TL;DR: Šiluminės perkrovos relės yra esminiai variklių apsaugos įtaisai, kurie apsaugo elektros įrangą nuo perkaitimo stebėdami srovės tekėjimą ir automatiškai atjungdami maitinimą, kai išlieka per didelė apkrova. Jos yra ekonomiškos, patikimos ir plačiai naudojamos pramonėje, siekiant apsaugoti variklius, transformatorius ir kitą elektros įrangą nuo pažeidimų.
Terminio perkrovos relių supratimas
A terminio perkrovos relė yra specializuotas apsauginis įtaisas, skirtas apsaugoti elektros variklius ir elektros grandines nuo pažeidimų, kuriuos sukelia ilgalaikės viršsrovės sąlygos. Skirtingai nuo jungtuvų, kurie užtikrina momentinę apsaugą, šiluminės perkrovos relės veikia laiko uždelsimo principu, leisdamos laikinai perkrauti (pvz., variklio paleidimo sroves), tuo pačiu apsaugodamos nuo ilgalaikių pavojingų sąlygų.
Šie įrenginiai veikia stebėdami į prijungtą įrangą tekančią srovę ir naudodami terminio jutimo technologiją, kad aptiktų, kada veikimo sąlygos viršija saugius parametrus. Kai perkrova tęsiasi pakankamai ilgai, kad galėtų sukelti žalą, relė automatiškai išsijungia, atjungdama maitinimą, kad apsaugotų įrangą.
Kaip veikia šiluminės perkrovos relės
Pagrindinis veikimo principas
Svetainė Šiluminės perkrovos relės veikimo principas dėmesys sutelkiamas į terminį atsaką į per didelį srovės tekėjimą. Srovei viršijus įprastą veikimo lygį, relės kaitinimo elementai generuoja proporcingą šilumą. Ši šiluma veikia temperatūrai jautrų komponentą, kuris įjungia apsaugos mechanizmą, kai viršijamos iš anksto nustatytos ribos.
Šios konstrukcijos grožis slypi gebėjime atskirti nekenksmingas laikinas perkrovas nuo pavojingų ilgalaikių sąlygų. Varikliai paleidimo metu natūraliai sunaudoja didesnes sroves – dažnai 600% ar daugiau jų vardinės srovės, – tačiau šiluminės perkrovos relės leidžia šiuos trumpus viršįtampius, kartu apsaugodamos nuo nuolatinių perkrovų, kurios gali sugadinti įrangą.
Pagrindiniai komponentai
Kreditas „Electricalclassroom“
Šiuolaikinės šiluminės perkrovos relės turi keletą esminių komponentų, veikiančių kartu:
- Temperatūros jutimo elementas: Paprastai tai bimetalinė juostelė, pagaminta iš dviejų skirtingų metalų, turinčių skirtingą šiluminio plėtimosi greitį. Srovei kaitinant šį elementą, dėl skirtingo plėtimosi juostelė sulenkiama, galiausiai suaktyvinant relės mechanizmą.
- Šildymo elementai: Šie komponentai perduoda variklio srovę ir generuoja šilumą, proporcingą srovės tekėjimui. Galima pasirinkti skirtingus kaitinimo elementus, kad atitiktų konkrečius variklio nominalus.
- Kelionės mechanizmas: Mechaninė svirtelių ir kontaktų sistema, kuri atsidaro, kai jutimo elementas rodo perkrovos būseną.
- Atstatymo mechanizmas: Rankinis arba automatinis, leidžiantis relei grįžti į normalų veikimą po atvėsimo ir gedimo pašalinimo.
- Pagalbiniai kontaktai: Normaliai atviri (NO) ir normaliai uždari (NC) kontaktai signalizacijai, signalizacijai arba valdymo grandinės integracijai.
Šiluminės perkrovos relių tipai
Bimetalinės šiluminės perkrovos relės
Bimetalinės šiluminės perkrovos relės yra labiausiai paplitęs tipas, kai naudojami du skirtingi metalai, sujungti kartu. Šie metalai – paprastai plienas ir lydinys su skirtingais plėtimosi koeficientais – lenkiasi, kaitinami per didelio srovės tekėjimo.
