Připojení tepelného relé: schéma, video, fotografie

K zajištění bezpečného provozu elektrických zařízení se používá celá řada elektronických zařízení a dalších zařízení. Jsou určeny ke sledování standardních provozních parametrů elektroinstalace a v případě havarijních situací k jejich vypnutí. Výrazným představitelem takových zařízení je elektrotepelné relé, které při delším překročení jmenovitého pracovního proudu odpojí elektroinstalaci od napájecí elektrické sítě. Tepelné relé je automatické vypnutí zařízení, které spotřebovává elektřinu v případě vážného přetížení zařízení z hlediska napájecího proudu.

Oblasti použití zařízení

Elektrotepelná relé jsou navržena tak, aby zabránila selhání elektromotorů přetížením z hlediska provozního proudu, což má za následek překročení standardní provozní teploty elektromotoru. Jakýkoli elektromotor má jmenovitý provozní proud. Kritický přebytek této technické charakteristiky po dlouhou dobu povede k přehřátí vinutí elektrárny, zničení izolační vrstvy a selhání motoru jako celku.

Zařízení elektrotepelné ochrany vypne elektromotor a zabrání nehodě a selhání elektromotoru. Tepelná relé ochrany proti přetížení se používají i v jiných oblastech národního hospodářství, každodenního života a výroby, ale jejich hlavním účelem je chránit elektrické elektrárny před zvýšením zatěžovacího proudu na kritické hodnoty. Bez tohoto zařízení není možné bezpečně provozovat elektromotory!

Konstrukce a princip činnosti zařízení

Spolehlivost elektráren přímo závisí na různém přetížení, kterému je zařízení během provozu vystaveno. Pro každé zařízení jsou uvedeny aktuální mezní hodnoty a jejich trvání, při kterých zařízení pracuje v normálním a bezpečném režimu. Při hodnotách jmenovitého proudu je doba provozu elektromotoru nebo jakékoli jiné elektrické instalace omezena pouze mechanickou pevností rotujících částí. Při dlouhodobém překračování této hodnoty dochází k nouzové situaci.

Pro zajištění ochrany elektromotorů a dalších zařízení před přetížením se široce používají zařízení s bimetalickými prvky. Tato zařízení fungují v souladu s fyzikálním zákonem, který popsali vědci Joule a Lenze v 19. století a který určuje závislost generovaného tepla na síle proudu v určitém úseku elektrického obvodu. Právě tento zákon je rozhodující při činnosti elektrotepelného relé (spouštění). Konstrukce zařízení zahrnuje spirálu, která je zářičem tepla. Přímo vedle je namontována bimetalová deska reagující na vyzařované teplo.

Termodesky jsou vyrobeny ze dvou kovových slitin s různou tepelnou vodivostí, které při zahřívání/chlazení mění svou geometrii. Tato vlastnost bimetalických prvků je začleněna do principu činnosti tepelného spouště. Při jakémkoli zvýšení nebo snížení zatěžovacího proudu mění pracovní desky své prostorové uspořádání a mechanicky působí na tlačník, který otevírá nebo zavírá kontaktní skupiny tepelného relé připojené k vinutí magnetického spouštěče (MP). Motorový spouštěč pracuje a odpojuje zátěž od elektrické sítě. Standardní provedení elektrotepelného relé je na následujícím obrázku.

Provoz tepelných spouště s bimetalovými deskami je ovlivněn okolní teplotou, navíc ohřívá pracovní prvky konstrukce zařízení. Pro odstranění tohoto jevu jsou všechna zařízení tohoto typu vybavena přídavnými kompenzačními bimetalovými deskami, které se ohýbají v opačném směru vzhledem k hlavním prvkům.

Kompenzátor je regulátor provozního proudu zařízení. K seřízení slouží excentr se stupnicí rozdělenou na dvě části. Při otočení rukojeti kompenzátoru doleva se hodnota provozního proudu snižuje a při posunutí doprava se odpovídajícím způsobem zvyšuje. Hodnoty spouštěcího proudu se upravují zvětšením/zmenšením mezery mezi tlačkou a hlavní deskou v důsledku působení excentru na přídavnou bimetalovou desku.

