Tepelné relé vypnulo: příčiny, doba vypnutí a reset

Čerpadlo nebo dopravník japonské výroby se uprostřed směny zastaví. Na panelu se objeví japonské hlášení samaru ijo („tepelná porucha“) nebo „THR trip“ a stisk tlačítka start nic neudělá. V japonských provozech se říká, že tepelná ochrana „spadla“ (samaru ga ochiru) nebo „vyletěla“ (samaru ga tobu).

Všechny tyto výrazy popisují vypnutí tepelným relé: motor příliš dlouho odebíral víc než jmenovitý proud, tepelné nadproudové relé zaznamenalo ohřev, rozpojilo obvod cívky stykače a motor zastavilo. Motor zůstane stát, dokud někdo neodstraní příčinu a relé neresetuje.

Článek vysvětluje japonské výrazy z výkresů a alarmových obrazovek, princip vypnutí tepelného relé a dobu vypnutí při daném přetížení. Dále popisuje, co se po vypnutí obvykle kontroluje a jak se volí nastavený proud. Zmiňuje také nejčastější příčiny u čerpadel a rozdíl oproti elektronické tepelné ochraně frekvenčního měniče. Na konci je kontrolní seznam a otázky pro japonského dodavatele.

Obsah

1. Japonské výrazy, na které narazíte
2. Jak tepelné nadproudové relé vypíná
3. Za jak dlouho relé vypne: doby vypnutí podle přetížení
4. Co následuje po vypnutí tepelného relé
5. Jak se volí nastavený proud
6. Časté příčiny vypnutí u čerpadel
7. Elektronická tepelná ochrana měniče (VFD) a tepelné relé
8. Kontrolní seznam a otázky pro japonského dodavatele
9. Omezení tohoto článku
10. Časté otázky
11. Zdroje

Japonské výrazy, na které narazíte

Japonské výkresy, štítky na rozvaděčích a obrazovky HMI používají pro stejný přístroj a stejnou událost několik výrazů. Tabulka je převádí na české názvy použité v dalším textu. Hlášení na displeji bývá psáno japonsky, proto uvádíme přepis do latinky (romaji).

Tabulka 1: Japonské výrazy pro tepelnou ochranu motoru

Co uvidíte na výkresu nebo na obrazovce a co to znamená.

Japonský výraz (romaji)	Česky	Poznámka
samaru rire / THR	Tepelné nadproudové relé	THR je obvyklá značka na japonských schématech
netsudo keidenki / netsudo-gata kafuka keidenki	Tepelné relé / tepelné relé proti přetížení	Formální názvy téhož přístroje
samaru ga ochiru / tobu / dosa shita	„Tepelná ochrana vypnula“	Dílenské výrazy pro vypnutí tepelným relé (doslova „spadla / vyletěla / zareagovala“)
samaru ijo / THR torippu	Tepelná porucha / vypnutí THR	Alarm. Většinou jde o vypnutí relé, někdy o alarm přetížení frekvenčního měniče
denji sesshokuki (MC)	Stykač	Spínací přístroj ovládaný cívkou
denji kaiheiki	Stykač s tepelným relé	Kombinace stykače a tepelného nadproudového relé (motorový spouštěč)
haisen-yo shadanki (MCCB / NFB)	Jistič v lisovaném pouzdře	Chrání obvod před zkratem a nadproudem
seitei denryu / seitei-chi	Nastavený proud	Hodnota nastavená na otočném kolečku relé
kesso	Výpadek fáze	Provoz na dvou fázích
kosoku	Zablokovaný rotor	Motor se nemůže otáčet
denshi samaru	Elektronická tepelná ochrana motoru	Funkce uvnitř frekvenčního měniče (VFD)

Na telefonu posouvejte tabulku do stran.

Samotné „vypnutí“ (japonsky torippu) je obecný výraz: ochranné zařízení samočinně zastaví obvod nebo stroj. Japonští technici ho používají stejně pro jističe i pro turbíny. K japonským názvům jističů viz článek o rozdílu mezi NFB, MCCB a ELB.

Jak tepelné nadproudové relé vypíná

Tepelné nadproudové relé chrání motory a další elektrická zařízení před přetížením a používá se hlavně u třífázových asynchronních motorů. Při příliš velkém proudu po příliš dlouhou dobu zastaví motor dříve, než by vinutí shořelo.

