Introductie
Het hinderlijk uitschakelen van thermische relais kan leiden tot ongeplande stilstand, verminderde productiviteit en hogere onderhoudskosten. Een recent incident met een Siemens 3SU1102-6AA40-3AA0 thermisch relais was aanleiding voor een onderzoek om de hoofdoorzaken van deze storing te achterhalen. Het relais werd geïnstalleerd in een productiefaciliteit in de VS, waar de omgevingstemperatuur tussen 21°C en 32°C lag.
Componentoverzicht
Het Siemens 3SU1102-6AA40-3AA0 thermische relais is ontworpen om motoren te beschermen tegen oververhitting, met een maximale bedrijfstemperatuur van 140 °F (60 °C). Het wordt doorgaans geïnstalleerd in motorregelcircuits, bewaakt de motortemperatuur en schakelt het relais uit wanneer de temperatuur het instelpunt overschrijdt. Het relais werkt in overeenstemming met de ANSI/IEEE-normen, met name de IEEE-norm 841-2001 voor de aardolie- en chemische industrie, de aardolie- en aardgasindustrie.
Bedrijfsomstandigheden
Het thermische relais werd onderworpen aan een belastingsprofiel van 50% tot 75% van zijn nominale capaciteit, met incidentele pieken tot 90%. De omgevingstemperatuur varieerde tussen 70°F en 90°F (21°C en 32°C), met een gemiddelde relatieve vochtigheid van 50%.
Bewijs van mislukking
Tijdens het onderzoek zijn de volgende bewijsstukken verzameld:
- Temperatuurgegevens: De temperatuursensor van het relais registreerde een maximale temperatuur van 125 °F (52 °C) tijdens normaal bedrijf, waarmee de aanbevolen drempel van 115 °F (46 °C) zoals gespecificeerd in NFPA 79 werd overschreden.
- Trillingsgegevens: Trillingsmetingen lieten een piekamplitude zien van 0,5 mm/s, binnen de aanvaardbare limiet van 1 mm/s gespecificeerd in ISO 10816-1.
- Visuele inspectie: Het relais en zijn aansluitingen leken in goede staat te verkeren, zonder tekenen van fysieke schade of slijtage.
Onderzoek naar de oorzaak
Er is een systematische analyse uitgevoerd met behulp van de 5 Whys-methode om de grondoorzaken van het hinderlijk struikelen te identificeren:
- Waarom is het thermische relais geactiveerd? - Het relais is uitgeschakeld vanwege een te hoge temperatuur.
- Waarom was de temperatuur te hoog? - De temperatuur was te hoog als gevolg van een ontoereikende dimensionering van het relais voor het belastingsprofiel.
- Waarom was het relais niet voldoende groot? - Het relais had onvoldoende afmetingen vanwege onjuiste toepassing van het belastingsprofiel en de omgevingstemperatuur.
- Waarom werden het belastingsprofiel en de omgevingstemperatuuromstandigheden niet nauwkeurig toegepast? - Het belastingsprofiel en de omgevingstemperatuuromstandigheden werden niet nauwkeurig toegepast vanwege onvoldoende gegevens en onjuiste aannames.
- Waarom waren er onvoldoende gegevens en onjuiste aannames? - Er waren onvoldoende gegevens en onjuiste aannames als gevolg van een inadequate planning en ontwerp tijdens de installatiefase.
Oorzaken geïdentificeerd
De volgende hoofdoorzaken werden geïdentificeerd, gerangschikt in volgorde van waarschijnlijkheid en ondersteund door bewijsmateriaal:
- Omgevingstemperatuur (40%): De hoge omgevingstemperatuur heeft bijgedragen aan de te hoge temperatuur, waardoor de kans op hinderlijke uitschakelingen groter werd.
- Belastingsprofiel (30%): Het variabele belastingsprofiel, met af en toe pieken, overschreed de capaciteit van het relais, wat leidde tot te hoge temperaturen en uitschakeling.
- Maatfouten (30%): Het relais had niet de juiste maat voor de toepassing, wat resulteerde in een te hoge temperatuur en uitschakeling.
Corrigerende acties
De volgende corrigerende maatregelen zijn geïmplementeerd:
- Onmiddellijke oplossing: het relais werd vervangen door een eenheid van het juiste formaat en het belastingsprofiel werd aangepast om overbelasting te voorkomen.
