Аналіз причин небажаного відключення термічного реле: температура середовища, навантаження та помилки розміру

Вступ: Симптом відключення, який викликає дослідження

Небажане відключення термічного реле у системі електроприводу виробництва є загальною проблемою, яка викликає зупинку виробництва та витрати часу на діагностику. У випадку виробництва в Україні, де відсутність регулювання температури в приміщенні та нерівномірні навантаження на електродвигуни є поширеними, виникає високий ризик невірного відключення термічного реле, навіть при відповідному виборі компонентів.

Огляд компоненту: функція, розташування, умови роботи

Термічне реле Schneider Electric A9D52610 використовується для захисту електродвигунів від перенавантаження. Воно встановлюється в електропланшеті або в корпусі двигуна. Компонент відчуває температуру обмоток двигуна через термічні датчики, які встановлені в корпусі. Робочі умови включають температуру середовища від 0 до +40 °C, номінальне навантаження до 100% номінального струму, а також частоту 50 Гц.

Докази вади: що бачить технік

Під час дослідження виявлено, що термічне реле відключається при навантаженні на двигун, що перевищує 110% номінального. Температура в приміщенні досягає 45 °C під час роботи. Вимірювання вібрації показали значення до 7,2 mm/s, що перевищує допустимі 5,5 mm/s згідно з ISO 10816-3:2009. На відповідних схемах відсутні підключення додаткових термодатчиків, що може впливати на точність вимірювань.

Дослідження кореневої причини: систематичний аналіз

Для визначення кореневої причини використано метод 5 «чому» та діаграму Ішікави. Перший «чому» — відключення термічного реле. Другий — високе навантаження. Третій — висока температура середовища. Четвертий — недостатній розмір термічного реле. П’ятий — неправильна установка або відсутність термодатчиків.

Визначення кореневих причин: рейтинг з ймовірністю та підтримуючими доказами

1. Висока температура середовища (ймовірність: 45%)
Температура в приміщенні вища, ніж рекомендована (45 °C замість 40 °C). Це призводить до зниження ефективності термічного реле, що може викликати небажане відключення.

2. Неправильний розмір термічного реле (ймовірність: 35%)
Реле вибране за номінальним струмом, але не враховано навантаження при максимальному робочому режимі. Це призводить до передчасного відключення.

3. Високе навантаження (ймовірність: 20%)
Навантаження на двигун перевищує 110% номінального. Це викликає нагрівання обмоток, що викликає відключення реле.

Західні рішення: негайна фіксація + довгострокова профілактика

1. Зміна термічного реле на більш потужний
Вибір термічного реле з номінальним струмом, що відповідає 120% номінального навантаження. Це забезпечить більш точний захист при максимальних навантаженнях.

2. Установка додаткових термодатчиків
Додаткові термодатчики встановлені в корпусі двигуна для точніших вимірювань температури. Це дозволяє зменшити помилки вимірювання.

3. Охолодження приміщення
Встановлення системи вентиляції або кондиціонування для зниження температури в приміщенні до рекомендованого рівня (40 °C). Це зменшить вплив середовища на термічне реле.

Швидка діагностична перевірка: 12 пунктів для техніка в робочому середовищі

Виміряйте температуру середовища в приміщенні.
Перевірте відстань до термодатчика від двигуна.
Зробіть вимірювання вібрації двигуна.
Підтвердіть номінальне навантаження на двигун.
Перевірте встановлення реле відповідно до інструкції.
Визначте, чи є додаткові термодатчики встановлені.
Перевірте струм на двигуні під час роботи.
Виміряйте температуру обмоток двигуна.
Перевірте інструкцію виробника до термічного реле.
Зробіть аналіз вібрації за допомогою вимірювального приладу.
Перевірте, чи є неправильна установка термодатчика.
Зробіть вимірювання температури на робочому режимі.
Перевірте, чи відповідає реле потужності двигуна.
Зробіть вимірювання навантаження на двигуні.
Перевірте, чи відповідає реле стандартам DSTU 4174:2018.
Зробіть вимірювання температури в приміщенні.
Перевірте, чи відповідає реле вимогам ISO 10816-3:2009.

Стратегія профілактики: інтервали обслуговування, моніторинг стану, вдосконалення проекту

Для профілактики небажаного відключення термічного реле рекомендується:

Виконувати розрахунок навантаження на двигун з урахуванням навантаження при максимальному режимі.
Встановлювати додаткові термодатчики для точніших вимірювань.
Здійснювати регулярний контроль температури в приміщенні.
Виконувати вимірювання вібрації двигуна кожні 3 місяці.
Використовувати системи моніторингу стану (condition monitoring) для визначення відхилень.
Встановлювати системи охолодження в приміщенні, якщо температура перевищує 40 °C.
Виконувати розрахунок розміру термічного реле з урахуванням навантаження на двигун.
Виконувати періодичну перевірку реле за допомогою вимірювальних приладів.
Використовувати компоненти, які відповідають стандартам DSTU 4174:2018 і ISO 10816-3:2009.

Висновок: Перехід до UNITEC-D E-Catalog

Для забезпечення надійної роботи термічних реле в системах електроприводу необхідно враховувати вплив температури середовища, навантаження на двигун та правильно вибирати компоненти. Знання про розміри, вимірювання та використання стандартів забезпечить довготривалу роботу систем. Ви можете знайти потрібні компоненти та профілактичні елементи у UNITEC-D E-Catalog.

Список посилань

DSTU 4174:2018 — Вимоги до електротехнічних пристроїв та засобів автоматики
ISO 10816-3:2009 — Вимірювання вібрації машин — Частина 3: Вимоги до вимірювання вібрації
EN 50034:1997 — Вимоги до термічних реле
Schneider Electric — Технічна документація до A9D52610
Handbook of Failure Analysis for Electric Motors