Tipp 1: Finde das passende Relais zur Anwendung
Die Lastart sollte man möglichst genau ermitteln, da ohmsche, schwach induktive und induktive Motorlasten oder kapazitive Lasten (Netzgeräte, Vorschaltgeräte) mit hohen Einschaltströmen jeweils eine andere Vorgehensweise verlangen. Für ohmsche und induktive Lasten sind Silber-Nickel-Kontakte zu empfehlen, wobei induktive Motorlasten am besten mit Relais, die größere Kontaktabstände aufweisen, betrieben werden. Bei kapazitiven Lasten sind Silber-Zinn-Oxyd-Kontakte zu bevorzugen.
Tipp 2: Kleine Lasten sind nicht immer unkritisch
Standard-Relaiskontakte aus Silber-Nickel brauchen eine Minimale Kontaktlast von 300 mW, damit der beim Schalten entstehende Funke die Oberfläche reinigt und eine dauerhafte Funktion gewährleistet. Im Neuzustand schalten fast alle Kontakte extrem kleine Lasten, aber während des Gebrauchs bauen sich durch Oxidation und Verschmutzung Sperrschichten auf. Diese können nur von einem Schaltfunken durchschlagen werden, der eine Mindestenergie freisetzt. Bei kleineren Schaltlasten bis hinunter auf 50 mW, wie sie zum Beispiel bei SPS-Eingängen vorliegen, empfehlen sich Kontakte mit einer Goldauflage. Durch das Gold wird die Oxidation der Oberfläche vermieden.
Tipp 3: Zwangsgeführte Kontakte geben höhere Sicherheit
Ein Relais mit zwangsgeführten Kontakten hat mindestens zwei Kontaktsätze, die mechanisch miteinander gekoppelt sind. Dadurch agieren beide Schließer und Öffner immer parallel. Es gibt die Möglichkeit, den Schließer von Kontaktsatz 1 als Nutzkontakt und den parallel arbeitenden Öffner von Kontaktsatz 2 als Rückmeldekontakt zu verwenden. Wenn nun der Nutzkontakt verschweißen und beim Entfernen der Erregerspannung nicht öffnen sollte, schließt sich der Rückmeldekontakt nicht. Somit lässt sich das Verschweißen des Nutzkontaktes feststellen, indem man den Rückmeldekontakt überwacht. Durch entsprechende Beschaltungen der SPS kann man Maßnahmen zur Herstellung eines sicheren Zustandes einleiten.
Tipp 4: Relais im Ex-Bereich
Zur Verwendung im Ex-Bereich müssen die Vorgaben gemäß EN 60079-15, Abschnitt 6.3 beachtet werden. Hier lassen sich zum Beispiel Relais einsetzen, die die Zulassung
EUT 14 ATEX 0150 U besitzen.
Tipp 5: Zulassungen und deren Bedeutung
Um den Einsatz in verschiedenen Ländern zu vereinfachen, gibt es Prüfzertifikate akkreditierter Institute wie VDE, Lloys, RINA oder UL. Die Zertifikate bestätigen, dass bestimmte Daten, wie zum Beispiel Lebensdauerwerte, von unabhängigen, kompetenten Personen überprüft wurden. Der Einsatz von Relais mit Zulassungen bestätigt nicht nur den hohen Qualitätsstandard, sondern vereinfacht eine Zulassung oder TÜV-Prüfung eines kompletten Schaltschranks erheblich.
Tipp 6: Sockel mit Push-In-Klemmen
Zur Verwendung von Relais im Schaltschrank gibt es seit Kurzem Fassungen mit Push-In-Klemmen. Die Verdrahtung mit Aderendhülsen oder Massivdrähten erfolgt durch einfaches Einstecken der Drähte in die Klemmen. Zum Entfernen von Drähten oder zur Verwendung von flexiblen Drähten ohne Aderendhülse lässt sich die Klemme mit Hilfe eines Schraubendrehers öffnen, ähnlich wie eine Zugfederklemme. Das macht eine schnelle und einfache Verdrahtung möglich. Push-In-Fassungen sind kompakt und brauchen deshalb wenig Platz im Schaltschrank. Sie sind für ein-, zwei- und vierpolige Relais erhältlich und verfügen über viele Möglichkeiten zur Brückung, sowohl auf der Spulen- als auch auf der Kontaktseite.
Tipp 7: Einsatz von Relais, die nach Normen gefertigt sind
Beim Einsatz von Relais, die nach Normen gefertigt sind, hat der Anwender die Gewissheit, dass grundlegende sicherheitstechnische Anforderungen durch die Relais erfüllt werden.
Tipp 8: Einsatz von Freilaufdioden
Ein DC-Magnetventil stellt eine induktive DC-Last dar. Beim Einschalten baut sich in der Induktivität ein Magnetfeld auf, mit dessen Hilfe das Ventil betätigt wird. Beim Ausschalten kollabiert das Magnetfeld und erzeugt in der Spule eine Gegenspannung, deren Höhe das 2,5-fache der Versorgungsspannung betragen kann. Durch diese hohe Spannung entsteht am öffnenden Kontakt ein starker Funke. Bei Standardrelais mit Kontaktöffnungswegen von circa 0,4 mm wird der etwa 1.200 °C heiße Funke sehr schnell zur Zerstörung der Kontakte führen. Um das Entstehen der Gegenspannung zu vermeiden, schaltet man parallel zur Spule eine Diode mit ihrer Kathode an +. Diese Freilaufdiode schließt die Gegenspannung kurz und vermeidet so die Bildung des schädlichen Funkens.
Tipp 9: Bistabile Relais für Anwendungen mit geringer Erregerenergie
In Anwendungen, bei denen nur wenig Energie zur Verfügung steht, zum Beispiel bei batteriebetriebenen Geräten, bietet sich der Einsatz von bistabilen Relais an. Bei Verwendung eines Relais mit zwei Spulen wird eine Spule zum Einschalten des Relais kurz bestromt. Während der Einschaltzeit wird keine Energie zum Betrieb des Relais verbraucht. Zum Ausschalten des Relais wird die zweite Spule kurz bestromt. Da nur im Moment des Ein- und Ausschaltens Strom durch eine der Relaisspulen fließt, wird bei einer solchen Anwendung nur sehr wenig Energie für die Umschaltung der Kontakte verbraucht.
Tipp 10: Relais und Halbleiter ergänzen sich
Halbleiter haben auf Grund ihres verschleißfreien Schaltens in vielen Anwendungen große Vorteile. Den Nachteil des Spannungsabfalls über den Halbleiter im eingeschalteten Zustand kann man durch Parallelschalten eines Relais beseitigen. Zuerst wird der Halbleiter eingeschaltet und übernimmt die große Last, anschließend wird ein paralleler Relaiskontakt geschlossen, übernimmt den Strom und sorgt so für die nötige Niederohmigkeit. Auf diese Weise können Halbleiter und Relaiskontakt sich ideal ergänzen.
