Relè di monitoraggio tensione: principio di funzionamento, schema di cablaggio e applicazioni

Un relè di monitoraggio della tensione misura un'alimentazione AC o DC e commuta il suo contatto di uscita quando si verifica una condizione configurata. A seconda del modello specifico, può rilevare sottotensione, sovratensione, perdita di fase, sequenza di fase errata o squilibrio di tensione. Il relè normalmente non non scollega direttamente un motore o una linea di alimentazione. Al contrario, il suo contatto di uscita controlla la bobina di un contattore, l'ingresso di sgancio di un interruttore automatico, l'ingresso di un controllore logico programmabile (PLC), un allarme o un interblocco che esegue l'azione richiesta.

Una corretta applicazione richiede quindi tre decisioni distinte: quale tensione viene misurata, quale condizione modifica l'uscita del relè e quale dispositivo esterno agisce su tale segnale.

Punti di forza

Un relè di monitoraggio è un dispositivo di misura e controllo, non normalmente un dispositivo di commutazione di potenza.
COM, NC, e NO descrivono i contatti nel loro stato normale, diseccitato; la logica dello stato di funzionamento normale dipende comunque dal principio di funzionamento del relè.
I numeri dei terminali di scambio comuni in stile IEC includono 11-12-14 o 15-16-18, ma la scheda tecnica e lo schema specifici hanno sempre la priorità.
I dispositivi monofase rilevano comunemente L-N, L1-L2, o +/-, a seconda del modello e del circuito.
I dispositivi trifase rilevano comunemente L1-L2-L3; il collegamento del neutro è richiesto solo per modelli e funzioni progettati per L1-L2-L3-N sistemi.
La perdita di fase in un motore trifase in funzione può causare dannosi fenomeni di marcia a una fase, sovracorrente e surriscaldamento. La normale risposta protettiva consiste nell'arrestare o impedire l'avviamento dell'apparecchiatura.
Le impostazioni di soglia, isteresi, ritardo, memoria e ripristino devono corrispondere al carico e al comportamento del sistema, non a un valore universale preso da internet.

Cos'è un relè di monitoraggio della tensione?

Un relè di monitoraggio della tensione è un dispositivo di controllo industriale che supervisiona una o più tensioni e fornisce un'uscita discreta quando la condizione misurata è corretta o guasta. Viene spesso montato su guida DIN all'interno di un quadro elettrico, sebbene esistano altri formati di montaggio.

La categoria di prodotto include diverse funzioni:

Funzione di monitoraggio	Cosa valuta	Risposta di controllo tipica
Sottotensione	Tensione al di sotto di una soglia minima configurata	Disattivazione di un contattore, blocco di un avviamento o attivazione di un allarme dopo un ritardo
Fulmini, picchi di rete o avviamento di motori massicci.	Tensione al di sopra di una soglia massima configurata	Modifica dell'uscita di controllo o segnalazione a un sistema di supervisione
Mancanza fase	Una fase assente o al di sotto del criterio di rilevamento del dispositivo	Arresto o inibizione di un carico trifase
Sequenza fasi	Sequenza errata di L1, L2 e L3	Impedire l'avvio di un motore sensibile al senso di rotazione
Squilibrio di tensione	La differenza tra le tensioni di fase supera un limite configurato	Arresto o allarme prima di un funzionamento prolungato in condizioni di squilibrio
Monitoraggio a finestra	La tensione deve rimanere entro i limiti inferiore e superiore	Mantenere l'uscita nello stato di funzionamento corretto solo all'interno della finestra accettata

Non tutti i relè di monitoraggio svolgono ogni funzione. La famiglia K8AK-PM di Omron, ad esempio, è descritta per il monitoraggio di tensione trifase, sequenza di fase e mancanza di fase, mentre ABB offre diverse varianti trifase con combinazioni di sovratensione, sottotensione, mancanza di fase, squilibrio e monitoraggio della sequenza. La selezione deve iniziare dalle funzioni esatte richieste.

Principio di funzionamento del relè di monitoraggio di tensione

Il principio di funzionamento pratico può essere suddiviso in tre livelli.

