Fasecontrolerelais: werkingsprincipe, soorten, markering + hoe af te stellen en aan te sluiten

Het resultaat van een technische situatie waarbij de statorwikkelingen van de motor meer stroom verbruiken dan de ingestelde parametrische waarden, is overmatige warmte. Deze factor veroorzaakt een vermindering van de kwaliteit van de motorisolatie. De apparatuur raakt defect.

De reactietijd van thermische overbelastingsrelais is meestal onvoldoende om effectieve bescherming te bieden tegen overmatige warmte die wordt gegenereerd door hoge stroom. In dergelijke gevallen lijkt alleen het fasecontrole relais een effectief beveiligingsapparaat.

Algemene informatie over het apparaat

De functionaliteit van elektrische apparaten van dit type is aanzienlijk breder dan alleen bescherming tegen oververhitting en kortsluiting.

In de praktijk zijn de effectieve eigenschappen van het relais voor het selecteren van overbelaste fasen opgemerkt, die uiteindelijk een uitgebreide bescherming bieden.

Een van de vele ontwerpoplossingen bij de productie van fasereleais. Echter, ondanks de diversiteit aan behuizingen en schakelconfiguraties, is de functionaliteit van de apparaten uniform.

Dankzij de apparaten voor het bewaken van de fasetoestand worden de volgende voordelen bereikt:

• verlenging van de levensduur van de motor;
• vermindering van dure reparaties of vervanging van de motor;
• vermindering van stilstandtijd als gevolg van motorfouten;
• vermindering van risico's op elektrische schokken.

Bovendien biedt het apparaat betrouwbare bescherming tegen brand en tegen kortsluiting van de motorwikkelingen.

Typische uitvoering van beveiligingsrelais

Er bestaan twee hoofdtypen beveiligingsapparaten die bedoeld zijn voor gebruik in driefasensystemen: stroommeetrelais en spanningsmeetrelais.

Voordelen van het gebruik van apparaten

Het voordeel van stroombeveiligingsrelais ten opzichte van spanningsbewakingsrelais is duidelijk. Dit type apparaten functioneert onafhankelijk van de invloed van EMK (elektromotorische kracht), die onvermijdelijk gepaard gaat met fasefouten bij overbelasting van de motor.

Bovendien kunnen apparaten die werken volgens het principe van stroommeting abnormaal motorgedrag detecteren. Controle is mogelijk aan de lijnzijde in de aftakking of aan de belastingszijde waar het relais is geïnstalleerd.

Zo ziet een van de modellen van het spanningsbewakingsrelais eruit. Dergelijke apparaten kunnen niet alleen worden gebruikt voor productiedoeleinden, maar ook voor particuliere huishoudens.

Apparaten die het proces controleren volgens het principe van spanningsmeting, beperken zich tot het detecteren van abnormale bedrijfsomstandigheden alleen aan de lijnzijde waar het apparaat is aangesloten.

Niettemin hebben spanningsgevoelige apparaten ook een belangrijk voordeel. Het bestaat uit het vermogen van dit type apparaten om een abnormale toestand te detecteren, onafhankelijk van de toestand van de motor.

Bijvoorbeeld een relais dat gevoelig is voor stroomveranderingen detecteert alleen abnormale fasetoestanden tijdens het daadwerkelijke motorproces. Het spanningsmeetapparaat biedt daarentegen bescherming vlak voor het starten van de motor.

Ook onder de voordelen van spanningsmeetapparaten vallen eenvoudige installatie en lagere prijs.

Dit type beveiligingsapparaten:

• heeft geen extra stroomtransformatoren nodig;
• wordt toegepast ongeacht de systeembelasting.

En voor de werking ervan hoeft u alleen maar de spanning aan te sluiten.

Detectie van fasefout

Een fase-uitval is heel goed mogelijk door het defect raken van een zekering in een van de delen van het elektriciteitsdistributiesysteem. Mechanische storing van schakelapparatuur of een breuk in een van de hoogspanningslijnen veroorzaken ook een fase-uitval.

Bescherming van de elektromotor via een bewakingsrelais. Deze methode maakt een efficiëntere werking van de motoren mogelijk, zonder angst voor snelle uitval.

Een driefasige motor die op één fase werkt, haalt de benodigde stroom uit de overige twee lijnen. Een poging om hem in eenfasige modus te starten leidt tot blokkering van de rotor en de motor start niet.

De reactietijd per eenheid thermische overbelasting kan te lang zijn om effectieve bescherming tegen overmatige verhitting te bieden. Als er geen thermisch relais is geïnstalleerd om hiertegen te beschermen, dan wanneer een storing optreedt door oververhitting die in de motorwikkelingen is ontstaan.

Bescherming van een driefasige motor tegen fase-uitval wordt bemoeilijkt doordat een onderbelaste driefasige motor die op één van de drie fasen werkt, een spanning genereert die geregenereerd (tegen-EMK) wordt genoemd.

