Przekaźnik kontroli faz – co to jest?
Przekaźniki kontroli faz to urządzenia, które można nazwać strażnikiem . Kiedy w naszej sieci nic nadzwyczajnego się nie dzieje, nawet nie zauważamy ich obecności. Jednakże, w momencie kiedy coś w naszym układzie jest nie w porządku, od razu reagują i zapobiegają niebezpiecznym sytuacjom.
Jedną z takich niebezpiecznych sytuacji jest zanik jednej z faz podczas zasilania silnika trójfazowego.
Taka sytuacja może spowodować spalenie silnika, co może zakończyć w większości przypadków jego żywot. W zależności od mocy silnika i jego przeznaczenia taka awaria nie dość, że unieruchomi linię produkcyjną, to dodatkowo może wiązać się z dużymi kosztami. Dlatego naszym zdaniem, inwestując w przekaźnik kontroli faz, unikamy zbędnych problemów, które związane są z awariami.
Jak działa to urządzenie?
Wśród różnych modeli przekaźników kontroli faz występują dwie wspólne cechy. Mianowicie, kontrola kolejności faz, a także kontrola asymetrii napięciowej pomiędzy poszczególnymi fazami. W przypadku przekroczenia maksymalnej dopuszczalnej asymetrii, lub zaniku jednej dowolnej fazy, przekaźnik rozłączy wbudowany styk i zasilanie silnika zostanie odłączone. Tak można opisać w dużym skrócie zasadę działania tego typu urządzeń.
Korpus urządzenia – jakie możliwości daje użytkownikowi?
Po pierwszym kontakcie z różnymi modelami przekaźników kontroli faz, zauważyliśmy, że obudowy poszczególnych z nich różnią się od siebie. Niektóre były przystosowane do montażu na szynie DIN, inne mogą być montowane natynkowo. Różne możliwości montażu sprawiają, że naszym zdaniem urządzenia można stosować zarówno w domach jednorodzinnych, jak również w dużych zakładach produkcyjnych. Oprócz tego na pierwszy rzut oka zauważamy, że niektóre modele przekaźników posiadają czerwone pokrętła. Po dokładniejszym zapoznaniu się ze specyfikacją techniczną dowiadujemy się, że służą one do regulacji zakresu odchyłek od normalnego napięcia zasilania. Jest to bardzo przydatne, kiedy wiemy, że nasz silnik nie wytrzyma napięcia fazowego większego niż 250V. Ustawiamy wtedy graniczne napięcie przełączenia na jednej z faz na 245V i mamy pewność, że nasz silnik nie ulegnie uszkodzeniu.
Tryby pracy – czyli co potrzeba zwykłemu użytkownikowi, a co zakładowi produkcyjnemu
Naszym zdaniem na potrzeby użytkowników domowych wystarczy przekaźnik, który sygnalizuje i wyłącza zasilanie silnika trójfazowego. Dla przedsiębiorstw produkcyjnych, dla których ciągłość produkcji jest bardzo ważna, lepszym rozwiązaniem będą przekaźniki, które posiadają regulację parametrów. W tych urządzeniach regulacja umożliwia ustawienie czasu zwłoki wyłączenia, dokładniejsze określenie maksymalnego i minimalnego napięcia na poszczególnych fazach, a także ustawienie maksymalnej asymetrii napięć między fazami.
Kolejność faz – dlaczego jest taka ważna?
Każda osoba, która ma podstawową wiedzę elektryczną wie, że zmiana kierunku obrotów silnika trójfazowego jest realizowana przez zamianę jednej fazy na dowolną inną. Oznacza to, że jeśli wystąpi awaria po stronie sieci elektroenergetycznej i wystąpi niepożądane zjawisko zmiany kolejności faz, to bez zabezpieczenia opisywanego dzisiaj urządzeniami, silnik zacznie kręcić się w drugą stronę.
Jest to bardzo niebezpieczna sytuacja, szczególnie wtedy, kiedy maszyna współpracuje z człowiekiem. Wyobraźmy sobie, co mogłoby się stać, kiedy silnik zasilający taśmę przenoszącą paczki na stanowisko do pakowania zmieni kierunek obrotów. Istnieje wtedy ogromne zagrożenie dla pracowników przez spadające na ich nogi paczki. Taka sama sytuacja może wystąpić w domu, np. podczas cięcia drewna. W momencie kiedy silnik niespodziewanie zacznie kręcić się w drugą stronę, istnieje niebezpieczeństwo wciągnięcia ręki człowieka do piły. Nie trzeba sobie wyobrażać, jakie byłyby skutki takiego wypadku – kalectwo do końca życia.