Privalumai:
- Ekonomiškas ir patikimas
- Paprasta konstrukcija su mažiau gedimo taškų
- Tinka daugumai bendrosios paskirties programų
- Pažangesniuose modeliuose galimas temperatūros kompensavimas
Tipinės taikymo sritys: ŠVOK sistemos, siurbliai, konvejeriai, bendrieji pramoniniai varikliai
Elektroninės šiluminės perkrovos relės
Elektroninės šiluminės perkrovos relės naudoti sudėtingas elektronines grandines vietoj mechaninių šiluminių elementų srovei stebėti ir šiluminiam poveikiui apskaičiuoti. Šie prietaisai pasižymi didesniu tikslumu ir papildomomis funkcijomis.
Pagrindiniai privalumai:
- Didesnis tikslumas ir pakartojamumas
- Nejautrus aplinkos temperatūros pokyčiams
- Papildomos apsaugos funkcijos (fazės sutrikimas, įtampos disbalansas)
- Diagnostikos galimybės ir ryšio parinktys
- Greitesnis reagavimo laikas svarbiausioms programoms
Išplėstinės funkcijos: Daugelis elektroninių modelių teikia realaus laiko duomenis, įskaitant šiluminės galios panaudojimo procentą (%TCU), išjungimo laiko skaičiavimus ir įžeminimo gedimų aptikimą.
Eutektinės šiluminės perkrovos relės
Eutektinės šiluminės perkrovos relės Naudojamas specialus lydinys, kuris lydosi tiksliai nustatytoje temperatūroje. Kai dėl per didelio karščio lydinys suskystėja, jis atleidžia mechaninį gaiduką, kuris atidaro relės kontaktus.
Šios relės šiandien yra retesnės, tačiau vis dar naudojamos specifinėse srityse, kurioms reikalingi labai tikslūs išjungimo taškai ir puikus pakartojamumas.
Terminio perkrovos relė ir grandinės pertraukiklis
Supratimas, kada naudoti Šiluminės perkrovos relės, palyginti su grandinės pertraukikliai yra labai svarbus tinkamam variklio apsaugai:
Grandinės pertraukiklio charakteristikos
- Apsaugo nuo perkrovos IR trumpojo jungimo
- Turi būti per didelis, kad būtų galima paleisti variklio paleidimo sroves
- Magnetinis išjungimo elementas, užtikrinantis momentinę trumpojo jungimo apsaugą
- Terminis elementas lėtesnei apsaugai nuo perkrovos
Šiluminės perkrovos relės privalumai
- Tikslesnė apsauga nuo perkrovų: Galima tiksliai nustatyti variklio pilnos apkrovos srovės stiprumą
- Labiau tinka variklio charakteristikoms: Specialiai sukurta variklio šiluminei apsaugai
- Ekonomiškai efektyvus: Pigiau nei varikliui skirti automatiniai jungikliai
- Lankstus montavimas: Galima montuoti tiesiai ant kontaktorių
Kada naudoti kiekvieną iš jų
- Grandinės pertraukikliai: Kai jums reikia kombinuotos trumpojo jungimo ir perkrovos apsaugos viename įrenginyje
- Šiluminės perkrovos relės: Kai reikalinga tiksli variklio apsauga, paprastai naudojama su atskira trumpojo jungimo apsauga prieš srovę
Kelionių klasės ir laiko charakteristikos
Šiluminės perkrovos relės klasifikuojamos pagal jų kelionių klasė, kuris apibrėžia atsako laiką perkrovos sąlygomis:
- 5 klasė: Ypač greitas (5 sekundės esant 7,2 karto didesnei vardinei srovei) – greito reagavimo programoms
- 10 klasė: Standartinės pramoninės paskirties įranga (10 sekundžių esant 7,2 karto didesnei vardinei srovei)
- 20 klasė: Bendrosios paskirties varikliai (20 sekundžių esant 7,2 karto didesnei vardinei srovei)
- 30 klasė: Didelės inercijos apkrovos, tokios kaip ventiliatoriai ir smagračiai (30 sekundžių esant 7,2 karto didesnei vardinei srovei)
Atvirkštinio laiko charakteristika reiškia, kad didesnės perkrovos sukelia greitesnį išsijungimą, apsaugodamos tiek nuo vidutinių ilgalaikių perkrovų, tiek nuo stiprių trumpalaikių sąlygų.
