, a menudo, inevitables. Las causas típicas incluyen:

• Cargas inductivas como motores, solenoides, contactores y válvulas

• Desenergización de la bobina del relé , lo que genera una alta fuerza contraelectromotriz (FEM)

• Caídas de rayos o fluctuaciones en la red eléctrica

• Operaciones de conmutación frecuentes en sistemas de automatización

Cuando se apaga una bobina de relé, la energía almacenada en el circuito inductivo se libera instantáneamente, creando un pico de alto voltaje que puede dañar los contactos del relé, las salidas del PLC o los componentes electrónicos.

Cómo los dispositivos de protección contra sobretensiones protegen los relés

Un dispositivo de protección contra sobretensiones limita la sobretensión transitoria al retener o desviar el exceso de energía de los componentes sensibles.

Las funciones de protección clave incluyen:

✔ Protección de contactos de relé

Los picos de voltaje pueden provocar arcos eléctricos y erosión de los contactos , lo que puede derivar en soldadura o fallas prematuras de los contactos.
Los SPD suprimen estos picos, lo que extiende la vida útil del contacto del relé y mantiene un rendimiento de conmutación estable.

✔ Protección de bobinas de relé y salidas de control

Sin supresión de sobretensiones, los campos electromagnéticos pueden causar daños:

• Salidas de transistores PLC

• Placas de circuito de control

• Módulos de señal de bajo voltaje

Los protectores contra sobretensiones absorben o redirigen el exceso de voltaje, evitando así la ruptura del aislamiento y daños electrónicos.

✔ Reducción de la interferencia electromagnética (EMI)

Las sobretensiones generan ruido eléctrico que puede perturbar las líneas de señal cercanas.
El uso de SPD ayuda a reducir la EMI, lo que garantiza señales limpias y un funcionamiento confiable del sistema.

✔ Mejora de la confiabilidad general del sistema

Al minimizar los fallos relacionados con las sobretensiones, la combinación de relés y protección contra sobretensiones reduce significativamente:

• Tiempo de inactividad inesperado

• Frecuencia de mantenimiento

• Costos de reemplazo

Esto es especialmente crítico en sistemas que requieren funcionamiento continuo 24 horas al día, 7 días a la semana .

Tipos comunes de protección contra sobretensiones utilizados con relés

Dependiendo de la aplicación y el tipo de voltaje, se utilizan diferentes soluciones de protección contra sobretensiones:

• Diodos flyback (bobinas de relé de CC)

• Circuitos amortiguadores RC (bobinas y contactos de CA)

• Varistores (MOV) para supresión de sobretensiones de CA

• Diodos de supresión de voltaje transitorio (TVS)

• Módulos de protección contra sobretensiones enchufables integrados en zócalos de relé

Muchos zócalos de relé modernos integran directamente protección contra sobretensiones, lo que simplifica el cableado y mejora la seguridad.

¿Qué sucede si no se utiliza protección contra sobretensiones?

Sin protección contra sobretensiones, los sistemas de relé pueden experimentar:

• ⚡Arco de contacto y soldadura

• 🔥 Daños en el aislamiento de la bobina

• 🛑 Fallos de salida del PLC

• 📉 Vida útil reducida del relé

• ❌ Comportamiento inestable del sistema

Incluso los relés de alta calidad pueden fallar prematuramente si se exponen a sobrecargas repetidas.

RY-ELE Soluciones de protección contra sobretensiones y relés

RY-ELE ofrece zócalos de relé y soluciones de interfaz que admiten la supresión de sobretensiones integrada , lo que proporciona una capa adicional de protección para los sistemas de control industrial.

RY-ELE Las ventajas incluyen :

• Zócalos de relé compatibles con módulos de diodo, RC o varistor

• Diseños compactos para paneles de control que ahorran espacio

• Materiales aislantes fiables y retardantes de llama

• Seguridad mejorada para PLC y salidas de control

• Rendimiento estable a largo plazo en entornos hostiles

Al combinar RY-ELE relés con la protección contra sobretensiones adecuada, los ingenieros pueden construir sistemas de automatización más seguros y duraderos.

Escenarios típicos de aplicación

• Armarios de control industriales

• Interfaces de entrada/salida de PLC

• Circuitos de control de motores y solenoides

• Sistemas de HVAC y bombas

• Paneles de distribución de energía y automatización

En todas estas aplicaciones, la protección contra sobretensiones es esencial para garantizar el funcionamiento confiable del relé y proteger los dispositivos de control ascendentes.

Conclusión

Los relés son componentes de conmutación esenciales, pero no son inmunes a las sobretensiones eléctricas.
El uso de dispositivos de protección contra sobretensiones junto con relés es una forma comprobada y rentable de proteger contactos, bobinas y componentes electrónicos de control contra sobretensiones transitorias.

Con soluciones de relés confiables y tomas compatibles con sobretensiones deRY-ELE Los ingenieros pueden mejorar significativamente la estabilidad del sistema, extender la vida útil del equipo y reducir los costos de mantenimiento en aplicaciones de control industrial.