1. Misurazione

I terminali di rilevamento sono collegati alla grandezza elettrica che deve essere supervisionata. Un dispositivo monofase può misurare la tensione fase-neutro, fase-fase o in corrente continua (DC). Un dispositivo trifase può misurare le tensioni fase-fase, fase-neutro o entrambe, a seconda del suo circuito e della configurazione del sistema di cablaggio.

Alcuni relè sono alimentati direttamente dal circuito misurato. Altri utilizzano terminali di alimentazione separati come A1/A2 e ingressi di misurazione separati. Questa distinzione influisce su ciò che accade se il circuito di misurazione o l'alimentazione di controllo ausiliaria vengono a mancare.

2. Valutazione

L'elettronica interna confronta il valore misurato con i criteri configurati. La logica può includere:

una soglia di sottotensione;
una soglia di sovratensione;
una finestra superiore e inferiore;
rilevamento della sequenza o della perdita di fase;
una soglia di squilibrio;
ritardi di avviamento, di intervento o di ripristino;
isteresi tra i punti di intervento e di ripristino;
ripristino automatico o comportamento a ripristino manuale/bloccato.

I LED o il display sul pannello frontale possono indicare l'alimentazione, lo stato del relè, la tensione misurata o un codice di guasto. Il significato di ciascuna indicazione è specifico del modello.

Azione di uscita

Dopo che la condizione di guasto soddisfa la logica di temporizzazione configurata, il relè cambia lo stato del suo contatto di uscita. Tale contatto pulito commuta quindi un circuito di controllo. Può diseccitare la bobina di un contattore, inviare un segnale a un PLC, attivare un allarme o azionare un circuito di sgancio dell'interruttore approvato.

Questa separazione è importante. Il contatto del relè di monitoraggio deve essere dimensionato per il carico di controllo e la categoria di utilizzo, ma non è automaticamente dimensionato per commutare la corrente del motore o della linea protetta.

Logica del contatto di uscita: COM, NC e NO

Un'uscita unipolare a due vie (SPDT) ha tre terminali:

Contatto	Significato nello stato normale, non eccitato	Esempi comuni in stile IEC
COM	Contatto mobile comune	`11` o `15`
NC	Normalmente chiuso verso COM	`12` o `16`
NO	Normalmente aperto rispetto a COM	`14` o `18`

Per un comune 11-12-14 contatto di scambio:

Relè diseccitato:

I termini “normale”, “NO” e “NC” si riferiscono allo stato meccanico diseccitato, non automaticamente a “alimentazione corretta” o “guasto”. Per sapere quale contatto si chiude durante il funzionamento corretto, consultare lo schema funzionale.

Principio a circuito chiuso

Molte applicazioni orientate alla protezione eccitano il relè di uscita quando l'alimentazione monitorata è corretta. Un guasto persistente causa la diseccitazione dell'uscita. ABB documenta questo principio a circuito chiuso per il suo relè di monitoraggio di fase CM-PFS: le fasi corrette eccitano le uscite dopo il ritardo di avviamento, mentre la mancanza di fase o la sequenza errata le diseccitano.

Questa architettura può essere "fail-aware" poiché la perdita della tensione di controllo, la perdita dell'alimentazione di monitoraggio, l'interruzione di un conduttore di controllo o un guasto di tensione rilevato possono rilasciare il contattore. L'intero circuito di controllo deve comunque essere progettato in modo che lo stato risultante sia sicuro per la macchina.

Principio a circuito aperto

Alcuni dispositivi o funzioni selezionate eccitano un'uscita quando si verifica il guasto. Ciò può essere appropriato per un segnale di allarme, ma la perdita dell'alimentazione del relè potrebbe lasciare l'uscita di guasto inattiva. Non dedurre il principio di funzionamento solo dai numeri dei morsetti.

Schema di cablaggio del relè di monitoraggio di tensione monofase

Quanto segue è un concetto di controllo generico, non sostituisce lo schema del prodotto.

ALIMENTAZIONE MONITORATA

In questa comune configurazione a circuito chiuso, il contatto di stato sano del relè di monitoraggio chiude il circuito della bobina del contattore. Se la tensione esce dalla finestra consentita per un tempo superiore al ritardo configurato, l'uscita di monitoraggio si disattiva e il contattore apre il circuito di carico.