Uvnitř je kombinace topného členu a bimetalu, tedy dvou kovů s odlišnou tepelnou roztažností slepených k sobě. Katalog Omron dělí hlavní části na tři: topný člen (heat element, tj. topení a bimetal), nastavovací kolečko a kontakty. U některých typů se topné členy vyrábějí pro různé proudové rozsahy a při nevyhovujícím rozsahu se člen vymění za vhodný.

Obrázek 1: Jak tepelné nadproudové relé vypíná

Teplo vznikající průchodem proudu ohne bimetal, ten rozpojí kontakt a stykač odpadne.

Topné členy relé jsou v hlavním obvodu, rozpínací kontakt (95-96) je v obvodu cívky stykače. Čísla svorek vycházejí jako příklad ze schématu zapojení Omron J7TC. Ověřte si označení na skutečném relé.

Samotné relé hlavní obvod motoru přerušit nemůže. Jeho rozpínací (NC) kontakt 95-96 je zapojen do obvodu cívky stykače (MC). Po vypnutí relé se kontakt rozepne, cívka ztratí napájení a hlavní kontakty stykače motor odpojí.

Spínací (NO) kontakt 97-98 obvykle ovládá signální lampu nebo vstup PLC. Odtud typicky pochází alarm samaru ijo na HMI.

Obrázek 2: Typický třífázový obvod motoru

Napájení vede přes jistič, stykač a tepelné nadproudové relé k motoru.

Zjednodušený hlavní obvod. Příklad ukazuje dvouprvkové relé (topné členy ve dvou fázích). Je-li potřeba ochrana proti výpadku fáze, použije se tříprvkové relé s touto ochranou.

Relé pracuje na tepelném principu, a proto reaguje se zpožděním. Technická zpráva Mitsubishi Electric uvádí, že u bimetalových motorových spouštěčů je doba vypnutí při přetížení zhruba nepřímo úměrná proudu. Díky zpoždění motor snese krátký rozběhový proud a vypne až při trvalém přetížení.

Z toho plyne, že před zkratem tepelné nadproudové relé obvod nechrání. Přehled rozdělení rolí je v následujícím seznamu:

• Jistič nebo pojistka: chrání obvod před zkratem. Termomagnetický jistič (MCCB) používá bimetal pro přetížení a elektromagnet pro zkrat. Po odstranění příčiny se znovu zapne pákou. Pojistkový vložek se přetaví teplem proudu a vymění se za nový stejných parametrů.
• Proudový chránič (ELB): hlídá svodový proud tak, že pomocí součtového transformátoru porovnává proud tam a zpět. Mnoho typů má i nadproudovou ochranu. Po opravě svodu se zapne zpět.
• Tepelné nadproudové relé: chrání motor před trvalým přetížením.

Výběrová příručka Fuji Electric dělí role stejně: stykač s tepelným relé chrání motor před přetížením a jističe chrání obvod před zkratem.

Většina tepelných relé má ruční tlačítko reset. Některá lze přepnout na automatický reset, což je důležité z hlediska bezpečnosti (viz níže).

V japonském rozvaděči vypadá podobně i shock relay (shokku rire), které ale chrání poháněný stroj, nikoli vinutí motoru. Rozdíly a definice třídy vypnutí jsou v samostatném článku o shock relay a tepelném relé. K pojistkám a ochranným jističům viz článek o circuit protectoru, jističi a pojistce.

Za jak dlouho relé vypne: doby vypnutí podle přetížení

Jak velký proud a jak dlouho musí téct, aby relé vypnulo? Odpověď plyne z třídy vypnutí (trip class), kterou výrobci uvádějí podle IEC 60947-4-1. V Evropě ji vydává ČSN EN IEC 60947-4-1 a v Japonsku JIS C 8201-4-1, obsahově blízká norma. Konkrétní vydání a případné rozdíly ověřte u dodavatele.

Doba vypnutí závisí na třídě vypnutí a na tom, zda relé začíná ze studeného, nebo už zahřátého stavu. Proto neexistuje jedna hodnota platná pro všechna relé.

Tabulka 2: Doba vypnutí podle přetížení (příklad pro třídu vypnutí 10A)

Násobky se vztahují k nastavenému proudu na kolečku. Sloupec vpravo je početní příklad, nikoli hodnota výrobce.

