Phasenkontrollrelais: Funktionsprinzip, Typen, Markierungen + Einstellung und Anschluss

Das Ergebnis der technischen Situation, wenn die Statorwicklungen des Motors mehr Strom verbrauchen als die eingestellten Parameterwerte, ist überschüssige Wärme. Dieser Faktor führt zu einer Verschlechterung der Qualität der Motorisolierung. Die Ausrüstung fällt aus.

Die Ansprechzeit von thermischen Überlastrelais reicht in der Regel nicht aus, um einen wirksamen Schutz vor übermäßiger Hitze durch hohen Strom zu bieten. In solchen Fällen wird nur das Phasenanschnittrelais als wirksame Schutzeinrichtung angesehen.

Allgemeine Informationen zum Gerät

Die Funktionalität solcher Elektrogeräte geht weit über den bloßen Schutz vor Überhitzung und Kurzschluss hinaus.

In der Praxis haben sich die wirksamen Eigenschaften überlasteter Phasenwahlrelais herausgestellt, die letztendlich einen umfassenden Schutz bieten.

Eine der vielen Möglichkeiten für konstruktive Lösungen bei der Herstellung von Phasenrelais. Trotz der Vielfalt an Gehäusen und Schaltungsanordnungen ist die Funktionalität der Geräte jedoch dieselbe

Dank Phasenverfolgungsgeräten werden folgende Vorteile erzielt:

• Erhöhung der Motorlebensdauer;
• Reduzierung kostspieliger Reparaturen oder Motoraustausch;
• Reduzierung der Ausfallzeiten aufgrund von Motordefekten;
• Verringerung des Risikos eines Stromschlags.

Darüber hinaus bietet das Gerät einen zuverlässigen Schutz vor Brand und Kurzschluss der Motorwicklungen.

Typischer Aufbau von Schutzrelais

Es gibt zwei Haupttypen von Schutzgeräten, die für den Einsatz in Dreiphasensystemen konzipiert sind: Stromerfassungsrelais und Spannungserfassungsrelais.

Vorteile der Verwendung von Geräten

Die vorteilhafte Seite aktueller Schutzrelais in Bezug auf Spannungssteuerrelais offensichtlich. Dieser Gerätetyp arbeitet unabhängig vom Einfluss der EMF (elektromotorische Kraft), die bei Überlastung des Motors unweigerlich mit einem Phasenausfall einhergeht.

Darüber hinaus sind Geräte, die nach dem Prinzip der Strommessung arbeiten, in der Lage, abnormales Motorverhalten zu erkennen. Die Überwachung ist entweder auf der Leitungsseite des Abzweigstromkreises oder auf der Lastseite, wo das Relais installiert ist, möglich.

So sieht eines der Spannungsregelrelais-Modelle aus. Solche Geräte können nicht nur für den industriellen Bedarf, sondern auch für Privathaushalte eingesetzt werden

Prozessüberwachungsgeräte, die auf dem Prinzip der Spannungsmessung basieren, beschränken sich darauf, anormale Betriebszustände nur auf der Seite der Leitung zu erkennen, an der das Gerät angeschlossen ist.

Spannungsempfindliche Geräte haben jedoch auch einen wichtigen Vorteil. Es liegt in der Fähigkeit solcher Geräte, einen abnormalen Zustand zu erkennen, der nicht vom Zustand des Motors abhängt.

Beispielsweise erkennt ein Relaistyp, der empfindlich auf Stromänderungen reagiert, abnormale Phasenzustände nur direkt während des Motorbetriebs. Unmittelbar vor dem Starten des Motors bietet das Spannungsmessgerät jedoch Schutz.

Zu den Vorteilen von Spannungsmessgeräten zählen außerdem die einfache Installation und der günstigere Preis.

Diese Art von Schutzgeräten:

• erfordert keine zusätzlichen Stromwandler;
• gilt unabhängig von der Systemlast.

