Тепловое реле CHINT NR2-11.5 268168 — особенности конструкции и эксплуатации

CHINT NR2-11.5 — тепловое реле перегрузки для защиты трёхфазных электродвигателей переменного тока. Оно контролирует ток в силовой цепи и при длительной перегрузке воздействует на цепь управления контактором. Контактор отключает питание двигателя, ограничивая дальнейший нагрев его обмоток. Реле также реагирует на выпадение фазы, которое нарушает нормальный режим работы трёхфазного привода. Устройство применяется в составе электромагнитных пускателей и шкафов управления. Его основная задача — согласовать работу двигателя с допустимой токовой нагрузкой. При этом тепловое реле не заменяет аппарат защиты от короткого замыкания: эти устройства выполняют разные функции и должны работать совместно.

Основные технические характеристики

Рабочие параметры реле определяют совместимость с электрической сетью, двигателем и цепью управления. Значения тока главной цепи и допустимой нагрузки вспомогательных контактов необходимо рассматривать отдельно. К основным характеристикам относятся:

• число контролируемых фаз — три;
• номинальная частота переменного тока — 50 или 60 Гц;
• класс расцепления — 10A;
• регулирование уставки — плавное в пределах выбранного исполнения;
• вспомогательные контакты — один нормально открытый и один нормально закрытый, электрически разделённые;
• режим возврата — ручной или автоматический;
• номинальный ток вспомогательных контактов в категории AC-15 при 220 В — 2,73 А;
• номинальный ток вспомогательных контактов в категории AC-15 при 380 В — 1,58 А;
• номинальный ток вспомогательных контактов в категории DC-13 при 220 В — 0,20 А.

Категории AC-15 и DC-13 характеризуют работу контактов в цепях управления электромагнитными нагрузками. Указанные токи нельзя трактовать как допустимый ток двигателя: вспомогательные контакты управляют катушкой контактора или передают сигнал, а не коммутируют силовое питание привода. Для NR2-11.5 предусмотрены исполнения для сетей 380/400/415 и 660/690 В переменного тока. Конкретное допустимое напряжение определяется маркировкой аппарата. Напряжение главной цепи также не является напряжением питания катушки: собственной катушки управления у теплового реле нет.

Конструкция компонентов

Основу устройства составляет трёхфазная биметаллическая система. Проходящий по токовым элементам ток вызывает нагрев, который преобразуется в механическое перемещение. Благодаря этому для выполнения основной защитной функции не требуется отдельный электронный блок питания. В конструкцию входят следующие функциональные узлы:

• токовые элементы трёх фаз, воспринимающие нагрузку двигателя;
• биметаллические элементы, деформирующиеся при нагреве;
• механизм передачи перемещения и расцепления;
• регулятор токовой уставки со шкалой;
• узел температурной компенсации;
• вспомогательные контакты для отключения и сигнализации;
• индикатор срабатывания;
• органы проверки, остановки и возврата;
• изоляционный корпус и присоединительные выводы.

Биметаллический элемент состоит из соединённых металлов с различным тепловым расширением. При повышении температуры он изгибается. Когда перемещение достигает заданного значения, механизм переключает вспомогательные контакты. Температурная компенсация уменьшает влияние окружающего воздуха на работу защиты. Она помогает сохранить требуемую характеристику при изменении температуры внутри допустимого диапазона эксплуатации. Однако компенсация не устраняет последствия локального перегрева корпуса от соседних аппаратов или ослабленных соединений.

Принцип действия и временная характеристика

Работа NR2-11.5 основана на зависимости нагрева от величины тока и продолжительности его протекания. Кратковременное увеличение тока при запуске двигателя и длительная перегрузка воздействуют на реле по-разному. Поэтому аппарат имеет обратнозависимую характеристику: при значительном превышении уставки срабатывание происходит быстрее. Последовательность защитного отключения включает следующие процессы:

• ток двигателя проходит через токовые элементы реле;
• при перегрузке увеличивается выделение тепла;
• биметаллические элементы нагреваются и деформируются;
• механизм расцепления переключает вспомогательные контакты;
• цепь питания катушки контактора размыкается;
• контактор отключает силовую цепь двигателя.