Násobek nastaveného proudu	Požadované chování	Výchozí stav	Proud u 0,75 kW při nastavení 3,8 A
105 %	Nevypne do 2 hodin	Studené	Asi 4,0 A
120 %	Vypne do 2 hodin	Zahřáté	Asi 4,6 A
150 %	Vypne za méně než 2 minuty	Zahřáté	5,7 A
720 % (zablokovaný rotor)	Vypne za více než 2 s a nejvýše 10 s	Studené	Asi 27 A

Hodnoty pro třídu vypnutí 10A, třípólovou zátěž a okolní teplotu 20 °C z tabulky parametrů v katalogu Omron J7TC. U Fuji Electric mají typy TR-10 a větší třídu vypnutí 20 a při 720 % vypínají za 6–20 s. Sloupec s proudem používá hodnotu 3,8 A, referenční proud při plném zatížení motoru 200 V, 0,75 kW z téhož katalogu. Jde o japonský motor na 200 V. U motoru na 400 V je proud při stejném výkonu zhruba poloviční, proto násobky vždy počítejte ze svého štítku. Skutečné hodnoty ověřte na štítku a v dokumentaci relé.

Početní příklad jen násobí nastavení 3,8 A: 3,8 × 1,2 = 4,56 A, 3,8 × 1,5 = 5,7 A a 3,8 × 7,2 = 27,36 A. Malé přetížení relé vypne až po dlouhé době, proud zablokovaného rotoru během sekund. Proud o málo nad nastavením relé okamžitě nevypne.

Doba do vypnutí je užitečná nápověda. Když motor vypnul po desítkách minut provozu, bývá příčinou mírné, ale trvající přetížení. Když vypnul hned po rozběhu, podezřívejte zablokovaný rotor, výpadek fáze nebo příliš dlouhý rozběh.

Co následuje po vypnutí tepelného relé

Vypnutí znamená, že motor nebo poháněné zařízení je přetížené nebo v nenormálním stavu. Pět kroků níže je obvyklé pořadí reakce. Jde o přehled toho, co se kontroluje a kdo rozhoduje, nikoli o pracovní instrukci: skutečný postup se řídí návodem k relé a elektrobezpečnostními pravidly vašeho závodu.

Obrázek 3: Pět kroků po vypnutí tepelného relé

Reset je čtvrtý krok. Když se stiskne před odstraněním příčiny, relé jen vypne znovu.

01Zajistěte bezpečíOdpojte napájení, zajistěte spínač (LOTO). Ověřte, že se motor nemůže sám rozběhnout

02Najděte příčinuPřetížení, zablokovaný rotor, výpadek fáze, napájení nebo nastavení. Zkontrolujte proudy ve třech fázích a stroj

03Odstraňte závaduOdstraňte nečistoty, dotáhněte svorky, opravte vadné kontakty nebo problémy s napájením

04ResetPo vychladnutí relé resetujte podle návodu, spusťte zařízení a zkontrolujte proud

05Zabraňte opakováníZaznamenávejte proud, přehodnoťte intervaly kontrol a řízení zátěže

Opakované spouštění a zastavování bez nalezení příčiny motor přehřívá a poškozuje jeho vinutí.

Nejprve zajistit bezpečí

Zastavený motor ještě není bezpečný motor. Relé s nastaveným automatickým resetem se po vychladnutí vrátí samo a u některých obvodů se motor sám znovu rozběhne. Návody Fuji Electric i Omron varují, že při automatickém resetu v dvouvodičovém ovládacím obvodu se motor automaticky restartuje.

Dřív než kdokoli na stroji pracuje, obvod se odpojí a zajistí podle postupu LOTO (Lock-Out Tag-Out) vašeho závodu a okolí stroje se uvolní od lidí. V Česku se pro provoz a práce na elektrických zařízeních používá ČSN EN 50110-1 a požadavky na odbornou způsobilost upravuje vyhláška č. 50/1978 Sb. Konkrétní postup určuje útvar BOZP vašeho závodu.

Japonská strana vychází z vlastních předpisů (Industrial Safety and Health Regulations). Před nebezpečným čištěním nebo opravou vyžadují zastavit stroj, zajistit spouštěcí zařízení zámkem a vyvěsit tabulku (článek 107). Před kontrolou nebo opravou odpojeného elektrického obvodu vyžadují jedno ze tří opatření: zajistit spínač zámkem, vyvěsit zákaz zapnutí, nebo určit dohlížející osobu (článek 339). Na napájené relé a jeho svorky nesahejte.

Najít příčinu

Nejčastější podezřelí jsou tito:

• Přetížení: nezvýšila se zátěž? Zadírání nebo opotřebení částí stroje, čerpadlo s příliš velkým průtokem
• Zablokovaný rotor: nebrání otáčení cizí těleso nebo vadné ložisko?
• Výpadek fáze: není jedna ze tří fází přerušená nebo špatně připojená? Zbylé dvě fáze pak vedou velký proud
• Napájení: není napětí nízké nebo nesymetrické?
• Nastavení nebo prostředí: je nastavený proud správný a není rozvaděč příliš teplý?