Důležité! Když dojde k přerušení nebo odpojení jedné z výkonových fází v třífázové síti, zvýší se zatěžovací proud ve zbývajících dvou fázích, což vede k činnosti elektrotepelného relé. Na základě toho můžeme říci, že tepelná spoušť chrání elektromotor před provozem v nouzové situaci s přerušenou fází.

Typy tepelných ochranných relé

Je třeba poznamenat, že na moderním trhu s elektrickými výrobky existují různé typy modulů tepelné ochrany pro elektrické jednotky. Každý z těchto typů zařízení se používá v konkrétní situaci a pro konkrétní typ elektrického zařízení. Mezi hlavní typy tepelných ochranných relé patří následující provedení.

1. RTL — elektromechanické zařízení, které poskytuje kvalitní tepelnou ochranu třífázových elektromotorů a jiných elektráren před kritickým přetížením odběru proudu. Tepelné relé tohoto typu navíc chrání elektroinstalaci v případě nerovnováhy v napájecích fázích, opožděného náběhu zařízení, jakož i v případě mechanických problémů s rotorem: zablokování hřídele atd. . Zařízení se montuje na kontakty PML (magnetický startér) nebo jako samostatný prvek se svorkovnicí KRL.
2. PTT – třífázové zařízení určené k ochraně elektromotorů s rotorem nakrátko před proudovým přetížením, nerovnováhou mezi napájecími fázemi a mechanickým poškozením rotoru, jakož i před prodlouženým rozběhovým momentem. Má dvě možnosti instalace: jako samostatné zařízení na panel nebo v kombinaci s magnetickými spouštěči PME a PMA.
3. RTI – třífázová verze elektrotepelné spouště, která chrání elektromotor před tepelným poškozením vinutí při kritickém překročení hodnoty odběru proudu, před dlouhým rozběhovým momentem, asymetrií napájecích fází a před mechanickým poškozením pohyblivých částí rotor. Zařízení se instaluje na magnetické stykače KMT nebo KMI.
4. TRN — dvoufázové zařízení pro elektrotepelnou ochranu elektromotorů, zajišťující řízení doby spouštění a proudu v normálním provozním režimu. Návrat kontaktů do původního stavu po nouzové operaci lze provést pouze ručně. Činnost této spouště je zcela nezávislá na okolní teplotě, což je důležité pro horké podnebí a horký průmysl.
5. RTK – elektrotepelná spoušť, pomocí které můžete ovládat jediný parametr – teplotu kovového pláště elektroinstalace. Kontrola se provádí pomocí speciální sondy. Při překročení kritické hodnoty teploty zařízení odpojí elektroinstalaci od elektrického vedení.
6. Solid State – tepelné relé, které nemá ve své konstrukci žádné pohyblivé prvky. Činnost spouště nezávisí na teplotě prostředí a dalších charakteristikách atmosférického vzduchu, což je důležité pro výbušný průmysl. Zajišťuje kontrolu doby trvání zrychlení elektromotorů, optimálního zatěžovacího proudu, přerušení fázových vodičů a zaseknutí rotoru.
7. RTE – ochranné tepelné relé, které je v podstatě pojistkou. Zařízení je vyrobeno z kovové slitiny s nízkým bodem tání, která se při kritických teplotách roztaví a přeruší obvod napájející elektroinstalaci. Tento elektrovýrobek se montuje přímo do skříně elektrocentrály na standardním místě.

Z výše uvedených informací je vidět, že v současné době existuje několik různých typů elektrotepelných relé. Všechny slouží k řešení jediného problému – ochrany elektromotorů a dalších silových elektroinstalací před proudovým přetížením se zvýšením teploty pracovních částí jednotek na kritické hodnoty.

Kde koupit

Zařízení si můžete co nejrychleji zakoupit v nejbližší specializované prodejně. Optimální variantou z hlediska poměru ceny a kvality zůstává nákup z internetového obchodu AliExpress. Povinné dlouhé čekání na zásilky z Číny je minulostí, protože nyní je mnoho zboží v meziskladech v cílových zemích: například při objednávce můžete vybrat možnost „Doručení z Ruské federace“:

Schéma zapojení tepelného relé

Nejčastěji je tepelné relé připojeno přímo k magnetickému startéru. Napájecí kontakty zařízení umožňují jeho bezdrátovou instalaci na MP. Existují také modely tepelné ochrany, které lze instalovat jako samostatný modul na montážní panel nebo lištu DIN v elektrické skříni. Následující obrázek ukazuje blokové schéma připojení tepelného relé v souladu s aktuální GOST.