Programos ir pramonės šakos
Pramoninių variklių apsauga
Šiluminės perkrovos relės apsaugo variklius daugybėje pramoninių pritaikymų:
- Siurbliai ir kompresoriai
- Konvejeriai ir medžiagų tvarkymas
- ŠVOK ventiliatoriai ir pūstuvai
- Staklės ir automatizavimo įranga
Komercinės programos
- Pastatų ŠVOK sistemos
- Liftų varikliai
- Komercinė virtuvės įranga
- Šaldymo kompresoriai
Specializuoti naudojimo būdai
- Naftos ir dujų įranga
- Kasybos mašinos
- Jūrų varymo sistemos
- Apdorojimo pramonės įranga
Montavimo ir laidų sujungimo gairės
Tinkamas dydis
Pasirinkite šiluminės perkrovos reles, kurių srovės diapazonas apimtų variklio pilnos apkrovos amperažą (FLA). Nustatykite išjungimo tašką taip, kad jis atitiktų variklio vardinėje plokštelėje nurodytą FLA, paprastai ±10% ribose.
Laidų konfigūracija
Šiluminės perkrovos relės jungiamos nuosekliai su variklio grandine ir paprastai montuojamos tiesiai ant kontaktorių. Relės pagalbiniai kontaktai jungiami į kontaktoriaus valdymo grandinę, užtikrinant maitinimo atjungimą perkrovos atveju.
Svarbūs aspektai
- Visada įrenkite apsaugą nuo trumpojo jungimo prieš srovę
- Užtikrinkite tinkamą vėdinimą aplink šilumines reles
- Atsižvelkite į aplinkos temperatūros poveikį nekompensuotiems modeliams
- Patikrinkite relės ir kontaktoriaus modelių suderinamumą
Atstatymo mechanizmai: rankinis ir automatinis
Rankinis atstatymas
Rankinio atstatymo šiluminės perkrovos relės nereikalauti operatoriaus įsikišimo, kad būtų atkurtas veikimas po išsijungimo. Šis metodas užtikrina:
- Perkrovos priežasčių tyrimas prieš pakartotinį paleidimą
- Operatoriaus informuotumas apie sistemos problemas
- Pakartotinių automatinių paleidimų, kurie galėtų pabloginti gedimus, prevencija
Automatinis atstatymas
Automatinio atstatymo šiluminės perkrovos relės automatiškai atkuria veikimą po aušinimo laikotarpių. Privalumai:
- Sumažinta priežiūros intervencija
- Tinka atokioms arba be personalo vietoms
- Greitesnis laikino perkrovimo sąlygų atkūrimas
Rinkitės atsižvelgdami į taikymo reikalavimus, saugos aspektus ir eksploatavimo pageidavimus.