Und damit es funktioniert, müssen Sie nur die Spannung anschließen.

Phasenausfallerkennung

Ein Phasenausfall ist aufgrund des Ausfalls einer Sicherung in einem Teil des Stromverteilungssystems durchaus möglich. Auch ein mechanischer Ausfall von Schaltgeräten oder ein Bruch in einer der Stromleitungen führt zu einem Phasenausfall.

Motorschutz über ein Steuerrelais organisiert. Mit dieser Methode können Sie Motoren effizienter betreiben, ohne einen schnellen Ausfall befürchten zu müssen.

Ein auf einer Phase laufender Drehstrommotor bezieht den benötigten Strom aus den verbleibenden beiden Leitungen. Ein Versuch, ihn im Einphasenmodus zu starten, führt zum Blockieren des Rotors und der Motor startet nicht.

Die Reaktionszeit pro thermischer Überlasteinheit ist möglicherweise zu lang, um einen wirksamen Schutz vor übermäßiger Hitze zu bieten. Wenn der Schutz dagegen nicht eingestellt ist Thermorelais, wenn ein Fehler aufgrund einer Überhitzung der Motorwicklungen auftritt.

Der Schutz eines Dreiphasenmotors vor einem Phasenausfallfaktor ist schwierig, da ein unterlasteter Dreiphasenmotor, der an einer von drei Phasen betrieben wird, eine Spannung erzeugt, die regeneriert (Gegen-EMK) genannt wird.

Sie entsteht innerhalb der defekten Wicklung und entspricht nahezu dem Wert der verlorenen Eingangsspannung. Daher bieten Spannungsmessrelais, die in solchen Situationen nur die Größe überwachen, keinen vollständigen Schutz vor Phasenausfall.

Anschlussplan eines Phasen- und Spannungsüberwachungsgeräts an den Steuerstromkreis eines Drehstrommotors. Dies ist eine klassische Schaltungsvariante, die überall in der Praxis eingesetzt wird.

Ein höherer Schutzgrad kann durch den Einsatz eines Geräts erreicht werden, das die Phasenwinkelverschiebung erkennen kann, die typischerweise mit einem Phasenausfall einhergeht. Unter normalen Bedingungen ist die dreiphasige Spannung um 120 Grad phasengleich zueinander. Ein Fehler führt zu einer Winkelverschiebung von den normalen 120 Grad.

Erkennung von Phasenumkehr

Eine Phasenumkehr kann auftreten:

1. Die Motorausrüstung wird gewartet.
2. Am Stromverteilungssystem wurden Änderungen vorgenommen.
3. Bei Netzwiederkehr ist die Phasenfolge eine andere als vor dem Stromausfall.

Die Phasenumkehrerkennung ist wichtig, wenn ein rückwärts laufender Motor den angetriebenen Mechanismus beschädigen oder, schlimmer noch, dem Bedienpersonal körperliche Schäden zufügen könnte.

Der Einsatz von Schutzrelais gewährleistet unter anderem die Sicherheit des Arbeitspersonals: 1 – unterbrochene Phase; 2 – Stufenspannung

Die Vorschriften für den Betrieb elektrischer Netze erfordern die Verwendung eines Schutzes gegen mögliche Phasenumkehr an allen Geräten, einschließlich Fahrzeugen zur Personenbeförderung (Rolltreppen, Aufzüge usw.).

Erkennung von Spannungsungleichgewichten

Ein Ungleichgewicht tritt normalerweise auf, wenn die vom Versorgungsunternehmen gelieferten eingehenden Netzspannungen unterschiedlich hoch sind. Ein Ungleichgewicht kann auftreten, wenn einphasige Lasten wie Beleuchtung, Steckdosen, einphasige Motoren und andere Geräte an getrennten Phasen angeschlossen und nicht ausgeglichen verteilt sind.

In jedem dieser Fälle entsteht im System ein Stromungleichgewicht, das die Effizienz verringert und die Lebensdauer des Motors verkürzt.