Následující obrázek ukazuje schéma ovládání elektromotoru, který jej odpojí od sítě v případě nouze: proudové přetížení nebo přerušení vodiče v jedné z fází.

Pro nezasvěceného člověka všechna tato schémata zapojení neznamenají absolutně nic, takže na dalším obrázku bude schéma zapojení pro běžného spotřebitele dostupnější elektrotepelné relé s fotografiemi všech prvků obsažených v systému pro ochranu elektromotorů před proudová přetížení.

Podívejme se krátce na to, jak toto uspořádání ochrany motoru funguje. Vstupní stroj zajišťuje napájení jedné fáze přes normálně zavřené nouzové tlačítko „Stop“ do otevřeného tlačítka „Start“. Při jeho zapnutí se na vinutí magnetického startéru přivede napájecí napětí, které zapíná elektromotor sériově. Všechny fáze napájecí sítě dodávané do elektromotoru procházejí reléovými vinutími s bimetalovými prvky. Pokud se zatěžovací proud zvýší na maximální hodnoty, spustí se tepelná ochrana a elektrárna je bez napětí.

Pozor! Elektrotepelné relé je instalováno v silovém obvodu za všemi typy stykačů, ale před elektromotorem nebo jiným elektrickým zařízením. Jistič se zapíná tlačítkem „Stop“. Všechny prvky ochranného systému jsou zapojeny do série.

Výběr elektrotepelného relé

Výběr tepelného relé závisí na mnoha faktorech jeho činnosti: okolní teplota; kde je nainstalován; výkon připojeného zařízení; nezbytné nouzové výstražné prostředky a tak dále. Spotřebitel si nejčastěji vybírá na základě následujících technických vlastností zařízení.

1. Pro jednofázové sítě byste měli zvolit tepelné relé s funkcí automatického resetování a po určité době vrátit kontakty do původního stavu. Takové zařízení bude znovu fungovat, pokud bude nouzová situace přetrvávat a přetížení zařízení bude nadále přítomno.
2. Pro horké klima a horké dílny by se měla používat tepelná relé s kompenzátorem teploty vzduchu. Patří sem modely s označením TRV. Jsou schopny normálně fungovat v širokém rozsahu vnějších teplot.
3. Pro zařízení kritická pro výpadek fáze by měla být použita vhodná tepelná ochrana. Téměř všechny modely tepelných relé jsou schopny v případě takové situace vypnout elektrické instalace, protože porucha jedné fáze prudce zvyšuje zatěžovací proud na zbývajících dvou.
4. Tepelná relé se světelnou indikací se nejčastěji používají v průmyslu, kde je potřeba rychle reagovat na nouzovou situaci. LED snímače stavu zařízení umožňují obsluze vizuálně sledovat pracovní proces.

Cena relé tepelné ochrany se může pohybovat ve velmi širokém rozmezí. Náklady na zařízení závisí na mnoha faktorech: obecné technické vlastnosti, přítomnost dalších funkcí používaných při výrobě materiálů a také popularita výrobce zařízení. Minimální cena tepelného relé je asi 500 rublů a maximum může dosáhnout několika tisíc. Relé od známých výrobců jsou nutně vybaveny pasem s podrobným popisem technických charakteristik, stejně jako úplnými pokyny pro připojení zařízení k elektroinstalacím.

Výhody zařízení

Tepelné relé je ve svém jádru automatické zařízení pro odpojení elektrického zařízení od napájení. Ale na rozdíl od jednoduchého automatického vypínače má elektrotepelné relé následující významné výhody:

• schopnost upravit čas a okamžik provozu v závislosti na přetížení proudu a době jeho působení na elektrické zařízení;
• různé možnosti spínání: vzdálená instalace do elektrických panelů nebo přímá instalace na magnetické spouštěče.

Mezi další výhody tepelných relé patří malé rozměry, hmotnost a samozřejmě cena, stejně jako jednoduchost konstrukce a vysoká provozní spolehlivost. Určitou nevýhodou zařízení je nutnost periodických úprav a ověřování.