Bendrų problemų šalinimas
Dažnas nepatogumų sukeliantis suveikimas
Galimos priežastys:
- Relės nustatymas per žemas faktinei variklio srovei
- Aukšta aplinkos temperatūra, veikianti relę
- Variklis veikia beveik perkrovos sąlygomis
- Atsilaisvinusios jungtys, dėl kurių sumažėja įtampa
Sprendimai:
- Patikrinkite ir pakoreguokite dabartinius nustatymus
- Pagerinkite vėdinimą arba pasirinkite temperatūros kompensavimo reles
- Ištirkite variklio apkrovos sąlygas
- Patikrinkite ir priveržkite visas jungtis
Nesugebėjimas išjungti esant realiai perkrovai
Galimos priežastys:
- Relės srovės nustatymas per didelis
- Sugedęs šiluminis elementas
- Kontaktai suvirinti arba įstrigę
- Netinkamas laidų sujungimas
Sprendimai:
- Iš naujo kalibruokite srovės nustatymus pagal variklio vardinę plokštelę
- Relės veikimo patikrinimas naudojant bandymo mygtuką
- Jei aptinkamas mechaninis gedimas, pakeiskite relę
- Patikrinkite tinkamą nuoseklųjį jungimą su varikliu
Šiluminės perkrovos apsaugos privalumai
Ekonominė nauda
- Mažesnė kaina nei sudėtinga elektroninė apsauga
- Sumažintos variklio keitimo išlaidos dėl efektyvios apsaugos
- Sumažintas gamybos prastovų laikas dėl variklio gedimų
- Paprasti priežiūros reikalavimai
Techniniai privalumai
- Specialiai sukurta atsižvelgiant į variklio šilumines charakteristikas
- Įgimtas laiko užlaikymas apsaugo nuo nepageidaujamo išjungimo
- Suderinamas su esamomis kontaktorių sistemomis
- Patikimas veikimas atšiaurioje pramoninėje aplinkoje
Saugos privalumai
- Apsaugo nuo variklio perkaitimo ir galimo gaisro
- Apsaugo personalą nuo įrangos gedimų
- Sumažina kaskadinių sistemos gedimų riziką
- Pagerina bendrą elektros sistemos patikimumą
Priežiūra ir geriausia praktika
Reguliarus tikrinimas
- Kas ketvirtį patikrinkite, ar srovės nustatymai tinkami.
- Veikimo bandymas naudojant įmontuotus bandymo mygtukus
- Patikrinkite, ar nėra perkaitimo ar pažeidimo požymių
- Patikrinkite tvirtą tvirtinimą ir jungtis
Pakeitimo gairės
- Pakeiskite reles, kuriose matyti kontaktų susidėvėjimo požymių
- Atnaujinimas į elektroninius tipus, siekiant didesnio tikslumo atnaujinant sistemas
- Palaikykite atsargines reles kritinėms reikmėms
- Saugokite nustatymų ir kelionių istorijos dokumentus
Ateities tendencijos ir technologijos
Išmanioji šiluminė apsauga
Šiuolaikinės elektroninės šiluminės perkrovos relės vis dažniau siūlo:
- Ryšio galimybės („Modbus“, Ethernet/IP)
- Pažangios diagnostikos ir nuspėjamosios priežiūros funkcijos
- Integracija su gamyklos automatizavimo sistemomis
- Debesijos pagrindu veikianti stebėsena ir analizė
Pramonės 4.0 integracija
Šiluminė apsauga tobulėja, kad būtų galima paremti išmaniosios gamybos iniciatyvas šiais būdais:
- Realaus laiko našumo stebėjimas
- Prognozinė gedimų analizė
- Nuotolinis konfigūravimas ir valdymas
- Integracija su energijos valdymo sistemomis
Išvada
Šiluminės perkrovos relės išlieka esminiais šiuolaikinių elektros sistemų komponentais, užtikrinančiais ekonomišką ir patikimą variklio apsaugą, kuri apsaugo nuo įrangos pažeidimų ir užtikrina saugų eksploatavimą. Jų veikimo supratimas, tinkamas pasirinkimas ir montavimas užtikrina optimalią vertingos elektros įrangos apsaugą.
Nesvarbu, ar renkatės tradicines bimetalines reles bendram naudojimui, ar pažangius elektroninius modelius kritinėms sistemoms, šiluminės perkrovos relės siūlo patikrintą apsaugą, kuri nuolat tobulėja kartu su technologijomis. Jų gebėjimas atskirti įprastus veikimo pokyčius nuo pavojingų perkrovos sąlygų daro jas nepakeičiamomis variklių apsaugai daugybėje sričių visame pasaulyje.
Daugeliui variklių apsaugos taikymų šiluminės perkrovos relės užtikrina idealų kainos, patikimumo ir našumo balansą, todėl jos yra pageidaujamas pasirinkimas inžinieriams ir technikams, ieškantiems veiksmingos elektros įrangos apsaugos.