Prima del cablaggio, rispondere a queste domande basandosi sulla scheda tecnica specifica:

Il dispositivo misura L-N, L1-L2, o CC +/-?
Il dispositivo è autoalimentato dal circuito di misura, o necessita di A1/A2 alimentazione ausiliaria?
Quale coppia di uscita è chiusa quando la tensione monitorata è entro i limiti di normalità?
Il contatto di uscita è idoneo per la tensione della bobina del contattore, la corrente di spunto e la categoria di utilizzo?
Il relè si ripristina automaticamente dopo il ripristino della tensione o il circuito di controllo richiede un riavvio manuale?

Non dare per scontato che ogni relè monofase sia limitato a 230 V. Le gamme di prodotti includono diverse bande di misurazione AC e DC; selezionare il modello effettivo in base alla tensione di sistema e alle soglie richieste.

Schema di cablaggio del relè di monitoraggio di tensione trifase

Un tipico relè di monitoraggio trifase rileva le fasi a monte del contattore, in modo da poter impedire l'avviamento quando l'alimentazione in ingresso non è corretta e diseccitare il contattore se si verifica un guasto monitorato.

CIRCUITO DI POTENZA

Limiti importanti:

Un relè a tre fili progettato per L1-L2-L3 non deve essere convertito in uno schema di misurazione a quattro fili tramite improvvisazioni.
Un dispositivo L1-L2-L3-N a quattro fili può utilizzare il neutro per l'alimentazione, la misurazione fase-neutro o entrambi. Seguire il relativo schema.
La corretta sequenza delle fasi è determinata dall'ordine sui terminali di rilevamento del relè. L'inversione di due fasi modifica la sequenza rilevata.
La perdita di fase può essere più difficile da rilevare dopo l'avviamento di un motore, poiché un motore in rotazione può generare una tensione di ritorno sulla fase mancante. Utilizzare un relè il cui comportamento dichiarato in caso di perdita di fase sia adatto all'applicazione.
La perdita di una fase non rappresenta un vantaggio di continuità per un motore trifase. Il funzionamento prolungato su due fasi può produrre corrente e riscaldamento eccessivi, pertanto l'obiettivo abituale è l'arresto rapido o l'inibizione dell'avviamento.

Per le funzioni trifase specifiche del modello e le opzioni del sistema di cablaggio, consultare il Guida al relè di monitoraggio di tensione trifase VIOX FCP18.

Come un relè di monitoraggio di tensione controlla un contattore

Il contattore separa il circuito di comando a bassa potenza dal circuito di potenza.

MISURAZIONE          DECISIONE              AZIONE

L'uscita del relè di monitoraggio viene solitamente posta in serie con la bobina del contattore e con i normali consensi di comando, come un pulsante di arresto, il contatto NC di un relè termico, un pressostato o un'uscita PLC. Ogni condizione richiesta deve essere soddisfatta affinché la bobina possa eccitarsi. Qualsiasi arresto di emergenza o altra funzione legata alla sicurezza deve mantenere l'architettura, i componenti, la diagnostica e il livello di prestazione richiesti dalla progettazione di sicurezza della macchina; un relè di monitoraggio standard non è un relè di sicurezza.

Quando si seleziona l'interfaccia:

far corrispondere la tensione della bobina del contattore all'alimentazione di comando;
verificare la portata dei contatti del relè di monitoraggio per il servizio di utilizzo in AC o DC della bobina, non solo il valore in ampere resistivi;
utilizzare un relè di interfaccia qualora il contatto di monitoraggio non sia in grado di commutare direttamente la bobina;
considerare un'adeguata soppressione dei transitori della bobina, specialmente per bobine in corrente continua, senza compromettere il tempo di rilascio richiesto;
preservare il comportamento di avvio manuale e di anti-riavvio automatico laddove la valutazione dei rischi della macchina lo richieda;
non utilizzare il contatto di monitoraggio come sostituto di un circuito di sicurezza per arresto di emergenza o di una funzione di protezione classificata come sicura.