Eine unausgeglichene oder unzureichende Spannung, die an einen Dreiphasenmotor angelegt wird, führt zu einem Stromungleichgewicht in den Statorwicklungen, das einem Vielfachen des Phasen-zu-Phase-Spannungsungleichgewichts entspricht. Dieser Moment wiederum geht mit einer zunehmenden Erwärmung einher, die der Hauptgrund für die schnelle Zerstörung der Motorisolierung ist.

Eine durchgebrannte Statorwicklung eines Motors kommt sozusagen häufig vor, wenn keine Relaissteuerung in den Steuerkreis eingeführt wurde

Aufgrund aller beschriebenen technischen und technologischen Faktoren wird die Bedeutung des Einsatzes dieses Relaistyps nicht nur für den Betrieb von Elektromotoren, sondern auch für Generatoren, Transformatoren und andere elektrische Geräte deutlich.

Wie schließe ich das Steuergerät an?

Die Ausführungen von Relais zur Phasenüberwachung verfügen trotz der breiten Produktpalette über ein einheitliches Gehäuse.

Strukturelemente des Produkts

Klemmenblöcke zum Anschluss elektrischer Leiter befinden sich üblicherweise im vorderen Teil des Gehäuses, was für Installationsarbeiten praktisch ist.

Das Gerät selbst ist für die Montage auf einer DIN-Schiene oder einfach auf einer ebenen Fläche vorgesehen. Bei der Klemmenblockschnittstelle handelt es sich in der Regel um eine zuverlässige Standardklemme zur Befestigung von Kupferleitern (Aluminium) mit einem Querschnitt von bis zu 2,5 mm².

Auf der Vorderseite des Geräts befinden sich ein Drehknopf/Bedienelemente sowie eine Lichtkontrollanzeige. Letzteres zeigt das Vorhandensein/Fehlen der Versorgungsspannung sowie den Zustand des Aktors an.

Zu den Potentiometer-Einstellelementen können eine Alarmanzeige, eine Anzeige für angeschlossene Last, ein Potentiometer zur Modusauswahl, eine Einstellung des Asymmetriepegels, ein Spannungsabfallregler und ein Potentiometer zur Einstellung der Zeitverzögerung gehören

Der dreiphasige Spannungsanschluss erfolgt an den Bedienklemmen des Gerätes, gekennzeichnet durch die entsprechenden technischen Symbole (L1, L2, L3). Der Einbau eines Neutralleiters ist bei solchen Geräten in der Regel nicht vorgesehen, dieser Punkt wird jedoch konkret durch die Bauart des Relais – den Modelltyp – bestimmt.

Zur Anbindung an die Steuerkreise wird eine zweite Schnittstellengruppe verwendet, die in der Regel aus mindestens 6 Bedienterminals besteht. Ein Paar der Relaiskontaktgruppe schaltet den Spulenkreis des Magnetstarters und über das zweite den Steuerkreis der elektrischen Ausrüstung.

Alles ist ganz einfach. Allerdings kann jedes einzelne Relaismodell über eigene Anschlussmerkmale verfügen. Deshalb sollten Sie sich beim praktischen Einsatz des Gerätes stets an der beiliegenden Dokumentation orientieren.

Schritte zum Einrichten des Geräts

Auch hier kann das Produktdesign je nach Design mit unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen und Anpassungsmöglichkeiten ausgestattet werden. Es gibt einfache Modelle, die darauf ausgelegt sind, ein oder zwei Potentiometer an das Bedienfeld anzuschließen. Und es gibt Geräte mit erweiterten Anpassungselementen.

