Проверка электрического теплового реле защиты

Проверка электрического теплового реле защиты

Введение
Электрические тепловые реле защиты (ТРЗ) являются ключевым компонентом защиты электродвигателей и другого оборудования от опасных перегрузок по току, приводящих к перегреву и выходу из строя. Их корректная работа напрямую влияет на надежность и пожаробезопасность электроустановок. Регулярная проверка и испытание тепловых реле – обязательная процедура при вводе в эксплуатацию нового оборудования, после ремонтов и в рамках планово-предупредительного обслуживания (ППР). Данная статья описывает основные аспекты проведения таких испытаний.

1. Объекты испытаний
К объектам испытаний относятся все типы электрических тепловых реле защиты, используемые в цепях управления и защиты электродвигателей и силовых цепей:

• Классические биметаллические реле: Реле прямого нагрева (биметаллическая пластина нагревается непосредственно протекающим током нагрузки) и реле косвенного нагрева (биметаллическая пластина нагревается от отдельного нагревательного элемента, через который протекает ток нагрузки).
• Твердотельные (электронные) тепловые реле: Современные устройства, использующие датчики тока (трансформаторы тока, шунты) и электронную схему обработки сигнала для моделирования тепловых процессов и формирования сигнала отключения.
• Реле в составе пускателей: Автономные реле, устанавливаемые на магнитные пускатели.
• Реле в составе комплексных устройств защиты двигателя (УЗД): Тепловая защита как одна из функций многофункционального реле.
• Цепи подключения: Проверяются не только сами реле, но и целостность, правильность и надежность подключения их силовых цепей (токовые цепи) и цепей управления (контакты отключения пускателя/автомата, цепи сигнализации).

2. Область испытаний (Что проверяют)
Проверка тепловых реле охватывает следующие основные параметры и функции:

1. Внешний осмотр:
   • Отсутствие видимых механических повреждений корпуса, элементов, клемм.
   • Отсутствие признаков перегрева, оплавления, изменения цвета.
   • Четкость маркировки (номинальный ток, тип, уставки).
   • Состояние регулировочных элементов (если есть).
   • Надежность крепления реле на основании или в панели.
2. Проверка электрической прочности изоляции: Между токоведущими частями разных цепей и между токоведущими частями и корпусом (при необходимости, обычно для новых или после ремонта).
3. Проверка уставок тока срабатывания:
   • Для биметаллических реле: Проверка соответствия фактической уставки срабатывания (ток отключения) номинальному значению или установленной на регуляторе отметке.
   • Для электронных реле: Проверка соответствия установленных уставок тока перегрузки (I>) проектным значениям или требованиям защищаемого оборудования.
4. Проверка времени срабатывания:
   • Определение времени, за которое реле сработает (разомкнет контакты) при подаче тока определенной кратности (обычно 1.2Iн, 1.5Iн, 2Iн, 6Iн, 10*Iн) от "холодного" состояния. Это основной параметр, характеризующий правильность тепловой модели реле.
   • Проверка зависимости времени срабатывания от тока (время-токовая характеристика - ВТХ) на нескольких точках. Сравнение полученной ВТХ с паспортной или типовой характеристикой данного типа реле.
5. Проверка возврата реле:
   • Проверка тока возврата реле в исходное состояние после срабатывания.
   • Проверка времени остывания ("восстановления") реле до состояния, при котором оно способно снова сработать с заданным временем при повторной перегрузке.
6. Проверка функционирования контактов:
   • Проверка состояния и сопротивления контактов цепи управления (нормально замкнутых - НЗ, размыкающихся при срабатывании реле) в исходном состоянии и после срабатывания.
   • Проверка надежности замыкания/размыкания.
   • Проверка цепи сигнализации (если есть).
7. Проверка механизма ручного/автоматического возврата (сброса).