Kontrola obvykle začíná otázkou, zda motor neběží přetížený, což může způsobit mechanický problém nebo chybné nastavení. Dále se hledají uvolněné svorky, přerušené vodiče a opotřebené kontakty stykače, které mohou způsobit výpadek fáze.

Pokud lze motor spustit, elektrotechnici měří kleštěmi proudy všech tří fází a hledají nesymetrii. Zkontrolují také nízké nebo nesymetrické napájecí napětí. Nakonec se u poháněného stroje (čerpadlo, ventilátor) hledají cizí tělesa a při odpojeném a zajištěném napájení se zkouší, zda se hřídel dá otočit rukou. Cokoli, co brání otáčení, způsobuje stálý velký proud.

Zkraty odpojuje jistič (MCCB) nebo pojistka a zemní spojení proudový chránič (ELB), nikoli tepelné relé. Při podezření na zkrat nebo svod proto zkontrolujte, zda nevypnul také nadřazený MCCB nebo ELB.

Tabulka 3: Příčiny, příznaky a co zkontrolovat

Příčinu zúžíte podle toho, jak dlouho motor před vypnutím běžel a co je vidět na místě.

Příčina	Typický příznak	Co zkontrolovat (měření provádí elektrotechnik)	Přenechat odborníkům
Přetížení	Vypne po nějaké době provozu	Údaj ampérmetru oproti obvyklé hodnotě a štítkové hodnotě	Přezkoumat zátěž, opravit stroj
Zablokovaný rotor	Vypne hned po rozběhu, motor hučí	Po odpojení a zajištění: otáčí se hřídel rukou?	Kontrola ložisek a cizích těles, demontáž
Výpadek fáze	Vypne při rozběhu nebo za provozu, hučení, vibrace	Je mezi proudy tří fází velký rozdíl?	Kontrola svorek, kontaktů, kabelů
Napájení	Potíže mají i jiná zařízení na stejné větvi	Napětí a nesymetrie mezi fázemi	Šetření na straně napájení
Nastavení nebo prostředí	Vypíná v létě nebo při horkém rozvaděči	Nastavený proud oproti proudu při plném zatížení, teplota v rozvaděči	Přezkoumat nastavení, zlepšit větrání
Opotřebení motoru	Vypíná opakovaně, žádná z příčin výše se nenašla	Zápach spáleniny nebo nadměrné zahřívání za provozu	Zkoušky izolačního odporu a odporu vinutí

Proud a chování při výpadku fáze závisí na tom, zda má relé ochranu proti výpadku fáze. Měření proudu, napětí a kontrola hřídele nesou riziko úrazu a nechtěného rozběhu, proto je podle postupů závodu provádějí kvalifikovaní elektrotechnici. Na telefonu posouvejte tabulku do stran.

Izolace motoru se zkouší megohmmetrem při vypnutém napájení. Mezní hodnoty se v jednotlivých zemích liší a jsou jen minimem, proto výsledek posuzujte podle požadavků výrobce motoru nebo kritérií vašeho závodu. Zda kontakty stykače a relé správně spínají a rozpínají, lze při vypnutém napájení ověřit i multimetrem na rozsahu odporu.

Odstranit příčinu

• Přetížení: opravit mechanický problém a vrátit zátěž do přípustného rozsahu
• Výpadek fáze: najít a opravit uvolněné svorky, přerušené vodiče nebo vadné kontakty stykače
• Napájení: při nízkém nebo nesymetrickém napětí prověřit stranu napájení
• Cizí tělesa: odstranit je a stroj vyčistit

Příčiny se mohou kombinovat. Uvolněná svorka způsobí výpadek fáze, motor dál běží na dvou fázích a vinutí se poškodí. Dívejte se proto z více stran a opravte vše, co najdete, najednou.

Reset relé

Po odstranění příčiny se relé resetuje, u většiny typů tlačítkem reset. Tlačítka a indikace se liší podle typu. FAQ Fuji Electric například uvádí, že u typů TR-N2 až N8 se mačká modré tlačítko reset a u typů jako TR-0N bílé.

I indikace vypnutí je různá (bílá zasunovací tyčka, žlutý praporek apod.), proto ji hledejte v návodu daného typu. Přesné kroky resetu jsou specifické pro typ, řiďte se návodem, nikoli obecným popisem.