Per quanto riguarda il lato di commutazione di potenza, la guida VIOX al cablaggio dei contattori modulari spiega in modo più dettagliato i terminali della bobina A1/A2 e la separazione dei contatti principali.

Quali guasti può rilevare un relè di monitoraggio della tensione?

Sovratensione e sottotensione

Il relè confronta la tensione con una soglia superiore, una soglia inferiore o entrambe. Solitamente, un'escursione di tensione deve persistere per il ritardo di intervento configurato prima che l'uscita cambi stato, sebbene alcuni guasti gravi o particolari possano avere una regola di risposta separata.

Mancanza fase

Il monitoraggio della perdita di fase rileva una fase assente o sufficientemente ridotta in base al metodo di misurazione del prodotto. Per i motori, l'obiettivo è normalmente quello di impedire l'avviamento o arrestare il funzionamento prima che il funzionamento monofase provochi condizioni di corrente e temperatura dannose.

Sequenza di fase errata

Un relè di sequenza di fase verifica l'ordine dei tre ingressi di fase. Una sequenza errata può invertire il senso di rotazione di un motore sensibile alla direzione. Il relè solitamente impedisce al contattore di eccitarsi finché l'ordine degli ingressi non viene corretto.

Squilibrio o asimmetria di tensione

Una funzione di squilibrio confronta le tensioni di fase utilizzando il metodo di calcolo dichiarato dal modello. Se l'asimmetria calcolata supera il limite configurato per il ritardo richiesto, l'uscita cambia stato. Non dare per scontato che ogni relè trifase misuri lo squilibrio, né che tutti i produttori utilizzino una formula identica.

Ciò che non sostituisce

Un relè di monitoraggio della tensione standard non fornisce automaticamente:

protezione da sovraccarico motore o rotore bloccato;
protezione da cortocircuito;
protezione contro le sovratensioni;
protezione da corrente residua o guasto a terra;
monitoraggio dell'isolamento;
funzioni di relè di sicurezza;
bilanciamento delle celle della batteria o sistema di gestione della batteria (BMS);
protezione di interfaccia secondo codice di rete per impianti di generazione;
Logica di controllo della batteria del veicolo elettrico o loop di interblocco ad alta tensione.

Alcuni dispositivi specializzati combinano diverse funzioni, ma la scheda tecnica specifica e l'ambito di certificazione devono stabilirle.

Soglia, Isteresi, Ritardo di intervento e Impostazioni di ripristino

Le impostazioni devono essere derivate dall'intervallo di tensione consentito dell'apparecchiatura, dal comportamento dell'alimentazione, dal rischio di processo e dalle funzioni del relè di monitoraggio.

Soglia

La soglia è la tensione o la percentuale alla quale il relè riconosce una condizione di guasto. Un relè a finestra ha sia soglie inferiori che superiori. Utilizzare le specifiche dell'apparecchiatura protetta e i requisiti di progettazione applicabili; non copiare un'impostazione generica senza verificare la tensione nominale e la tolleranza del carico.

Isteresi

L'isteresi separa il punto di intervento dal punto di ripristino, evitando commutazioni ripetute quando la tensione fluttua vicino a una soglia.

Solo esempio illustrativo:

Soglia di intervento per sottotensione = 90 V

Il relè effettivo può esprimere l'isteresi in volt, come percentuale della soglia o come percentuale della tensione nominale. La guida Schneider Electric RM22UA dimostra lo stesso principio: il livello di ripristino è sfalsato rispetto alla soglia di intervento in modo che piccole fluttuazioni non causino cicli ripetuti di intervento/ripristino.

Ritardo di intervento

Un ritardo di intervento filtra i disturbi brevi. Un ritardo troppo breve può causare arresti intempestivi; un ritardo eccessivo può esporre il carico a una condizione inaccettabile. Alcuni relè forniscono ritardi diversi per sovratensione, sottotensione, squilibrio, avviamento o ripristino. La mancanza di fase e la sequenza errata possono utilizzare una risposta fissa o immediata su determinati prodotti.

Ritardo di avviamento o di eccitazione

Questo ritardo consente all'alimentazione di stabilizzarsi dopo l'applicazione della tensione prima che l'uscita entri nel suo stato di funzionamento normale. È diverso dal ritardo applicato dopo che un sistema in funzione supera una soglia di guasto.