Závěr

Elektrotepelné relé (spoušť) je jedním z nejdůležitějších prvků systému ochrany elektromotorů a dalších elektrických zařízení. Toto zařízení je schopno chránit elektroinstalaci před jakýmkoli přetížením. Tepelná spoušť není vystavena falešnému vypínání zátěže při krátkodobých proudových rázech, což ji příznivě odlišuje od vstupního jističe. Tepelné ochranné relé lze namontovat nejen společně s MP, ale také jako samostatné ochranné zařízení.

PS Tepelné relé připojte k elektrickým napájecím jednotkám plně v souladu s návodem k obsluze. Pokud nemáte dostatečné zkušenosti s prováděním takové práce, je lepší se obrátit na specialisty. Zařízení můžete opravit sami, pouze pokud máte základní znalosti v oblasti elektrotechniky. Jinak by mělo být tepelné relé opraveno ve specializovaném servisním středisku!

Související videa

• Hlavní
• Оборудование
• Startéry, relé, motory

Podle statistik, i když je systém elektrického pohonu instalován v souladu se všemi normami a standardy, stále existuje riziko mimořádných situací. Mohou to být například zkraty (jednofázové i vícefázové), tepelná přetížení, mechanické závady a zaseknutí rotorového mechanismu, závady v ložiskových jednotkách a výpadek fáze.

Je třeba také pamatovat na to, že v průběhu času dochází ke zhoršování izolace elektrického zařízení vlivem tepelných účinků při provozu při zvýšeném výkonu.

K tomu je určeno tepelné ochranné relé. Jejich hlavní funkcí je zkrátka ve správný čas vypnout motor, aby nedošlo ke zničení izolace a následnému poškození elektrického zařízení.

Konstrukce a princip činnosti tepelného relé

Takové zařízení je ve své standardní podobě malé pouzdro sestávající ze dvou kovových desek, kontaktů pro elektřinu, pružinové a pákové instalace a také topné spirály. Deska, jak název napovídá, je vyrobena ze dvou různých kovových materiálů (obvykle invar, stejně jako chrom s příměsí niklu).

Vzhledem k tomu, že jeden z kovů má obrovský tepelný koeficient a druhý ne, zahřívají se různě rychle.

Při kritickém tepelném zatížení se uvolněná část jedné z desek ohne směrem k druhé, čímž dojde k ovlivnění kontaktního systému a vypnutí elektroinstalace při kritickém ohřevu. Elektrické systémy mají obvykle různé skupiny kontaktů. Globálně jsou otevřené a uzavřené.

Když je ochrana spuštěna, změní se konfigurace kontaktů. Desku lze ohřívat dvěma způsoby:

• Působení špičkového proudu přímo na pás kovu
• Nepřímý vliv na desku prostřednictvím určitého termočlánku
• Kombinovaný náraz (s takovým zařízením je účinnost ochrany ještě vyšší)

Základní charakteristiky tepelného relé

Hlavním indikátorem proudového relé je doba potřebná k činnosti v závislosti na hodnotě indikátoru procházejícího elektrického proudu. Čím větší je tato charakteristika, tím rychleji bude ochrana fungovat.

Existuje také další faktor, jako je jmenovité zatížení motoru. Tato charakteristika by měla být v rozmezí přibližně 1.2 až 1.3. Tato čísla znamenají, že nouzový provoz bude realizován do 1200 sekund při proudovém přetížení 30 procent.

Je důležité si uvědomit, že nebezpečné není samotné nouzové přetížení, ale jeho dlouhodobý dopad. Například v prvních minutách se zahřeje a opotřebí pouze vinutí motoru. A pak se motor sám zahřeje. Proto se při výběru ochranného zařízení vyplatí vybrat jej přísně pro ukazatele kritického zatížení motoru.

Relé nebude schopno plně implementovat ochranu v provozním rozsahu, to není nutné. Zařízení by mělo fungovat pouze tehdy, když hrozí prasknutí izolace.