Pokud se relé nedá resetovat, jde obvykle o jednu ze tří situací:

• Nejde resetovat hned: těsně po vypnutí je bimetal ještě ohnutý a stisk resetu nic neudělá (chování trip-free). To je normální, nikoli porucha.
• Nejde resetovat ani po čekání: FAQ Fuji Electric uvádí, že jejich relé lze resetovat, když od vypnutí uplyne 90 až 350 sekund nebo více podle velikosti rámu. Pokud se relé nevrátí ani poté, je pravděpodobně vadné. U relé jiných výrobců hledejte dobu čekání v návodu.
• Resetuje se, ale vypne znovu: příčina stále trvá. Motor dál nespouštějte a vraťte se k hledání příčiny.

Po resetu ověřte, že zařízení běží normálně. Zkontrolujte, zda je provozní proud výrazně pod nastavenou hodnotou a vyvážený ve všech třech fázích.

Obrázek 4: Ruční a automatický reset

Návody Fuji Electric a Omron popisují, jak přepnout z ručního na automatický reset.

Ruční resetPo vypnutí relé zůstane vypnuté, dokud někdo nestiskne reset. Před restartem lze zjistit příčinu a indikace (tyčka apod.) ukazuje, že k vypnutí došlo.

Automatický resetRelé se po vychladnutí vrátí samo. Nikdo nemusí chodit k vzdálenému zařízení, ale u některých typů se indikace vypnutí v automatickém režimu nezobrazí.

Při automatickém resetu v dvouvodičovém ovládacím obvodu se motor rozběhne v okamžiku resetu relé. Ruce nebo nářadí ve stroji mohou být zachyceny, proto před volbou tohoto režimu ověřte obvod i způsob obsluhy stroje.

Způsob přepnutí a chování indikace jsou příklady z návodů Fuji Electric TK-E02 a Omron J7TC. Ověřte si je u každého typu.

Dvouvodičový ovládací obvod nechává motor běžet po celou dobu, kdy je přítomen povel k chodu. Třívodičový obvod používá tlačítka a samodržný kontakt, takže po resetu relé motor zůstane stát, dokud někdo nestiskne start.

U dvouvodičového obvodu se motor rozběhne ihned i po ručním resetu, pokud povel k chodu stále trvá. Provozní spínač by proto měl být před resetem relé vypnutý.

Jak zabránit opakovanému vypínání

Pravidelné kontroly odhalí závady zařízení a obvodů včas a řízení zátěže brání přetížení. Nejužitečnějším zvykem je zaznamenávat normální provozní proud. Pokud proud před vypnutím pozvolna roste, je to signál, že se má hledat opotřebené ložisko nebo ucpání.

Když příčina není známa, relé vypíná opakovaně nebo se nedá resetovat, motor zastavte a předejte problém elektrotechnikům. Údaje z kontrolního seznamu na konci článku jim šetření urychlí.

Jak se volí nastavený proud

Nastavený proud (seitei-chi) rozhoduje o tom, zda relé motor skutečně chrání. Výchozí jsou dva údaje: proud motoru při plném zatížení na štítku a rozsah nastavení relé. Upřesňují ho okolní podmínky, druh zátěže, typ relé a zkušební provoz.

Změna nastavení je rozhodnutí elektrotechnika podle dokumentace zařízení a norem závodu. Přetočit kolečko výš přímo ve výrobě jen proto, že relé vypnulo, je přesně to, čemu se vyhnout.

Začít proudem motoru při plném zatížení

Jmenovitý proud motoru najděte na štítku, v návodu nebo ve specifikaci. Jmenovitý proud je proud, který motor odebírá při trvalém provozu na jmenovitém výkonu. Návody Fuji Electric i Omron shodně říkají, že nastavovací kolečko se otočí tak, aby proud motoru při plném zatížení odpovídal značce ▼.

Výrobce stroje však může předepsat jinou hodnotu, proto zkontrolujte i dokumentaci stroje. U strojů uváděných na trh v EU se ochrana motorů proti přetížení řeší v rámci ČSN EN 60204-1 (kap. 7.3). Konkrétní mez nastavení pro váš stroj vždy vychází z dokumentace výrobce a rozhoduje o ní elektrotechnik.

Zohlednit okolní teplotu

Relé se ohřívá i z okolí, takže v horkém rozvaděči vypíná dříve a v chladu později. Katalog Omron J7TC uvádí teplotní kompenzaci takto: vypne do 2 hodin při 120 % proudu při 40 °C a při 130 % při −5 °C.

