Elektroniska termiska reläer för motoröverbelastningsskydd

Vad är termiska reläer till för?

Termiska reläer används för att skydda elmotorer från överbelastning. Eftersom överhettning är en följd av överström, skyddar ett sådant relä motorn från överström som sådan och från överhettning. Det vill säga att användningen av ett termiskt relä rekommenderas i situationer där strömmarna i försörjningsnätet och följaktligen i den tillförda belastningen av någon anledning kan överskrida den tillåtna klassen med upp till 1,11 - 7 gånger, och då kommer reläinställningen att förhindra förstörelse av utrustningen.

Om utrustningen ansvarar för exakt och ansvarsfullt arbete, måste den skyddas mot överhettning, annars uppstår skador. Faktum är att det termiska reläet kommer att jämföra det effektiva värdet av strömmen som flyter med inställningen och skydda utrustningen om inställningen överskrids - efter en strikt definierad tidsperiod kommer lastkretsen att öppnas, utrustningen kommer att sparas.

Strömkretsarna växlas av kontaktorer och då styr termoreläet endast matningen till kontaktorerna och hög strömstabilitet krävs inte från själva reläet. Reläet i form av en enhetlig hjälpenhet är ansluten till kontaktorn, och själva kraftkontaktorn växlar lasten.

Reläer har vanligtvis normalt öppna och normalt slutna kontakter, den förra ansvarar för att strömförsörja signallampan (till exempel) och den senare för att strömförsörja kontaktorn.

När temperaturen på den elektriska utrustningen ligger inom de fastställda tillåtna gränserna, håller det termiska reläet kretsen stängd, och så snart ett överskott inträffar stängs det av efter en viss tid, och ju högre förhållandet mellan överbelastningsströmmen och den nominella desto snabbare utlöses reläet, för ju högre strömmen är desto snabbare värms tråden upp, och överhettning av någon del av den skyddade utrustningen får inte tillåtas.

Termiska reläparametrar

Vid höga överbelastningsvärden (flera gånger), karakteristiskt för en kortslutning, utförs öppningen av en strömbrytare med en elektromagnetisk utlösning eller en säkring. I allmänhet kan orsakerna till överbelastning vara olika, till exempel en vanlig hård start av en elmotor eller frekventa on-off-operationer. Då kommer triggern att vara falsk.

För att utesluta falska larm är inställningen inställd utan reserver, skillnaden är endast i klasserna av reläerna själva från 5 till 40, vilket indikerar svarstiden: klass 5 — 3 sekunder med en tiofaldig överbelastning, klass 10 — 6 sekunder med en tiofaldig överbelastning, etc. ., bestämd vid en omgivningstemperatur på 20 ° C, med symmetrisk trefasdrift, för överbelastning i kallt tillstånd. Inställningen visar överbelastningsströmmen och klassen visar maximal utlösningstid i sekunder.

En viktig egenskap hos det termiska reläet är gränsvärdena för flera långvariga överbelastningar - ungefär en timme. Detta är villkoret under vilket reläet garanterat fungerar eller inte fungerar. Så, om tröskeln är satt till 1,14 ± 0,06, då är reläet garanterat att fungera vid 1,2, och vid 1,06 kommer det definitivt inte att fungera.

Denna parameter är extremt viktig, den bestämmer skyddets noggrannhet och tillförlitlighet och hjälper också till att förhindra falsklarm.Reläerna av högsta kvalitet är temperaturkompenserade för att säkerställa konstant drift vid alla omgivningstemperaturer.

I enlighet med egenskaperna hos den skyddade utrustningen väljs också svarstiden för det termiska reläet, med hänsyn till den tillåtna överbelastningshastigheten. Stora multiplar – upp till 10 gånger – kräver ett mer noggrant tillvägagångssätt. Till exempel anses klass 10 vara universell och är lämplig för lättstartade elmotorer.

För tunga starter är klass 20, klass 30 eller klass 40 mer lämpliga. Klass 5 — om hög noggrannhet krävs, till exempel om belastningen är av låg tröghet.Som regel anger tillverkare av termiska reläer i den medföljande dokumentationen den mest lämpliga utrustningen för vilken klassen av denna skyddsegenskap för närvarande är den bästa.

Den faktiska reläaktiveringstiden är viktig här, den måste matcha standardberoendet. De bästa termiska reläerna med en överbelastning på 3 till 7,2 gånger har en maximal utlösningstidsavvikelse från standarden på högst 20 % ned och upp. Med en temperaturökning, till exempel på grund av förvärmning med märkström, är avstängningstiden 2,5 till 4 gånger kortare än standarden vid 20 ° C.

Nackdelar med enkla termiska reläer

Trefas termiska reläer är mer mångsidiga, de övervakar strömmar i alla tre faserna och är tillämpliga på enfaskretsar, för växelström och likström.

Men om faserna belastas mycket asymmetriskt? Då kommer temperaturen i en av faserna att stiga snabbare och utrustningen kommer farligt att överhettas, eftersom det effektiva värdet av strömmen av de tre faserna inte tillåter upptäckt av fara. Som ett resultat kommer utlösningstiden och den kritiska strömmen för den termiska reläinställningen faktiskt att vara lägre än den faktiska situationen.

För att lösa problemet snabbare behövs ett modernare termiskt relä, med integrerat skydd mot fasströmsasymmetri. I sådana reläer, i händelse av obalans eller vid fasförlust, kommer svarstiden och strömmen att ändras i enlighet med detta och skyddet kommer att förbli tillförlitligt.

Termiska reläer är vanligtvis gjorda på basis av bimetalliska frånskiljare. Vid uppvärmning av ström böjer plattan och aktiverar avstängningsmekanismen, reläet aktiveras - det växlar till "av" tillstånd.När plattan svalnar kommer mekanismen att återgå till sitt ursprungliga "på"-läge. Enkelheten i designen av konventionella reläer imponerar med deras låga kostnad och goda ljudisolering. Men för tunnare utrustning behövs mer exakta termiska reläer — elektroniska —.

Elektroniska termiska reläer

Elektroniska icke-flyktiga termiska reläer, såsom Siemens 3RB20 och 3RB21-serien, är utrustade med inbyggda mätsystem för strömmar upp till 630 A. Dessa reläer är oberoende av ström och kan skydda belastningar i alla lägen, även med tunga start och med öppna eller obalanserade faser.

Vid strömöverbelastning, med avbrott i en av faserna eller vid obalans ökar strömmen, till exempel i motorn, och blir högre än inställningen. En integrerad strömtransformator registrerar strömmen och elektroniken bearbetar det aktuella uppmätta värdet och om det överskrider det inställda värdet överförs en utlösningspuls till effektbrytaren som kopplar bort lasten genom att öppna den externa kontaktorn. Själva reläet är monterat på kontaktorn. Utlösningstiden är strikt relaterad till förhållandet mellan utlösningsströmmen och inställningsströmmen.

Siemens 3RB21 elektroniska termiska relä kan inte bara skydda mot överhettning på grund av fasasymmetri, överström eller fasförlust, utan har också ett internt jordfelsdetekteringssystem (förutom stjärn-trekantkombinationer). Till exempel kommer ofullständiga jordfel på grund av isoleringsskador eller fukt att upptäckas omedelbart och lastkretsen öppnas.

När reläet är aktiverat kommer indikatorn att tändas, vilket signalerar utlösningstillståndet.Automatisk återställning eller manuell återställning är möjlig. Automatisk återställning sker efter en inställd tid, varefter reläet stänger kontaktorn igen.