Zduplikowanie faz – dlaczego jest niebezpieczne?
Taka sytuacja występuje wtedy, gdy nastąpi zwarcie międzyfazowe i przepali się tylko jeden z bezpieczników. Wtedy np. na przewodzie L2 pojawi się faza z przewodu L1. Oznacza, to, że przesunięcie fazowe pomiędzy fazą pierwszą, a drugą będzie wynosiło 0 st., a pomiędzy drugą, a trzecią kąt przesunięcia fazowego będzie wynosił 240 st. . Taka sytuacja sprawi, że silnik trójfazowy straci moc, po chwilowej pracy, jego uzwojenia zaczną się przepalać. Taka awaria spowoduje zatrzymanie produkcji, a także wygeneruje duże koszty związane z zakupem nowego silnika lub przewinięciem jego uzwojeń..
Teoretycznie sytuacji zduplikowania faz mają zapobiegać trójfazowe zabezpieczenia nadprądowe, jednakże szczególnie w fabrykach nie ma możliwości ich zastosowania, bo różne urządzenia zasilane są z różnych faz. Dlatego niektóre przekaźniki kontroli faz posiadają ważną funkcję, jaką jest kontrola duplikacji faz. Zabezpiecza ona silniki trójfazowe przed uszkodzeniem, które wynikałoby z usterki, którą opisaliśmy powyżej.
Małe urządzenie wyłącza zasilanie silnika – jak to możliwe?
Mimo tego, że do przekaźników kontroli faz podłączamy wszystkie 3 fazy, to nie płynie przez niego duży prąd. Jest to spowodowane tym, że urządzenie podłączamy równolegle do silnika. Jak więc odcina ono zasilanie w przypadku awarii sieci?
Odpowiedź jest bardzo prosta. Wszystkie przekaźniki kontroli faz posiadają styk lub kilka styków zarówno NO i NC, przez które podłączone są styczniki. To właśnie przez styczniki płynie duży prąd do silnika. W momencie kiedy przekaźnik wykryje niepożądaną zmianę w sieci zasilającej, przerwie obwód zasilania cewki stycznika, a to spowoduje wyłączenie silnika. Dopiero po powrocie odpowiednich parametrów sieciowych przekaźnik powróci do stanu przed awarią, a to spowoduje możliwość ponownego włączenia silnika.
Chwilowa zmiana parametrów zasilania – czy koniecznie trzeba wyłączać silnik?
Wyobraźmy sobie sytuację, w momencie kiedy silnik, który jest zabezpieczony przekaźnikiem kontroli faz pracuje, a my włączamy kolejne urządzenie, które potrzebuje dużego prądu rozruchowego. Będzie to oznaczało także znaczny chwilowy spadek napięcia w sieci zasilającej. Czy w takiej sytuacji pierwszy silnik powinien się wyłączyć?
Oczywiście, że nie, dlatego większość modeli urządzeń, które dzisiaj opisujemy ma stałą lub regulowaną zwłokę czasową. Są one w stanie wyłączyć zasilanie silnika dopiero wtedy, kiedy parametry sieci będą się różnić od nominalnych przez dłużej niż np. 5 sekund.
Zakłócenia w sieci zasilającej – wystarczy odpowiednie urządzenie
Kiedy dostaliśmy do rąk urządzenia ze specyfikacjami zauważyliśmy, że niektóre z nich mogą pracować w mocno zakłóconej sieci zasilającej. Zastanawiacie się jak to możliwe? A więc, niektóre przekaźniki kontroli faz wyposażone są w czujnik napięcia TrueRMS, który gwarantuje pomiar rzeczywistej skutecznej wartości napięcia. Oznacza to, że pomimo zakłóceń w sieci zasilającej, urządzenie, pracuje normalnie i odpowiednio zabezpiecza nasz silnik trójfazowy. Taki rodzaj czujnika docenią szczególnie firmy, które znajdują się w strefach przemysłowych, gdzie pobór mocy jest niestabilny.
A Waszym zdaniem, w jakich jeszcze miejscach można zastosować opisywane przez nas dzisiaj urządzenie?
W artykule wykorzystaliśmy zdjęcia urządzeń dystrybuowanych przez przedsiębiorstwo F&F z Pabianic. Dziękujemy im za przesłanie nam elementów, wykorzystywanych w instalacjach elektrycznych. Jeśli jesteś zainteresowany produktami producenta to serdecznie zapraszamy na ich stronę.
Autor:
Marek Beer