Ripristino automatico

Con il ripristino automatico, il relè torna al suo stato di uscita normale dopo che la tensione ha superato il limite di ripristino e qualsiasi ritardo di ripristino è scaduto. Se il circuito del contattore consente il riavvio automatico, il carico potrebbe ripartire senza un comando dell'operatore. Valutare se tale comportamento sia accettabile prima di utilizzarlo.

Ripristino manuale o memoria

Una funzione di blocco o di memoria mantiene il guasto fino a quando non viene impartito un comando di reset. Non tutti i relè di monitoraggio includono questa funzione. Il riavvio manuale può essere implementato anche nel circuito di controllo del contattore esterno, anche quando il relè di monitoraggio stesso si ripristina automaticamente.

Relè di monitoraggio monofase vs trifase

Criterio di selezione	Relè monofase	Relè trifase
Ingressi tipici	`L-N`, `L1-L2`, o CC `+/-`, a seconda del modello	`L1-L2-L3` o `L1-L2-L3-N`
Funzioni principali	Monitoraggio di sovratensione, sottotensione o a finestra	Limiti di tensione più perdita di fase, sequenza e squilibrio dipendenti dal modello
Carichi tipici	Alimentazioni di controllo, pompe monofase, compressori, HVAC, apparecchiature sensibili	Motori trifase, pompe, ventilatori, compressori, nastri trasportatori, alimentatori di macchine
Rischio principale di selezione	Errata misurazione o intervallo di alimentazione	Errato sistema di cablaggio, requisito di neutro mancante o funzione di fase mancante
Limite di tensione	Definito dal modello esatto; non universalmente 230 V	Definito dal modello esatto; non universalmente 415 V

Le informazioni sulla gamma attuale di ABB illustrano perché le definizioni di tensione fissa non sono affidabili: la famiglia trifase CM-MPS/N include livelli di tensione nominale fino a 820 V AC. Ciò non rende ogni relè ABB o VIOX adatto a tale tensione; dimostra che è il modello del prodotto, non le diciture “monofase” o “trifase”, a determinare il campo di misura.

Relè di monitoraggio tensione AC vs DC

Un relè di monitoraggio AC può utilizzare la misura RMS, logiche legate alla frequenza o funzioni di fase. Un relè di monitoraggio DC osserva la tensione DC definita dalla polarità e può essere destinato ad alimentazioni di controllo, sistemi di telecomunicazione, circuiti di controllo a batteria o altre applicazioni DC delimitate.

Verificare questi punti prima di selezionare un modello AC/DC o DC:

tipo e campo di tensione misurata;
requisiti di polarità;
se i circuiti di misura e di alimentazione condividono un riferimento comune;
tensione di misura continua massima;
intervallo di soglia superiore/inferiore;
valori nominali di commutazione AC e DC dei contatti di uscita;
comportamento di reset e memoria;
isolamento tra circuiti di misura, alimentazione e uscita;
approvazioni specifiche per l'applicazione o requisiti dell'apparecchiatura.

Un semplice relè di minima tensione DC può monitorare la tensione complessiva del bus, ma non è un BMS. Non esegue il monitoraggio a livello di cella, il bilanciamento, la protezione termica, il calcolo dello stato di carica, la diagnostica dei contattori o il comportamento di sicurezza funzionale, a meno che la documentazione del prodotto non lo specifichi esplicitamente.

Dove utilizzare un relè di monitoraggio della tensione

Utilizzare un relè di monitoraggio della tensione quando una decisione di controllo dell'apparecchiatura dipende dalla qualità o dalla configurazione della tensione in ingresso e la commutazione principale viene eseguita da un altro dispositivo idoneo.