Het wordt gevormd in de onderbroken wikkeling en is vrijwel gelijk aan de waarde van de verloren toegevoerde spanning. Daarom bieden spanningsmeetrelais die alleen de grootte ervan bewaken in dergelijke situaties geen volledige bescherming tegen fase-uitval.

Aansluitschema van het fase- en spanningsbewakingsapparaat in de stuurketen van een driefasige motor. Dit is een klassiek schema dat overal in de praktijk wordt toegepast.

Een hogere mate van bescherming kan worden verkregen met een apparaat dat beschikt over detectie van fasehoekverschuiving, die doorgaans gepaard gaat met een fasefout. Onder normale omstandigheden bedraagt de driefasespanning 120 graden in fase ten opzichte van elkaar. Een storing leidt tot een verschuiving van de hoek ten opzichte van de normale waarden van 120 graden.

Opsporing van fasereversie

Fasereversie kan optreden:

1.  Er wordt onderhoud uitgevoerd aan motorapparatuur.
2. Er zijn wijzigingen aangebracht in het elektriciteitsdistributiesysteem.
3. Wanneer het herstellen van de stroomvoorziening leidt tot een andere fasesequentie dan voor de stroomonderbreking.

Detectie van fasereversie is belangrijk als een motor die in de tegenovergestelde richting draait, de aangedreven machine kan beschadigen of, nog erger, lichamelijk letsel kan toebrengen aan het onderhoudspersoneel.

Bovendien is het gebruik van beveiligingsrelais het waarborgen van de veiligheid van het werkend personeel: 1 – onderbroken fase; 2 – stapspanning

De gebruiksregels voor elektriciteitsnetwerken vereisen het toepassen van beveiliging tegen mogelijke fasereversie op alle apparatuur, inclusief transportmiddelen voor personenvervoer (roltrappen, liften, enz.).

Detectie van spanningsonbalans

Onbalans treedt meestal op als de ingaande lijnspanningen van het elektriciteitsbedrijf verschillende niveaus hebben. Onbalans kan optreden wanneer eenfasige belastingen van verlichting, stopcontacten, eenfasige motoren en andere apparatuur op afzonderlijke fasen worden aangesloten en niet gebalanceerd worden verdeeld.

In elk van dergelijke gevallen ontstaat er een stroomonbalans in het systeem, die de efficiëntie vermindert en de levensduur van de motor verkort.

Een ongebalanceerde of onvoldoende spanning die wordt toegepast op een driefasige motor leidt tot een stroomonbalans in de statorwikkelingen die gelijk is aan een veelvoud van de onbalans van de fasespanningen. Dit gaat op zijn beurt gepaard met een verhoogde verhitting, wat de belangrijkste oorzaak is van snelle beschadiging van de motorisolatie.

Verbrande statorwikkeling van de motor is, om zo te zeggen, een veelvoorkomend verschijnsel waar geen implementatie van relaiscontrole in de stuurketen was voorzien.

Op basis van alle beschreven technische en technologische factoren wordt het belang duidelijk van het toepassen van dit type relais, niet alleen voor elektromotoren maar ook voor generatoren, transformatoren en andere elektrische apparatuur.

Hoe sluit u het controleapparaat aan?

De constructies van relais die fasecontrole uitvoeren, hebben, ondanks het uitgebreide assortiment producten, een gestandaardiseerde behuizing.

Constructieve elementen van het product

Klemmenstroken voor het aansluiten van elektrische geleiders zijn doorgaans aan de voorkant van de behuizing geplaatst, wat handig is voor montagewerkzaamheden.

Het apparaat zelf is gemaakt voor montage op een DIN-rail of eenvoudig op een vlak oppervlak. De interface van de klemmenstrook is meestal een standaard betrouwbare klem, bedoeld voor het bevestigen van koperen (aluminium) aders met een doorsnede tot 2,5 mm².

Het voorpaneel van het apparaat bevat een of meerdere instelregelaars en een controlelampje. Dit lampje geeft de aan- of afwezigheid van de voedingsspanning aan, evenals de status van het actuatormechanisme.

Tot de instel elementen van de potentiometer kunnen behoren: een alarmindicator, een indicator van de aangesloten belasting, een moduskeuzepotentiometer, een asymmetrieniveau-regeling, een spanningsvalregelaar en een tijdvertragingspotentiometer.

Het aansluiten van driefasige spanning gebeurt op de werkklemmen van het apparaat, aangeduid met de bijbehorende technische symbolen (L1, L2, L3). Het aansluiten van de nulleider is bij dergelijke apparaten meestal niet voorzien, maar dit wordt specifiek bepaald door de uitvoering van het relais – het modeltype.

Voor aansluiting op stuurcircuits wordt een tweede interfacegroep gebruikt, die gewoonlijk uit ten minste 6 werkklemmen bestaat. Met één paar van de contactgroep van het relais wordt de spoel van de magneetschakelaar geschakeld, en via het tweede paar wordt het stuurcircuit van de elektrische apparatuur geschakeld.