Einstellelemente mit Mikroschaltern: 1 – Mikroschalterblock; 2, 3, 4 – Optionen zur Einstellung der Betriebsspannungen; 5, 6, 7, 8 – Optionen zur Einstellung der Asymmetrie-/Symmetriefunktionen

Unter solchen fortschrittlichen Abstimmelementen findet man häufig Blockmikroschalter, die sich direkt auf der Leiterplatte unter dem Gerätekörper oder in einer speziellen Öffnungsnische befinden.Durch die Installation jedes einzelnen davon in der einen oder anderen Position wird die erforderliche Konfiguration erstellt.

Bei der Einstellung kommt es in der Regel darauf an, die Nennschutzwerte durch Drehen von Potentiometern oder Anbringen von Mikroschaltern einzustellen. Um beispielsweise den Zustand von Kontakten zu überwachen, wird die Spannungsdifferenzempfindlichkeit (ΔU) normalerweise auf 0,5 V eingestellt.

Wenn es erforderlich ist, die Lastversorgungsleitungen zu steuern, wird der Spannungsdifferenz-Empfindlichkeitsregler (ΔU) auf eine Grenzposition eingestellt, bei der der Übergangspunkt vom Betriebssignal zum Notsignal mit einer kleinen Toleranz gegenüber dem Nennwert markiert wird.

In der Regel sind alle Nuancen der Geräteeinrichtung in der Begleitdokumentation klar beschrieben.

Kennzeichnung von Phasensteuergeräten

Klassische Geräte sind einfach gekennzeichnet. Auf der Vorder- oder Seitenwand des Gehäuses wird eine symbolisch-numerische Folge angebracht oder die Bezeichnung im Reisepass vermerkt.

Beschriftungsmöglichkeit für eines der beliebten im Inland produzierten Geräte. Die Bezeichnung befindet sich auf der Frontplatte, es gibt aber auch seitlich angebrachte Varianten

So ist ein in Russland hergestelltes Gerät zum Anschluss ohne Neutralleiter gekennzeichnet:

EL-13M-15 AC400V

Dabei ist: EL-13M-15 der Name der Serie, AC400V die zulässige Wechselspannung.

Muster importierter Produkte weisen leicht unterschiedliche Markierungen auf.

Das Relais der PAHA-Serie ist beispielsweise mit der folgenden Abkürzung gekennzeichnet:

PAHA B400 A A 3 C

Die Dekodierung sieht etwa so aus:

1. PAHA ist der Name der Serie.
2. B400 – Standardspannung 400 V oder Anschluss über einen Transformator.
3. A – Einstellung über Potentiometer und Mikroschalter.
4. A (E) – Gehäusetyp zur Montage auf einer DIN-Schiene oder in einem speziellen Steckverbinder.
5. 3 – Gehäusegröße 35 mm.
6. C – Ende der Codemarkierung.

Bei einigen Modellen kann vor Punkt 2 noch ein weiterer Wert hinzugefügt werden. Zum Beispiel „400-1“ oder „400-2“, und die Reihenfolge des Rests ändert sich nicht.

So werden Phasenanschnittgeräte gekennzeichnet, die mit einer zusätzlichen Stromschnittstelle für eine externe Quelle ausgestattet sind. Im ersten Fall beträgt die Versorgungsspannung 10-100 V, im zweiten 100-1000 V.

Machen Sie sich mit der Funktionsweise, den Konstruktionsmerkmalen und dem Zweck des Lastschalters vertraut nächster Artikel, dessen Lektüre wir wärmstens empfehlen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das Video ist der Beschreibung und Bewertung eines einzelnen Produkts der Firma EKF gewidmet. Allerdings funktionieren fast alle hergestellten Phasenanschnittgeräte nach dem gleichen Prinzip:

Bei der Vielzahl an Geräten auf dem Markt ist es schwierig, einen Kennzeichnungsstandard festzulegen. Wenn ausländische Hersteller nach einem Kanon kennzeichnen, dann inländische - nach einem anderen. Dennoch ist es jederzeit möglich, auf Referenzdaten zurückzugreifen, wenn eine genaue Dekodierung der Merkmale erforderlich ist.

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