Skuteczne odwzbudzanie przekaźników separacyjnych w przypadku długich odcinków przewodów sygnałowych było zawsze dużym zmartwieniem integratorów systemów automatyki. Problem niezwykle istotny – zwłaszcza w rozbudowanych elektrowniach, gdzie odległości pomiędzy czujnikami i elementami kontrolnymi a systemami sterowania nierzadko przekraczają kilkaset metrów.

Dzięki opracowaniu przez firmę WAGO ELWAG nowego rozwiązania przekaźnika separacyjnego, odpornego na pasożytnicze napięcia resztkowe, spowodowane pojemnościami przewodów zasilających lub sprzężeniami indukcyjnymi, zagadnienie skutecznego separowania sygnałów nie wymaga stosowania specjalnych zabiegów i przestało być problemem integratorów i użytkowników rozległych przestrzennie obiektów.

Opis zjawiska
Ze względu na pewność komutacji styków łączników krańcowych lub innych czujników dwustanowych stosowanych w przemyśle i energetyce, często spotykanym napięciem sterowniczym jest napięcie przemienne 230 V AC. Przy tym rodzaju i poziomie napięcia
w przypadku zastosowania długich przewodów zasilających cewkę miniaturowego przekaźnika, występuje niekorzystne zjawisko – podtrzymanie pobudzenia przekaźnika mimo otwarcia styku czujnika, co obrazuje poniższy rysunek:

Fizyka powyższego efektu wygląda następująco – im dłuższy przewód zasilający, tym jego pojemność całkowita C (pojemność właściwa Co pomnożona przez długość przewodu l) większa, a reaktancja pojemnościowa mniejsza:

Zatem prąd zamykający się przez małą reaktancję pojemnościową

rośnie wraz z długością kabla i przy pewnej długości może być na tyle duży, że pomimo otwarcia styku czujnika przekaźnik będzie nadal podtrzymany (styk zamknięty). W konsekwencji spowoduje to fałszywą interpretację sygnału z obiektu, np. system cyfrowy otrzyma sygnał wysoki pomimo odwzbudzonego czujnika. Proporcjonalne do przepływającego prądu pojemnościowego jest również napięcie resztkowe na zaciskach cewki.
Aby wyeliminować ten niekorzystny efekt, trzeba było skonstruować przekaźnik, posiadający odpowiednio wysoki prąd i napięcie odpadania, czyli graniczne wartości, przy których energia zamykająca się przez pojemność kabla pozwoli na odwzbudzenie przekaźnika przy zaniku sygnału sterującego. W przypadku standardowych przekaźników napięcie odpadania określane jest na poziomie ok. 10% Un, czyli przy 230 V AC – ok. 23 V. Takie napięcie może pojawić się na końcach cewki nawet przy kilkudziesięciometrowym przewodzie. Dlatego standardowy przekaźnik nie nadaje się do obwodów z długimi kablami.

Charakterystyka przekaźnika WAGO

Przekaźnik 859-363 to konstrukcja, w której prąd i napięcia odpadania są na takim poziomie, że zjawisko podtrzymania styku ze względu na pojemność pasożytniczą przewodu nie występuje – nawet w przypadku kilkusetmetrowych kabli.

Napięcie cewki, przy którym następuje odpadanie styku jest wyższe od 120 V i – co najważniejsze – jest to wartość bardzo stabilna (w zależności od egzemplarza dryfuje pomiędzy 120 a 140 V). Maksymalna wartość prądu, przy której gwarantowane jest odpadanie przekaźnika,  nie jest mniejsza od 5 mA (również tutaj przyjęto pewien margines bezpieczeństwa,  bo w rzeczywistości wartość ta oscyluje wokół 6-7 mA).