Návod ukazuje také příklad výpočtu nastavení s korekčním součinitelem, když se okolí od 20 °C výrazně liší. Pokud relé vypíná jen v létě, podívejte se nejdřív na teplotu v rozvaděči a na větrání, teprve potom na nastavení.

Přizpůsobit relé zátěži

Motory, které se často spouštějí a zastavují, zažívají opakovaná krátká přetížení. U nich, u zátěží s dlouhým rozběhem a u tipovacího provozu je řešením relé určené pro takový provoz (například typ s nasycenou tlumivkou), nikoli vyšší nastavení.

Výběrová příručka Mitsubishi Electric uvádí, že pokud se podle rozběhového proudu a doby rozběhu očekává vypnutí, použije se relé s nasycenou tlumivkou, nebo se relé po dobu rozběhu zkratuje. Fuji Electric poznamenává, že zátěže s dlouhým rozběhem vyžadují typ se zpožděním.

U rozběhu hvězda-trojúhelník omezuje Mitsubishi Electric dobu zapojení do hvězdy na 10 sekund na časovači a při delší době žádá přezkoumat výběr zařízení. Viz článek o rozběhu hvězda-trojúhelník.

Zkontrolovat rozsah a počet prvků relé

Většina relé má určený rozsah nastavení. Omron J7TC-01-4E2 například pokrývá 2,8–4,2 A, což vyhovuje motoru s proudem 3,8 A při plném zatížení. Mimo svůj rozsah relé nesplňuje deklarované parametry, proto vyberte typ, jehož rozsah odpovídá.

Zkontrolujte i počet prvků. Výběrová tabulka Mitsubishi Electric vychází ze dvouprvkového typu, ale tam, kde je potřeba ochrana proti výpadku fáze, doporučuje tříprvkový typ (jejich typ „2E“).

Naopak relé s ochranou proti výpadku fáze použité u jednofázového motoru může vypnout zbytečně, protože jeden pól je bez proudu. Omron doporučuje vést proud přes všechny póly v sérii, nebo nastavit kolečko asi o 10 % výš.

Potvrdit zkušebním provozem

Po nastavení proudu zařízení vyzkoušejte za skutečných provozních podmínek. Relé má při přetížení vypnout a při normálním provozu nevypínat. Kontrola funkce stisknutím zkušební tyčky relé také ukáže, zda ovládací obvod motor zastaví tak, jak má.

Pokud relé vypíná při každém rozběhu, výrobci udávají, jak moc lze nastavení zvýšit. Omron u J7TC uvádí asi 5 % nebo méně a Mitsubishi Electric doporučuje asi 110 % jmenovitého proudu, když vypíná motor vyměněný za motor IE3. Obojí platí jen v mezích dokumentace daného výrobku.

Pokud relé vypíná i tak, nastavení dál nezvyšujte a přejděte na vhodný typ, například s nasycenou tlumivkou.

Průběžně nastavení přezkoumávat

Nastavení se nedělá jednou provždy. Přezkoumejte ho při výměně motoru, změně zátěže, změně provozních podmínek nebo prostředí. Při pravidelných kontrolách se vedle nastavení kontrolují i šrouby svorek.

Návod Fuji Electric žádá svorkové šrouby pravidelně dotahovat, protože uvolněné svorky způsobují zahřívání a výpadek fáze.

Časté příčiny vypnutí u čerpadel

Když vypne motor čerpadla, dívejte se kromě elektrické části i na čerpadlo samotné. Návody k čerpadlům Ebara (řady DN a SCD) uvádějí tyto příčiny nadproudu.

Obrázek 5: Proč roste proud motoru čerpadla

Příčiny se lépe hledají, když je rozdělíte na potrubí, čerpadlo, kapalinu a napájení.

Příliš velký průtokDopravní výška je nízká a průtok příliš velký. Přiškrcení výtlačného ventilu proud sníží

Zachycené cizí tělesoNečistoty nebo pevné části v oběžném kole. Ručka ampérmetru se rozkmitá víc

Rotující částiPoškozené ložisko, zadřená mechanická ucpávka nebo otírání rotujících dílů

Těžká nebo viskózní kapalinaHustota nebo viskozita vyšší, než se počítalo

Špatná frekvenceČerpadlo na 50 Hz provozované na síti 60 Hz

Problémy s napájenímPokles napětí, nesymetrie napětí mezi fázemi, výpadek fáze

Z kapitoly o poruchách v návodech Ebara DN a SCD. Uvedené příčiny se podle typu liší.