Dažnai užduodami klausimai (DUK)
Kaip tiksliai veikia šiluminės perkrovos relės?
Šiluminės perkrovos relės stebi į variklį tekančią srovę ir naudoja kaitinimo elementus, kad generuotų šilumai proporcingą tai srovei. Kai srovė ilgą laiką viršija saugų lygį, bimetalinė juostelė (terminiuose relėse) arba elektroninis jutiklis aptinka perteklinę šilumą ir įjungia mechanizmą, kuris atidaro kontaktus, atjungdamas maitinimą, kad būtų išvengta variklio pažeidimų.
Kuo skiriasi šiluminės perkrovos relės ir automatiniai jungikliai?
Grandinės pertraukikliai Apsaugo nuo trumpojo jungimo ir perkrovos, tačiau jų matmenys turi būti didesni, kad būtų galima naudoti variklio paleidimo sroves, todėl jie yra mažiau tikslūs variklio apsaugai. Šiluminės perkrovos relės yra specialiai sukurti atsižvelgiant į variklio šilumines charakteristikas, siūlydami tikslesnę apsaugą nuo perkrovų, tačiau prieš srovę reikalaujantys atskiros trumpojo jungimo apsaugos.
Kodėl mano šiluminės perkrovos relė nuolat suveikia?
Dažniausios priežastys:
- Neteisingas srovės nustatymas: Relės nustatymas per žemas faktinei variklio srovei
- Aukšta aplinkos temperatūra: Įtakojančios nekompensuojamas reles
- Variklio problemos: Guolių problemos, nesutapimas arba faktinės perkrovos sąlygos
- Atsipalaidavusios jungtys: Sukelia įtampos kritimą ir srovės padidėjimą
- Fazių disbalansas: Netolygus srovės pasiskirstymas trifazėse sistemose
Kaip patikrinti šiluminės perkrovos relę?
Naudojant bandymo mygtuką: Paspauskite raudoną bandymo mygtuką, kad imituotumėte perkrovos būseną. Turėtų iššokti išjungimo indikatorius ir pasikeisti kontaktų būsena.
Naudojant multimetrą: Išjungus maitinimą, patikrinkite pagrindinių kontaktų (turėtų būti 0 omų) ir pagalbinių kontaktų (NO kontaktai turėtų rodyti nutrūkimą / OL, NC kontaktai turėtų rodyti laidumą) varžą.
Dabartinis įpurškimo bandymas: Tiksliam bandymui atlikti įpurškiama nurodyta srovė ir išmatuojamas išjungimo laikas pagal gamintojo nurodymus.
Ar turėčiau naudoti rankinį ar automatinį šiluminės perkrovos relės atstatymą?
Rankinis atstatymas (95% taikymų): Saugesnis variantas, kuriam reikalingas operatoriaus įsikišimas, kad būtų ištirtos perkrovos priežastys prieš pakartotinį paleidimą. Rekomenduojama daugumai pramoninių taikymų, kur saugumas yra svarbiausias.
Automatinis atstatymas: Tinka tik nuotolinėms, nepilotuojamoms sistemoms, tokioms kaip šulinių siurbliai, kur tikimasi laikinų perkrovų ir pageidaujamas automatinis paleidimas iš naujo po aušinimo.
Kaip sužinoti, ar suveikė mano šiluminės perkrovos relė?
Ieškokite kelionės indikatorius – mažas mygtukas arba vėliavėlė, kuri iššoka, kai suveikia relė. Be to, variklis nustos veikti, o jei prie pagalbinių kontaktų prijungtos kontrolinės lemputės arba signalizacijos, jos įsijungs, kad signalizuotų apie išjungimo būseną.
Kas sukelia šiluminės perkrovos relių gedimus?
- Kontakto pablogėjimas: nuo pakartotinių perjungimo operacijų
- Bimetalinės juostelės nuovargis: terminių tipų po daugelio ciklų
- Užterštumas: nuo dulkių, drėgmės ar korozinės aplinkos
- Mechaninis susidėvėjimas: judančių dalių laikui bėgant
- Netinkami nustatymai: dėl kurio per daug išsijungia arba apsauga neveikia
Ar galiu pats pakeisti šiluminės perkrovos relę?