Le applicazioni tipiche includono:

Quadri di comando motore: impediscono l'avvio o arrestano un motore in caso di perdita di fase, sequenza errata, tensione inaccettabile o squilibrio, mentre un relè di sovraccarico gestisce la sovracorrente del motore.
Pompe e compressori: inibiscono il funzionamento durante condizioni di alimentazione instabili e si coordinano con i controlli di pressione, livello o di processo.
Apparecchiature HVAC: supervisionano le alimentazioni trifase di compressori, ventilatori e pompe tramite il circuito di controllo del contattore.
Nastri trasportatori e macchine utensili: bloccano il funzionamento se l'ordine delle fasi dovesse produrre una rotazione inversa o se l'alimentazione è al di fuori dei limiti dell'apparecchiatura.
Trasferimento automatico e controllo del generatore: fornire un ingresso di tensione nominale alla logica di trasferimento o al controller quando il design del dispositivo e del sistema ne supporta l'utilizzo.
Supervisione dell'alimentazione di controllo: segnalare a un PLC o a un allarme quando un'alimentazione di controllo AC o DC esce dalla finestra di tolleranza accettata.
Quadri di distribuzione civili e industriali: fornire un contatto pulito di allarme o di consenso per una linea di alimentazione o un gruppo di apparecchiature monitorati.

Per interfacce solari, di accumulo, di ricarica EV o generatore-rete, non dare per scontato che un relè di tensione generico soddisfi i requisiti specifici dell'applicazione relativi a rete, anti-islanding, batterie, settore automobilistico o sicurezza funzionale. Utilizzare apparecchiature progettate e approvate per la specifica funzione di sistema.

Lista di controllo per la selezione del relè di monitoraggio tensione

Voce di selezione	Domanda a cui rispondere	Evidenza richiesta
Sistema	Monofase, trifase a tre fili, trifase a quattro fili o CC?	Schema elettrico e dati nominali del sistema
Campo di misura	Quali sono le tensioni minima e massima che possono verificarsi?	Tolleranze di sistema e scheda tecnica specifica del relè
Funzioni di monitoraggio	Sotto/sovratensione, mancanza fase, sequenza, squilibrio o finestra?	Valutazione del rischio dell'apparecchiatura e tabella delle funzioni
Architettura di alimentazione	Autoalimentato o alimentazione ausiliaria separata?	Schema dei terminali e progettazione dell'alimentazione di controllo
Logica di uscita	Eccitato in condizioni normali, eccitato in caso di guasto o selezionabile?	Diagramma funzionale/temporale
Contatto di uscita	Può commutare la bobina del contattore o il carico in ingresso?	Valori nominali di utilizzo AC/DC e dati della bobina
Impostazioni	Quali soglie, isteresi e ritardi sono richiesti?	Limiti dell'apparecchiatura e piano di messa in servizio
Reset	Logica di riavvio automatica, manuale, remota o esterna?	Requisiti di sicurezza del processo e di riavvio
Indicazione	Quali stati di guasto e dei relè devono essere visibili o segnalati?	Requisiti per l'operatore e per il sistema PLC/SCADA
Standard	Quale norma di prodotto, certificazione o approvazione di progetto è applicabile?	Certificato esatto e requisiti di progetto adottati
Installazione	Spazio su guida DIN, morsetti, involucro, temperatura, altitudine e cablaggio?	Istruzioni di installazione del produttore

Non approvare un componente sostitutivo solo perché la sua gamma di tensione e il numero di contatti sembrano simili. Il principio di funzionamento, le funzioni di fase, la temporizzazione dell'uscita, la disposizione dei morsetti e le omologazioni potrebbero differire.

Procedura di messa in servizio

Solo personale qualificato deve intervenire su apparecchiature elettriche sotto tensione. Isolare l'impianto e verificare l'assenza di tensione prima di modificare il cablaggio.