Snadno se přehlédne příliš nízká dopravní výška, při které protéká příliš mnoho vody. U mnoha odstředivých čerpadel příkon na hřídeli s průtokem roste, takže při nižším odporu potrubí, než se počítalo, proud stoupne.

Položka o frekvenci se týká dovezených zařízení. Japonsko má na východě síť 50 Hz a na západě 60 Hz, proto ověřte, pro kterou je čerpadlo postaveno. Zdroj uvádí čerpadlo na 50 Hz provozované na 60 Hz. V Česku je síť 50 Hz (400 V), takže u zařízení určeného pro jiný region zkontrolujte frekvenci a napětí na štítku motoru a případné nejasnosti vyjasněte s dodavatelem.

Tytéž návody žádají obsluhu, aby denně kontrolovala proud a rozkmit ručky ampérmetru. I když je proud v mezích jmenovité hodnoty, velký rozkmit může znamenat zachycené cizí těleso v čerpadle. Široký a pravidelný rozkmit ručky může také ukazovat na pumpování (surging).

U čerpadel zaznamenávejte také výtlačný tlak, otevření výtlačného ventilu a změny teploty nebo druhu kapaliny. Když proud a tlak srovnáte ve stejných časech, snáze rozlišíte příliš velký průtok od ucpání.

Elektronická tepelná ochrana měniče (VFD) a tepelné relé

U motorů napájených frekvenčním měničem (VFD) může přetížení hlídat elektronická tepelná ochrana měniče (denshi samaru) místo bimetalového relé. Měří proud elektronicky, počítá, jak se motor zahřívá, a motor zastaví.

Když panel ukazuje samaru ijo nebo alarm přetížení, zjistěte nejdřív, které zařízení zasáhlo. Pokud tepelné relé nehlásí vypnutí a na displeji měniče je alarm, vypnul měnič.

Chování elektronické tepelné ochrany závisí na nastavení. FAQ Yaskawa Electric popisuje motory, které shořely, přestože tekl proud 150 % jmenovitého, a uvádí čtyři příčiny:

• Elektronická tepelná ochrana byla vypnutá
• Jmenovitý proud motoru byl nastaven chybně
• Motor pro všeobecné použití byl nastaven jako motor určený pro měnič
• Napájení měniče se po každém zastavení přetížením vypínalo

Čtvrtá příčina se snadno přehlédne. Téže FAQ uvádí, že doba do vypnutí při 150 % proudu je asi 1 minuta ze zahřátého stavu, ale asi 7 minut ze studeného.

Každé vypnutí napájení začíná počítání od studeného stavu, takže motor může shořet dřív, než měnič vypne. Nastavení i chování se podle typu liší, proto je hledejte v návodu k měniči.

Kontrolní seznam a otázky pro japonského dodavatele

Použijte ho při vypnutí tepelného relé na zařízení japonské výroby nebo před uvedením do provozu.

Co zaznamenat při každém vypnutí

• Název zařízení, typ relé a nastavený proud
• Přítomné indikace: indikace vypnutí na relé, stav nadřazeného jističe, text alarmu na HMI (japonské hlášení vyfoťte)
• Doba od spuštění do vypnutí a zátěž v tu chvíli
• Normální provozní proud a proud těsně před vypnutím a zda se relé dalo resetovat
• U čerpadel: výtlačný tlak, otevření výtlačného ventilu, teplota a druh kapaliny

Otázky pro japonského dodavatele

• Jaký typ relé a třída vypnutí se používá a z čeho vychází nastavený proud (štítkový proud při plném zatížení, nebo hodnota předepsaná výrobcem stroje)?
• Je relé nastaveno na ruční, nebo automatický reset? Je ovládací obvod dvouvodičový, nebo třívodičový?
• Je relé dvouprvkové, nebo tříprvkové s ochranou proti výpadku fáze?
• Z jakého zařízení pochází každý alarm na HMI: z tepelného relé, z elektronické tepelné ochrany měniče, nebo z jiného zdroje? Můžete poslat seznam alarmů v angličtině?
• Pro jaké napětí a jakou frekvenci (50 Hz, nebo 60 Hz) je motor nebo čerpadlo postaveno a jak je zajištěno napájení v Česku (400 V, 50 Hz)?
• Jaký normální provozní proud byl změřen při přejímce ve výrobním závodě (FAT)?
• Pokud je potřeba nastavení upravit, jaký rozsah dovoluje návod relé a kdo změnu schvaluje?