Klasifikace tepelných relé

Celkem bylo definováno několik kategorií relé pro ochranu motoru před významnými kritickými podmínkami a výpadky fáze. Liší se svou konstrukcí a rozsahem pro různé motory:

• TRP. Toto zařízení je jednopólové a má kombinovaný (kombinovaný) systém vytápění, což je nejefektivnější řešení. Lze použít k ochraně nesynchronních trojfázových motorů před proudovým přetížením. Používá se v sítích s napětím nejvýše 440 wattů a stejnosměrným proudem. Mezi vlastnosti této úpravy je také třeba poznamenat odolnost vůči vibracím a dalším mechanickým vlivům.
• RTL. Používají se téměř ve všech typech motorů a montují se do stojanů standardní velikosti. Potřebné pro ochranu proti výpadku fáze, ztrátě symetrie proudového přetížení a dlouhé době rozběhu.
• PTT. Instalují se do třífázových strojů nesynchronního typu, čímž zabraňují dlouhým náběhům, dlouhodobému přetížení i fázové asymetrii.
• TRN. Tato instalace poskytuje spínač se dvěma fázemi, který je nezbytný pro normalizaci spouštění a řízení provozu motoru. Používají se ve stejnosměrných sítích, protože tato ochrana je téměř nezávislá na vnější teplotě.
• RTI. Elektrické relé spínacího charakteru. Používá se hlavně na stykačích typu KMI.
• RTK. Toto je startovací zařízení. Je nutné pouze kontrolovat teplotu uvnitř těla pouzdra. Častěji než ostatní je automatizace instalována do automobilů.

Schéma zapojení, seřízení a značení

Relé se připojuje přímo k MP. To vám umožní vyhnout se kopírování konfigurace napájecích kontaktů po nouzové operaci.

Toto schéma šetří materiál potřebný pro přípravu kontaktů. Někdy se při připojení tepelného relé přidá uzavřený kontakt (trvalý). Pomocí sériové komunikace je kontaktován zamykacím klíčem na ústředně.

Stejný obvod lze realizovat s otevřeným kontaktem. V tomto případě se bude podílet na inicializaci nouzového provozu při tepelném přetížení.

Připojení (bez ohledu na zvolený obvod) se provádí současně s instalací magnetického spouštěče. Je nutné ovládat spouštění a spínání pohonu.

Jemnosti nastavení tepelného relé

Aby se předešlo jakýmkoli odchylkám v činnosti ochranného relé nebo předčasnému provozu, je nutné provést zkušební provoz na speciálním stojanu metodou „dummy load“.

Metoda spočívá v tom, že nízkonapěťový proud prochází tepelným článkem, který simuluje vysoké tepelné zatížení. Dále se zaznamená čas do zapnutí ochranného mechanismu relé. Při nastavování byste se měli pokusit dosáhnout následujících hodnot indikátoru:

• Při jedenapůlnásobku aktuální hodnoty by se měl motor vypnout ideálně po 150 sekundách
• Při pětinásobku proudu by mělo nouzové zařízení fungovat nejpozději do 10 sekund. Pokud čas ve stojanu neodpovídá výše uvedenému, je třeba nastavit relé pomocí ovládacího šroubu na něm. K této situaci obvykle dochází, pokud je okolní teplota příliš nízká (méně než nominální teplota +40 stupňů Celsia o více než 10). Pokud jsou rozdíly od cílových hodnot velmi velké, měli byste zvážit výměnu materiálu nebo tvaru termočlánku. Pozor byste si měli dávat i na výrazné výkyvy teplot. Velmi kazí činnost proudového relé. Proto je důležité zvolit efektivní NE. Relé musí být instalováno na stejném místě s ochranným systémem elektroinstalace a ve vzdálenosti od tepelných generátorů, pecí a jiných zdrojů tepla. Aby se zabránilo spouštění relé vnějšími faktory, je upraveno výpočtem korekce E, která se mění v závislosti na kvantitativní jmenovité hodnotě proudu (pro motor) a hodnotách teploty prostředí (okolí). Pomocí excentrické páčky na ochranném zařízení relé se pak nastaví číslo chyby, které pak pomocí páky působí na kovovou desku a ohýbá ji.

Označení ochranných relé

Ochranné relé se volí v závislosti na hodnotě výkonu motoru. Hlavní charakteristiky se odrážejí v označení, které je obecně prezentováno takto:

• RTL-X₁Х₂Х₃-X₄-X₅Ó₆Ó₇-X₈
• X1 – jmenovitý elektrický proud (relé)
• X2 – proudový rozsah
• X3 – písmena označující zmenšené rozměry, typ spouštěče nebo míru ochrany kontaktních svorek
• X4 – zpětný obvod relé
• X5 – jmenovitý proud
• X6 – rozsah nastavení relé
• X7 – klimatické vlastnosti (podle GOST 15150)
• X8 – firemní značka