Confermare il modello: Verificare il codice articolo completo, il campo di misura, il tipo di alimentazione, la configurazione di fase, il contatto di uscita e la funzione prevista.
Verificare il cablaggio rispetto allo schema esatto: Confermare i morsetti di rilevamento, l'alimentazione ausiliaria, i requisiti del neutro, le assegnazioni COM/NC/NO e il circuito della bobina del contattore.
Registrare le impostazioni: Documentare le soglie, l'isteresi, il ritardo all'avvio, il ritardo di intervento, la modalità di ripristino ed eventuali funzioni di memoria.
Verificare lo stato di funzionamento: Applicare un'alimentazione nota e accettabile e verificare i LED, i valori visualizzati, lo stato dei contatti di uscita e il comportamento del contattore.
Testare ogni guasto richiesto: Utilizzare un metodo o una sorgente di prova approvati per simulare sottotensione, sovratensione, perdita di fase, sequenza errata o squilibrio, a seconda dei casi. Non creare guasti sotto tensione pericolosi rimuovendo i conduttori sotto carico.
Misurare la risposta e il ripristino: Verificare che l'intervento e il ripristino avvengano ai livelli previsti e dopo i ritardi stabiliti.
Verificare il comportamento al riavvio: Confermare se la macchina rimane ferma, si riavvia automaticamente o richiede un comando dell'operatore dopo il ripristino della tensione.
Ripristino e documentazione: Riportare tutti i collegamenti di prova alle impostazioni normali e sicure ove possibile, e registrare i risultati per la manutenzione.

Risoluzione dei problemi di un relè di monitoraggio tensione

Sintomo	Causa probabile	Cosa controllare	Azione correttiva
Il relè non presenta alcuna indicazione	Alimentazione mancante, modello di tensione errato, fusibile di controllo bruciato o collegamento A1/A2 errato	Misurare l'alimentazione ai terminali specificati e confrontarla con la targhetta dati	Ripristinare la corretta alimentazione di controllo o correggere il modello/cablaggio
Il relè indica uno stato di funzionamento corretto ma il contattore non si eccita	Coppia NO/NC errata, circuito di arresto/sovraccarico aperto, tensione della bobina errata o capacità di uscita inadeguata	Tracciare la tensione attraverso il COM e il contatto sano verso A1; verificare il ritorno su A2	Correggere il circuito di controllo; utilizzare un relè di interfaccia se necessario
Il contattore si disinserisce ripetutamente	Tensione prossima alla soglia, isteresi insufficiente, ritardo troppo breve, connessione allentata o alimentazione instabile	Registrare tutte le tensioni di fase e lo stato dell'uscita nel tempo	Correggere l'alimentazione/collegamento o regolare le impostazioni entro i limiti dell'apparecchiatura
Il guasto di fase persiste nonostante il cablaggio appaia corretto	Sequenza di fase errata, neutro mancante su un modello a quattro fili, versione con tensione nominale errata o tensione del motore alimentata inversamente	Confrontare l'ordine dei terminali e le tensioni misurate con lo schema funzionale	Correggere la sequenza di fase/modello/cablaggio; verificare l'idoneità del rilevamento di perdita di fase
Il relè non scatta mai durante un test	Terminali monitorati errati, funzione disabilitata, soglia al di fuori dell'intervallo di test, ritardo eccessivo o logica di uscita non compresa	Verificare il valore misurato effettivo, le impostazioni, la modalità di temporizzazione e lo stato del contatto	Configurazione corretta e ripetizione con un metodo di prova approvato
Il carico si riavvia inaspettatamente dopo il ripristino della tensione	Ripristino automatico più comando di mantenimento del contattore	Verificare la modalità di ripristino del relè e la logica di autoritenuta/controllo	Aggiungere il riavvio manuale o la logica di blocco dove richiesto dalla valutazione dei rischi
L'allarme del PLC è invertito	Ingresso NA/NC selezionato in modo errato o la logica del PLC assume lo stato di funzionamento opposto	Testare l'ingresso con relè eccitato, diseccitato e non alimentato	Scegliere una logica di contatto a sicurezza positiva (fail-aware) e aggiornare la documentazione del PLC.

Se il relè funziona correttamente da solo ma l'apparecchiatura non risponde, suddividere la diagnosi in: ingresso di misura, logica del relè, contatto di uscita, bobina del contattore, contatti di potenza principali, protezione da sovraccarico e carico. Testare l'intera catena come un unico dispositivo spesso nasconde il guasto reale.

Domande Frequenti

Cosa fa un relè di monitoraggio della tensione?

Misura una specifica condizione di tensione AC o DC e commuta un'uscita di controllo quando vengono soddisfatti i criteri di funzionamento normale o di guasto configurati. A seconda del modello, può monitorare sottotensione/sovratensione, mancanza fase, sequenza fasi o squilibrio.