Omezení tohoto článku

Doby vypnutí, chování resetu, indikace a meze nastavení uvedené v článku pocházejí z konkrétních dokumentů Omron, Fuji Electric, Mitsubishi Electric a Yaskawa Electric a platí pro tyto výrobky. Jiná relé a měniče se chovají jinak.

Článek nenahrazuje návod k relé nebo měniči, dokumentaci stroje, platné normy ani postupy LOTO a elektrické bezpečnosti vašeho závodu. Odkazy na ČSN a české předpisy jsou orientační a platné znění ověřte u útvaru BOZP nebo u revizního technika. Práce uvnitř rozvaděčů jsou určeny kvalifikovaným elektrotechnikům.

Časté otázky

Co znamená „thermal trip“ (vypnutí tepelného relé)?

Znamená to, že tepelné nadproudové relé zjistilo trvající přetížení a rozpojilo ovládací obvod stykače, takže se motor zastavil. Japonští technici pro stejnou událost říkají samaru ga ochiru („tepelná ochrana spadla“) nebo samaru ga tobu („tepelná ochrana vyletěla“).

Co znamená alarm samaru ijo (tepelná porucha)?

Obvykle znamená, že vypnulo tepelné nadproudové relé. Jeho kontakt 97-98 je zapojen na lampu nebo vstup PLC, který alarm vyvolá. U některých strojů jde o alarm přetížení frekvenčního měniče, proto zjistěte, z jakého zařízení alarm pochází.

Proč se tepelné relé nedá resetovat?

Těsně po vypnutí je bimetal ještě ohnutý, takže reset zatím nefunguje. Fuji Electric u svých relé uvádí minimální čekání 90–350 sekund podle velikosti rámu. U jiných výrobců hledejte dobu v návodu. Pokud se relé nevrátí ani po stanovené době, podezřívejte vadné relé.

Relé stále vypíná. Mohu zvýšit nastavení?

Ne, dokud nenajdete příčinu. Výrobci uvádějí, o kolik lze nastavení zvýšit (Omron u J7TC asi 5 % nebo méně) a rozhodnutí patří elektrotechnikovi. Pokud relé vypíná i poté, může být potřeba změnit typ relé.

Jak rychle tepelné nadproudové relé vypne?

Záleží na přetížení a třídě vypnutí. U třídy vypnutí 10A musí relé při 150 % nastavení ze zahřátého stavu vypnout za méně než 2 minuty a při 720 % (zablokovaný rotor) ze studeného stavu za více než 2 a nejvýše 10 sekund. Při 105 % ze studeného stavu nesmí do 2 hodin vypnout.

Zdroje

• Provozní charakteristiky, nastavení, teplotní kompenzace, reset: Omron, katalog „Thermal Overload Relay J7TC Series“ (japonsky, kopie distributora)
• Reset a varování k automatickému resetu: Fuji Electric, návod k tepelnému relé TK-E02, INA-F2011c-JEC (kopie distributora)
• Proč se relé nedá resetovat (90–350 s): Fuji Electric FA Components & Systems, FAQ „Reset tepelného relé“ (japonsky)
• Indikace a tlačítka reset podle typu: Fuji Electric FA Components & Systems, FAQ „Vypnutí a reset tepelného relé“ (japonsky)
• Třída vypnutí a typy se zpožděním: Fuji Electric, aplikace pro výběr motorových spouštěčů „MS Scale“ (japonsky)
• Tříprvková relé, typy s nasycenou tlumivkou, motory IE3: Mitsubishi Electric FA, „Výběr stykačů s tepelným relé“ (japonsky)
• Bimetal a provozní charakteristiky: Mitsubishi Electric Technical Report, sv. 87, č. 12 (2013), výrobní technologie ručních motorových spouštěčů (japonsky)
• Japonské názvy a kontakty: Panasonic, heslo „Thermal relay“ (japonsky)
• Zkušební body třídy vypnutí (1,05, 1,2, 1,5 a 7,2násobek nastavení): Schneider Electric FAQ (česky); ABB, technická příručka
• Elektronická tepelná ochrana: Yaskawa Electric, FAQ „Proč elektronická tepelná ochrana nezareagovala“ (japonsky)
• Příčiny nadproudu u čerpadel: Ebara, návod DN, návod SCD (japonsky)
• Zajištění a označení při práci v Japonsku: e-Gov, Industrial Safety and Health Regulations, články 107 a 339 (japonsky)
• Normy a předpisy ČR (orientačně, platné znění ověřte): ČSN EN IEC 60947-4-1, ČSN EN 60204-1 (kap. 7.3), ČSN EN 50110-1, vyhláška č. 50/1978 Sb.