3. Методы испытаний
Основные методы проверки параметров срабатывания тепловых реле:

1. Метод непосредственной подачи тока:
   • Суть: Через главные (силовые) полюсы теплового реле пропускается испытательный ток необходимой величины и длительности от регулируемого источника тока.
   • Процедура:
     • Реле устанавливается в условия, максимально приближенные к рабочим (температура окружающей среды 20±5°C, "холодное" состояние).
     • Подключается к испытательной установке согласно схеме (см. ниже).
     • Регистрирующее оборудование подключается к контактам управления реле.
     • Устанавливается требуемая величина испытательного тока (кратность от номинального тока уставки реле Iн).
     • Подается ток. Одновременно запускается измеритель времени.
     • Фиксируется момент срабатывания реле (размыкание его НЗ контакта в цепи управления).
     • Фиксируется время срабатывания.
     • Для построения ВТХ процедура повторяется для нескольких значений тока (кратностей).
     • Проверяется возврат реле после снятия тока и охлаждения.
   • Преимущества: Наиболее точный метод, непосредственно моделирующий реальные условия нагрева.
   • Недостатки: Требует мощного источника тока, особенно для реле на большие номиналы. Длительность испытаний (особенно при проверке ВТХ на нескольких точках).
2. Метод моделирования нагрева (для электронных реле):
   • Суть: Используется специализированное испытательное оборудование, которое подает на вход электронного блока реле сигнал, эквивалентный сигналу от датчика тока при реальной перегрузке. Самой мощной подачи тока на силовые цепи не требуется.
   • Процедура: Аналогична методу 1, но ток подается не через силовые клеммы, а через специальный разъем или имитируется сигнал от датчика.
   • Преимущества: Не требуется мощный источник тока, безопаснее, быстрее для проверки нескольких точек ВТХ.
   • Недостатки: Применим только для электронных реле с вынесенными датчиками тока или специальным интерфейсом. Не проверяет непосредственно цепи первичного тока и сами датчики.

4. Испытательное оборудование
Для проведения комплексной проверки тепловых реле требуется следующее оборудование:

1. Регулируемый источник испытательного тока (РПТ): Способный выдавать переменный ток синусоидальной формы с плавной или ступенчатой регулировкой в диапазоне от единиц до тысяч ампер (в зависимости от номиналов проверяемых реле), с достаточной мощностью и стабильностью. Часто включает в себя встроенный измеритель тока.
2. Измеритель времени (секундомер): Высокоточный электронный секундомер с функциями пуска/останова по внешним сигналам (например, по размыканию контакта реле). Часто интегрирован в РПТ или стенды проверки.
3. Контрольно-испытательный стенд (КИС) для реле защиты: Комплексные устройства, объединяющие РПТ, измеритель времени, коммутационную панель для подключения реле, средства контроля состояния контактов и автоматизации процесса испытаний (включая построение ВТХ). Могут иметь специальные режимы для проверки тепловых реле.
4. Мультиметр / Микроомметр: Для проверки сопротивления изоляции, прозвонки цепей, проверки контактов.
5. Мегаомметр: Для проверки электрической прочности изоляции (напряжение 500-2500 В в зависимости от номинала реле).
6. Калиброванные измерительные клещи (опционально): Для независимого контроля величины испытательного тока на проводниках.
7. Комплект испытательных соединительных проводов и зажимов: Сечение проводов должно соответствовать току испытаний.

Типовая схема подключения для испытаний методом непосредственной подачи тока:

• Условные обозначения:
  • РПТ: Источник, задающий испытательный ток.
  • ТРЗ: Проверяемое тепловое реле.
  • НЗ контакт ТРЗ: Нормально замкнутые контакты реле, размыкающиеся при срабатывании.
  • Измеритель Времени: Устройство, измеряющее промежуток времени между подачей тока (пуск РПТ) и размыканием контакта ТРЗ (стоп).

Заключение
Проверка электрических тепловых реле защиты – ответственная и технически обоснованная процедура, направленная на обеспечение надежной защиты электрооборудования. Строгое соблюдение методик испытаний, использование поверенного оборудования и квалифицированного персонала позволяет гарантировать соответствие параметров реле требованиям паспортов, проектной документации и нормативной базы (ПУЭ, ПТЭЭП). Регулярное проведение таких проверок минимизирует риски повреждения дорогостоящего оборудования из-за перегрузок и способствует повышению общей безопасности эксплуатации электроустановок.