Taip, bet užtikrinkite:
- Maitinimas visiškai atjungtas prieš pakeitimą
- Tikslios specifikacijos atitinka originalas (srovės diapazonas, įtampos nominalas, kontaktų konfigūracija)
- Tinkamas sukimo momentas taikomas jungtims
- Nustatymai tinkamai sureguliuoti pagal variklio vardinės plokštelės vertes
- Saugos procedūros yra laikomasi visą laiką
Ar šiluminės perkrovos relės fiziškai nutraukia variklio grandinę?
Nr. Šiluminės perkrovos relės naudoja pagalbinius kontaktus, kad valdytų kontaktorių, kuris faktiškai nutraukia variklio grandinę. Šildymo elementai perduoda variklio srovę jutimo tikslais, tačiau pati bimetalinė juostelė nenutraukia pagrindinės variklio srovės – ji tik valdo valdymo kontaktus, kurie signalizuoja kontaktoriui atidaryti.
Kuo skiriasi bimetalinės ir elektroninės šiluminės perkrovos relės?
Bimetalinės relės:
- Naudokite du skirtingus metalus, kurie kaitinami lenkiasi
- Ekonomiškesnis bendroms reikmėms
- Gali paveikti aplinkos temperatūra
- Paprastesnė konstrukcija su mažiau gedimo taškų
Elektroninės relės:
- Srovės stebėjimui naudokite elektronines grandines ir jutiklius
- Tikslesnis ir nepriklausomas nuo temperatūros
- Siūlo papildomas funkcijas, tokias kaip fazės gedimo apsauga
- Pateikite diagnostikos duomenis ir ryšio galimybes
Kiek laiko paprastai tarnauja šiluminės perkrovos relės?
Terminės relės: 10–15 metų tinkamai prižiūrint, nors kontaktų tarnavimo laikas priklauso nuo perjungimo dažnio ir srovės lygio.
Elektroninės relės: 15–20 metų, o dėl mažesnio šilumos išsiskyrimo ir tikslesnio veikimo ilgesnis kontaktinis tarnavimo laikas.
Veiksniai, darantys įtaką eksploatavimo trukmei, yra aplinkos sąlygos, priežiūros kokybė ir eksploatavimo dažnumas.
Ar šiluminės perkrovos relės gali apsaugoti nuo fazės gedimo?
Taip, Dauguma šiuolaikinių šiluminės perkrovos relių (tiek bimetalinių, tiek elektroninių) gali aptikti fazės gedimus ir nesubalansuotas sroves. Kai viena fazė prarandama, likusiomis fazėmis teka didesnė srovė, todėl relė suveikia ir apsaugo variklį nuo vienos fazės gedimo.
Kokią kelionės klasę turėčiau pasirinkti savo paraiškai?
- 5 klasė: Greito reagavimo taikymas, reikalaujantis greitos apsaugos (5 sekundės esant 7,2 karto didesnei vardinei srovei)
- 10 klasė: Standartiniai pramoniniai varikliai ir bendrosios paskirties (10 sekundžių)
- 20 klasė: Dažniausiai bendrosios paskirties varikliams (20 sekundžių)
- 30 klasė: Didelės inercijos apkrovos, pvz., dideli ventiliatoriai, smagračiai arba išcentrinė įranga (30 sekundžių)
Kaip nustatyti šiluminės perkrovos relės srovę?
- Raskite relės reguliavimo ratuką
- Nustatykite variklio vardinę plokštelę pagal FLA (pilnos apkrovos srovės stiprumą)
- Jei reikia, tiksliai sureguliuokite pagal faktines eksploatavimo sąlygas
- Veikimo bandymas naudojant bandymo mygtuką
- Dokumentuokite nustatymus ateičiai
Niekada nenustatykite žymiai didesnės vertės nei variklio FLA, nes tai sumažina apsaugos efektyvumą.
