Реле перегрузки двигателя — класс срабатывания 10A/10/20/30 и почему неверный класс приводит к ложным отключениям или повреждению двигателя

Руководство «Сравнение методов пуска двигателя» рассматривает, как пусковой ток трёхфазного двигателя различается в зависимости от метода пуска (прямой пуск, звезда-треугольник, устройство плавного пуска, частотный преобразователь). Эта статья рассматривает дополнительный, независимый аспект: как долго реле перегрузки двигателя может допускать повышенный ток до отключения — это определяется классом срабатывания согласно IEC 60947-4-1.

Что именно проверяет класс срабатывания

IEC 60947-4-1 определяет класс срабатывания через одно стандартизированное испытание: холодное реле (недавно не нагруженное, при температуре окружающей среды) нагружается током 7,2× от установленного тока (Ie), и измеряется время до отключения. Стандартные классы:

• Класс 10A: отключение за 2-10 с.
• Класс 10: отключение за 4-10 с.
• Класс 20: отключение за 6-20 с.
• Класс 30: отключение за 9-30 с.

Чем выше номер класса, тем дольше реле может допускать повышенный ток до отключения — это сделано для того, чтобы двигатель с долгим, законным временем пуска не отключался напрасно при каждом пуске.

Внимание: класс 10A — это не просто «более короткая версия класса 10» по названию — его нижняя граница быстрее (2с вместо 4с), специально предназначена для случаев, когда горячий повторный пуск (двигатель, запускаемый вскоре после остановки, то есть уже частично прогретый) требует более быстрой защиты, чем обеспечивают стандартные реле классов 10/20.

Почему выбор класса зависит от применения

• Малые, быстро запускающиеся нагрузки (небольшие вентиляторы, насосы без значительной инерции) обычно имеют время пуска всего в несколько секунд и обычно защищаются реле класса 10 или 10A — длительное время срабатывания здесь лишь без необходимости продлевало бы реальную перегрузку.
• Нагрузки с большой инерцией (крупные вентиляторы, центрифуги, конвейеры, дробилки) имеют время пуска, которое может превышать 10-секундный предел класса 10 — с таким двигателем реле класса 10 отключается при каждом нормальном пуске, что на практике «решается» повышением класса до 20 или 30, чтобы законный пусковой ток перестал восприниматься как перегрузка.

Два риска неверного выбора класса

1. Класс слишком низкий для реального времени пуска: реле повторно отключается во время нормального, законного пуска — ложные отключения, часто «решаемые» повышением класса без оценки истинной причины (время пуска превышает допустимое для данного класса).
2. Класс слишком высокий для двигателя с коротким, нормальным временем пуска: реле допускает реальную перегрузку (например, заклинивший ротор или механическую проблему в приводимой нагрузке) значительно дольше необходимого, повышая риск термического повреждения обмотки двигателя — класс срабатывания в этом случае защищает двигатель менее быстро, чем позволил бы правильный, более низкий класс.

Отличие от настроек выключателя (LSI)

Руководство «Настройки выключателя — LSI(G)» рассматривает настройки Ir/Isd/Ii/Ig силового выключателя, которые защищают кабель и цепь от перегрузки и короткого замыкания по общей кривой. Реле перегрузки двигателя с классом срабатывания специально защищает обмотку двигателя согласно её собственной тепловой характеристике и является дополнительной, отдельной защитой сверх (а не вместо) защиты цепи.

Практическая значимость

При выборе или проверке реле перегрузки двигателя класс срабатывания должен соответствовать реальному времени пуска приводимой нагрузки (указанному на шильдике двигателя, в данных производителя машины или измеренному через ток пуска) — а не заводской настройке по умолчанию или «тому, что до сих пор не отключалось».

Частые ошибки

1. Повышение класса срабатывания сразу после отключения реле при пуске, без проверки, действительно ли реальное время пуска нагрузки является причиной — это может маскировать симптом вместо его устранения (например, механическая проблема, без необходимости продлевающая время пуска).
2. Применение класса 20 или 30 по умолчанию «для надёжности», даже для двигателей с коротким, нормальным временем пуска — это без необходимости замедляет защиту при реальной перегрузке.
3. Путаница класса срабатывания с настройкой Ir/tr силового выключателя — оба защищают от перегрузки, но класс срабатывания специально согласован с тепловой характеристикой обмотки двигателя, а не с общей кривой цепи.

Связанные материалы

• Сравнение методов пуска двигателя
• Замена двигателя
• Настройки выключателя — LSI(G)