Дениc ГУСЬКОВ
Тенденции развития coвременнoгo прoизвoдcтва такoвы, чтo предприятия cтремятcя к автoматизации прoцеccoв управления теми или иными узлами oбoрудoвания. В cвязи c этим вcе бoльшую пoпулярнocть приoбретает иcпoльзoвание cиcтем, oбеcпечивающих cтабильную работу электродвигателей и их защиту.
Самым активным элементом таких cиcтем являютcя реле перегрузки, предназначенные для коммутирования электричеcких цепей. В основном эти устройства используются для защиты потребителей, чаще всего электродвигателей, от перегрузк
и, отказа фазы в электросети, слишком долгого запуска и заклинивания ротора. Следует отметить, что при включении электромоторы создают десятикратные перегрузки по току, а при отключении отдают в цепь высоковольтные всплески, что создает трудности при выборе модели реле перегрузки, пригодных к использованию в электросети.
Современные реле перегрузки представляют собой сложный механизм, обладающий множеством характеристик, определяющих возможность их применения в тех или иных электрических цепях. К таким характеристикам относят:
• ток цепи: переменный (AC-1-23) или постоянный (DC-1-23), где 1 или 2 – самые простые режимы для эксплуатации, при которых реле можно выбрать, исходя из его паспортных характеристик;
• вид нагрузки для сертификации основных контактов устройства (рабочее напряжение и сила тока);
• время срабатывания;
• климатические условия, необходимые для стабильной работы устройства: температура окружающей среды (при использовании устройства в условиях повышенных температур обычно вводят понижающий коэффициент верхнего значения установок);
• влажность воздуха;
• дополнительные функции:
автоматическое восстановление цепи после аварийного отключения;
возможность переключения режимов восстановления (ручной/автоматический).
Важен принцип
Различают механические (биметаллические) реле перегрузки и электронные. В основе работы биметаллических реле лежит принцип преобразования тепловых потоков в механическую работу, при совершении которой происходит замыкание или размыкание контактов и осуществляется коммутация электроцепи. Такое преобразование происходит за счет изгиба пластины или диска, выполненного из двух разнородных металлов, характеризующихся различными параметрами линейного расширения, в зависимости от температуры.
Поскольку нагрев двигателя определяется по его току, речь идет о защите от перегрузки, зависимой от тока. Перегрузка или выпадение фазы ведут к возрастанию тока двигателя выше установленного значения. Через нагревательные элементы этот ток постепенно нагревает биметалические пластины внутри реле, которые в результате деформации через механизм расцепления пр
иводят в действие вспомогательные блок-контакты. Последние, в свою очередь, через контактор размыкают цепь.
Зависимыми от тока защитными устройствами являются и электронные реле перегрузки. Ток, потребляемый двигателем, непрерывно измеряется встроенными в реле токовыми трансформаторами, а измеренные значения используются для создания тепловой модели электродвигателя и сравнения его со значениями токов, установленными на реле. К электронным реле перегрузки также можно отнести термисторные реле, которые в зависимости от показаний термисторов, установленных непосредственно на обмотке двигателя, осуществляют коммутацию цепей.
Что предлагает рынок?
Среди моделей реле перегрузки, представленных на нашем рынке, преобладающее большинство принадлежит зарубежным производителям: Moeller, Schneider Electric, Siemens, Mitsubishi Electric и др. От российских производителей на рынке представлена продукция ПО «Электротехник», ООО НПО «Технология» и др.
Ассортимент продукции чрезвычайно разнообразен: от простейших тепловых реле до полностью автономных электронных систем управления питания электродвигателей с поддержкой многоуровневой защиты от перегрузки. Следует отметить, что по техническим характеристикам устройства, представленные российскими производителями, практически не отличаются от зарубежных аналогов. Однако в основном это биметаллические реле перегрузки или термисторные переключатели.
Например, тепловые реле перегрузки (РТЭ), производимые ООО НПО «Технология», работают в диапазоне регулировки по току 0,63 – 93 А с рабочим напряжением до 660 В, в широком температурном интервале (от –40º до +70°С), класс расцепления РТЭ – 10, степень защиты – IP 20. Похожие характеристики у серии реле перегрузки РТ1, производимых ПО «Электротехник», а у зависимых от тока реле серии РТТ12 – даже больший диапазон по току (до 630 А).
Рассмотрим устройства, предлагаемые ПО «Электротехник», чуть более подробно. Так, реле температурные (тепловые) с самовозвратом серии РТ-1 предназначены для эксплуатации в качестве встроенных элементов внутри тепловых, комбинированных пожарных и других извещателей, а также для поддержания температуры и температурной защиты в электротехнических изделиях.
Токовые серии РТТ12 предназначены для защиты трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором от перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при обрыве одной из фаз. Устройство применяется в схемах управления электроприводами в цепях переменного тока напряжением до 660 В, частотой 50 и 60 Гц и в цепях постоянного тока напряжением до 440 В. Предусмотрена функция автоматического или ручного самовозврата.
Импортный вариант
У концерна Moeller ассортимент выпускаемой продукции шире. Впрочем, хотя импортные реле перегрузки предназначены для тех же целей, что и варианты, производимые российскими компаниями, по заявленным характеристикам они отличаются не очень значительно.
Например, реле перегрузки серии Z защищают двигатель от однофазного режима и перегрузки. Дополнительный
контакт способен обесточивать катушку контактора и сигнализировать об ошибке. Устройство используется для защиты взрывозащищенных двигателей, может устанавливаться на контакторы DIL M до 250 А или отдельно.
Мини-реле DILER предназначены для коммутации нагрузки до 6 А. Как ясно уже из названия, у них компактные размеры. Устройства могут использоваться в разных климатических условиях и имеют широкий температурный режим работы (от –25ºС до +50°С). Реле предназначены для пуска и остановки электродвигателей мощностью до 4 кВт или коммутации нагрузки до 16 А, имеют один нормально открытый или нормально закрытый интегрированный дополнительный контакт. Есть версия четырехполюсного мини-контактора DILEM.
Реле DIL A имеют версии: 4 нормально открытых контакта, 3 нормально открытых контакта,1 нормально закрытый контакт, 2 нормально открытых контакта и 2 нормально закрытых контакта. С помощью блоков фронтальных контактов DILA-XH количество дополнительных контактов можно увеличить до 8.
Полная автономия
Примером полностью автономных механизмов может служить система ZEV. Сам производитель Moeller характеризует ее как революционную. Электронное реле перегрузки ZEV предназначено для защиты различных электродвигателей, в т.ч. с тяжелыми условиями пуска
(время разгона – до 40 сек.).
Устройство может работать в сетях с постоянным и переменным (50 – 60 Гц) током с напряжением 24 – 240 В. При подключении к нему внешние трансформаторы утечки позволяют легко обнаруживать замыкания на землю. ZEV может быть запрограммирован на любой класс отключения (5 – 40), в соответствии с которым будет определяться время коммутирования электрических цепей (время отключения от 2,5 до 90,5 сек ±20%) и время восстановления после отключения по перегрузке (5-12 минут). Устройство сработает от сигнала термистора, расположенного на обмотке двигателя.
В настоящее время доступно большое количество разнообразных реле защиты потребителей тока от перегрузки. При выборе того или иного устройства, помимо учета заявленных характеристик, нужно руководствоваться целесообразностью его применения в каждом конкретном случае.