Un relè di monitoraggio della tensione scollega direttamente il carico?

Di solito no. Un relè di monitoraggio su guida DIN generalmente commuta un contatto di controllo pulito (dry contact). Un contattore, un circuito di sgancio dell'interruttore, un PLC o un altro dispositivo esterno esegue l'azione di commutazione principale. La commutazione diretta è consentita solo quando il contatto di uscita specifico è dimensionato e approvato per quel tipo di carico.

Come devo cablare i morsetti 11, 12 e 14?

Secondo la comune convenzione di scambio IEC, 11 è COM, 12 è NC, e 14 è NO. Altri relè potrebbero utilizzare 15-16-18 o una numerazione differente. Verificare lo schema stampato sul dispositivo specifico prima del cablaggio.

Il contattore deve utilizzare il contatto del relè NO o NC?

Dipende dal principio di funzionamento del relè e dallo stato di sicurezza richiesto. Molti progetti di protezione a circuito chiuso utilizzano il contatto che rimane chiuso solo quando il relè è alimentato e l'alimentazione è regolare, in modo che un guasto o una perdita di alimentazione del relè rilascino il contattore. Verificare lo schema funzionale invece di scegliere basandosi solo sulle lettere.

Dove devono essere collegati L1, L2 e L3?

Collegarli ai terminali di misura contrassegnati in modo corrispondente, rispettando l'ordine delle fasi richiesto dal relè specifico. Il neutro va collegato solo se il modello e lo schema elettrico lo richiedono.

Che cos'è l'isteresi in un relè di monitoraggio della tensione?

L'isteresi è la separazione tra le condizioni di intervento (trip) e di ripristino (reset). Impedisce la commutazione ripetuta dell'uscita quando la tensione oscilla vicino a una soglia.

Qual è la differenza tra ritardo di intervento e ritardo di avviamento?

Il ritardo di intervento è il tempo per cui un guasto rilevato deve persistere prima che l'uscita cambi stato. Il ritardo di avviamento è il tempo che intercorre dopo l'alimentazione prima che il relè entri nel suo normale stato di uscita operativa. Un prodotto può fornire uno, entrambi o ritardi diversi per funzioni differenti.

Un motore trifase continuerà a funzionare dopo la perdita di una fase?

Potrebbe continuare a ruotare a causa del funzionamento monofase e della tensione di ritorno, ma ciò può causare uno squilibrio di corrente dannoso e surriscaldamento. Un relè di monitoraggio di fase viene generalmente utilizzato per arrestare o inibire il motore, non per giustificare il funzionamento continuato.

Posso utilizzare un relè di monitoraggio della tensione per una batteria o un sistema EV?

Un relè CC con caratteristiche nominali adeguate può supervisionare la tensione CC complessiva per una funzione di controllo limitata. Non sostituisce un BMS, un monitor di celle, un controller EV, un interblocco ad alta tensione, un monitor di isolamento o un sistema di sicurezza, a meno che la sua documentazione non copra esplicitamente tale funzione.

Conclusione

Un relè di monitoraggio della tensione è particolarmente utile quando viene considerato come un anello di una catena di controllo. Esso misura l'alimentazione, valuta un guasto definito e commuta un contatto di controllo. Il contattore esterno, il PLC, l'allarme o il circuito di sgancio approvato agiscono quindi su tale uscita.

Una selezione corretta dipende dal sistema di cablaggio, dall'intervallo di tensione, dai guasti monitorati, dalla logica di uscita, dal carico dei contatti, dalle impostazioni, dal comportamento di ripristino e dallo schema dei morsetti specifico del modello. Non basarsi su assunzioni fisse di 230 V o 415 V e non utilizzare un relè standard su guida DIN per funzioni BMS, EV, di protezione di rete o di sicurezza per le quali non è stato progettato.

Per un'applicazione trifase, proseguire con la Guida alla funzione e alla selezione VIOX FCP18 oppure consultare la Pagina del prodotto VIOX FCP18 verificando la tensione esatta del sistema, la configurazione del cablaggio, le funzioni di guasto richieste, il ritardo, l'utilizzo dell'uscita e la documentazione relativa al mercato di riferimento.