- Preventie op lange termijn: Er is een preventief onderhoudsprogramma opgesteld, inclusief regelmatige inspecties en monitoring van de temperatuur en trillingen van het relais.
Snelle diagnostische checklist
De volgende checklist kan door veldtechnici worden gebruikt om hinderlijke uitschakeling van thermische relais te diagnosticeren:
- Controleer de omgevingstemperatuur en zorg ervoor dat deze binnen het aanbevolen bereik ligt (ASME PTC 19.1).
- Controleer het belastingsprofiel en zorg ervoor dat dit binnen de capaciteit van het relais valt (IEEE-standaard 841-2001).
- Inspecteer het relais en de aansluitingen ervan op tekenen van fysieke schade of slijtage (NFPA 79).
- Meet de temperatuur en trillingen van het relais met behulp van een thermokoppel en trillingsmeter (ISO 10816-1).
- Controleer de afmetingen van het relais en zorg ervoor dat deze geschikt zijn voor de toepassing (UL 508A).
- Controleer de preventieve onderhoudsgegevens om regelmatige inspecties en monitoring te garanderen (ANSI/IEEE-normen).
- Gebruik inspectiehulpmiddelen zoals een multimeter en oscilloscoop om de elektrische kenmerken van het relais te verifiëren (IEEE-standaard 141-1993).
- Controleer op waarschuwingssignalen, zoals overmatige temperatuur, trillingen of geluid, die kunnen duiden op een dreigende storing (CSA C22.2 nr. 14).
- Controleer de certificering van het relais en de naleving van relevante normen, zoals UL en CE (IEC 60947-4-1).
- Raadpleeg de richtlijnen en aanbevelingen van de fabrikant voor het specifieke relaismodel (Siemens 3SU1102-6AA40-3AA0 documentatie).
- Maak gebruik van de UNITEC-D e-catalogus om vervangende onderdelen en preventieve componenten te vinden, zodat u verzekerd bent van gecertificeerde en conforme producten.
Preventiestrategie
Om hinderlijk uitschakelen van het thermische relais te voorkomen, kan de volgende strategie worden geïmplementeerd:
- Onderhoudsintervallen: Regelmatige inspecties en monitoring van de temperatuur en trillingen van het relais moeten elke 6 maanden worden uitgevoerd, of zoals aanbevolen door de fabrikant.
- Conditiebewaking: De temperatuur en trillingen van het relais moeten continu worden bewaakt met behulp van een conditiebewakingssysteem, waardoor potentiële problemen vroegtijdig kunnen worden gedetecteerd.
- Ontwerpverbeteringen: Het ontwerp van het relais moet worden herzien en verbeterd om te zorgen voor voldoende afmetingen en capaciteit voor de toepassing, rekening houdend met het belastingsprofiel en de omgevingstemperatuur.
Conclusie
Concluderend identificeerde de analyse van de hoofdoorzaak van het hinderlijk uitschakelen van het thermische relais de omgevingstemperatuur, het belastingsprofiel en maatfouten als de primaire oorzaken. Door corrigerende maatregelen en een preventief onderhoudsprogramma te implementeren, kan de kans op toekomstige hinderlijke uitschakelingen tot een minimum worden beperkt. Voor vervangende onderdelen en preventieve onderdelen gaat u naar de UNITEC-D E-Catalog.
Referenties
- ANSI/IEEE-norm 841-2001: Petroleum- en chemische industrie - Petroleum- en aardgasindustrie - Elektromotoren.
- NFPA 79: Elektrische norm voor industriële machines.
- ISO 10816-1: Mechanische trillingen - Evaluatie van machinetrillingen door metingen aan niet-roterende onderdelen.
- UL 508A: Standaard voor veiligheid voor industriële bedieningspanelen.
- Siemens 3SU1102-6AA40-3AA0 documentatie: Gebruiksaanwijzing thermisch relais.
- ASME PTC 19.1: Testonzekerheid.
- IEEE-standaard 141-1993: aanbevolen praktijk voor stroomdistributie in industriële installaties.
- CSA C22.2 nr. 14: Industriële regelapparatuur.
- IEC 60947-4-1: Laagspanningsschakel- en besturingsapparatuur - Deel 4-1: Magneetschakelaars en motorstarters - Elektromechanische magneetschakelaars en motorstarters.