Класс 10A описывает временные свойства защиты, а не величину допустимого тока. Для холодного реле при токе, равном 7,2 уставки, время срабатывания составляет более 2 с, но не более 10 с. При меньшей кратности перегрузки выдержка увеличивается. Предварительно нагретый аппарат отключается быстрее холодного при сопоставимых условиях нагрузки. Практически это означает, что совместимость реле с приводом определяется не только номинальным током. Значение имеют длительность запуска, частота включений и время охлаждения между пусками. Для двигателя с тяжёлым затяжным разгоном необходимо проверять соответствие его пускового режима характеристике защиты. При выпадении фазы нарушается равномерность нагрева чувствительных элементов. Механизм реле реагирует на возникшее различие и формирует отключение. Такая защита не равнозначна контролю чередования фаз или измерению напряжения: реле оценивает состояние цепи через токи и тепловую реакцию элементов.

Подключение и монтаж

Реле устанавливают так, чтобы ток защищаемого двигателя проходил через его три токовых канала. Нормально закрытый вспомогательный контакт включают в цепь управления контактором. Нормально открытый контакт может передавать сигнал о срабатывании на лампу или вход системы управления. NR2-11.5 предусматривает непосредственное соединение с совместимым контактором. Для отдельного монтажа применяется основание MB-1. Одним из предусмотренных вариантов совместного применения является контактор CHINT NC6-09. При этом пригодность всей сборки определяется также допустимым током контактора и категорией его применения. Монтаж выполняется при снятом напряжении. Сечение проводников, подготовка концов и затяжка зажимов должны соответствовать исполнению клемм. Недостаточная затяжка повышает переходное сопротивление и создаёт дополнительный нагрев. Чрезмерное усилие способно повредить зажим. Внутри шкафа обеспечивают доступ к шкале настройки, органам возврата и индикатору. Провода не должны создавать механическое усилие на выводах. Размещение рядом с интенсивно нагревающимися устройствами требует оценки температуры в месте установки. В схемах пуска «звезда — треугольник» ток через реле зависит от его положения относительно обмоток и контакторов. Поэтому уставку для такого включения нельзя автоматически переносить из схемы прямого пуска.

Промышленное применение

NR2-11.5 подходит для контакторного управления двигателями, ток которых входит в диапазон выбранного исполнения. Небольшие размеры и механическая настройка делают его удобным для локальных пускателей и распределённых шкафов управления. Типичные области применения включают:

• насосные установки с электродвигателями прямого пуска;
• вентиляционные агрегаты;
• конвейеры и транспортирующие механизмы;
• приводы подачи станочного оборудования;
• мешалки и вспомогательные производственные механизмы;
• небольшие компрессорные установки при согласованном режиме запуска.

Практическое преимущество конструкции заключается в непосредственной связи защитного действия с токовой нагрузкой. Аппарат не требует программирования, а состояние отключения может передаваться обычным контактным сигналом. В системах с преобразователями частоты защита двигателя рассматривается отдельно. Возможность установки теплового реле в выходной цепи преобразователя определяется особенностями частотно-регулируемого привода. Применимость схемы прямого пуска к такой системе автоматически не предполагается.

Таким образом, CHINT NR2-11.5 служит для защиты трёхфазных электродвигателей от длительных токовых перегрузок и выпадения фазы. Его основные функциональные возможности связаны с регулируемой уставкой, тепловой выдержкой времени, контактным управлением отключением и выбором режима возврата. Компания «Олниса» осуществляет поставки промышленного оборудования на территории России и стран СНГ. Поставки предназначены для оснащения производственных установок, обновления действующего оборудования и обеспечения предприятий необходимыми промышленными комплектующими.