Het is allemaal vrij eenvoudig. Echter, elk individueel model relais kan zijn eigen aansluitkenmerken hebben. Daarom moet u bij het in de praktijk toepassen van het apparaat altijd de bijbehorende documentatie raadplegen.

Stappen voor het instellen van het apparaat

Opnieuw, afhankelijk van de uitvoering kan de constructie van het product zijn uitgerust met verschillende schakelvarianten voor instelling en regeling. Er zijn eenvoudige modellen die constructief een of twee potentiometers naar het bedieningspaneel brengen. En er zijn apparaten met uitgebreide instelelementen.

Instel elementen met microschakelaars: 1 – blok microschakelaars; 2, 3, 4 – opties voor het instellen van bedrijfsspanningen; 5, 6, 7, 8 – opties voor het instellen van asymmetrie/symmetrie functies

Onder dergelijke uitgebreide instelelementen komen vaak blokvormige microschakelaars voor, die zich direct op de printplaat onder de behuizing van het apparaat bevinden of in een speciale te openen uitsparing. Door elke schakelaar in een bepaalde stand te zetten, wordt de gewenste configuratie gecreëerd.

De instelling komt er meestal op neer om door het draaien van potentiometers of het plaatsen van microschakelaars de nominale beveiligingswaarden in te stellen. Voor het controleren van de contactstatus wordt het gevoeligheidsniveau voor het spanningsverschil (ΔU) bijvoorbeeld meestal op 0,5 V ingesteld.

Als u de voedingslijnen van de belasting moet bewaken, stelt u de gevoeligheidsregelaar voor het spanningsverschil (ΔU) in op een grenspositie waarbij het overgangspunt van het werksignaal naar het alarmsignaal wordt waargenomen, met een kleine tolerantie richting de nominale waarde.

In de regel beschrijft de bijbehorende documentatie alle fijnheden van de apparaatinstellingen op een duidelijke wijze.

Markering van het fasecontroleapparaat

Apparaten in klassieke uitvoering worden eenvoudig gemarkeerd. Op de voor- of zijpaneel van de behuizing wordt een alfanumerieke reeks aangebracht, of de aanduiding wordt in het paspoort vermeld.

Een markeringvariant van een van de populaire apparaten van binnenlandse productie. De aanduiding is op het frontpaneel geplaatst, maar er zijn ook varianten met plaatsing op de zijkanten.

Zo wordt een apparaat van Russische productie voor aansluiting zonder nuldraad gemarkeerd:

EL-13M-15 AC400V

waarbij: EL-13M-15 – de serienaam, AC400V – de toelaatbare wisselspanning.

Voorbeelden van geïmporteerde producten hebben een enigszins andere markering.

Bijvoorbeeld, het relais van de serie «PAHA» is gemarkeerd met de volgende afkorting:

PAHA B400 A A 3 C

De verklaring is ongeveer als volgt:

1. PAHA – de serienaam.
2. B400 – standaardspanning 400 V of aangesloten via een transformator.
3. A – regeling met potentiometers en microschakelaars.
4. A (E) – type behuizing voor montage op DIN-rail of in een speciale connector.
5. 3 – afmeting van de behuizing in 35 mm.
6. C – einde van de codemarkering.

Bij sommige modellen kan vóór punt 2 nog een waarde worden toegevoegd. Bijvoorbeeld «400-1» of «400-2», maar de volgorde van de overige cijfers blijft ongewijzigd.

Zo worden fasecontroleapparaten gemarkeerd die zijn uitgerust met een extra voedingsinterface voor een externe bron. In het eerste geval is de voedingsspanning 10-100 V, in het tweede geval 100-1000 V.

Het werkingsprincipe, de constructiekenmerken en de functie van de lastschakelaar worden uitgelegd in het volgende artikel, dat we u ten zeerste aanraden te lezen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De videoclip is gewijd aan de beschrijving en het overzicht van een enkel product van het bedrijf EKF. Echter, volgens hetzelfde principe werken vrijwel alle geproduceerde fasecontroleapparaten:

Ondanks de grote verscheidenheid aan apparaten op de markt is het moeilijk om een of andere markeringsstandaard te bepalen. Als buitenlandse fabrikanten volgens bepaalde normen markeren, dan doen binnenlandse dat volgens andere. Desondanks is er altijd de mogelijkheid om referentiegegevens te raadplegen als een nauwkeurige interpretatie van de specificaties vereist is.

Wilt u uw eigen ervaring delen met het kiezen en installeren van een spanningsrelais dat bestemd is voor fasecontrole? Beschikt u over nuttige informatie die van pas kan komen voor de bezoekers van de site? Schrijf dan alstublieft een reactie in het onderstaande blok, publiceer foto's over het onderwerp en stel vragen.