Elektromechanisches Stromrelais

Was ist ein Stromrelais? Eine solche Frage stellt sich häufig bei Studenten und Autodidakten. Die Antwort ist recht einfach, aber in Lehrbüchern und vielen Artikeln im Internet gibt es eine Vielzahl von Formeln und Verweisen auf verschiedene Gesetze. In unserem Artikel werden wir versuchen zu erklären, was es ist und wie es buchstäblich an den Fingern funktioniert.

Stromrelaisgerät

Betrachten wir zunächst das Prinzip des Stromrelais und seines Geräts. Im Moment gibt es elektromagnetische, induktive und elektronische Relais.

Wir werden das Gerät der gängigsten elektromagnetischen Relais zerlegen. Darüber hinaus bieten sie die Möglichkeit, ihr Funktionsprinzip am besten zu verstehen.

Elektromagnetische Stromrelaisvorrichtung

• Beginnen wir mit den Grundelementen jedes Stromrelais. Es hat notwendigerweise einen Magnetkern. Darüber hinaus hat dieser Magnetkern einen Bereich mit einem Luftspalt. Je nach Ausführung des Magnetkreises können 1, 2 oder mehr solcher Lücken vorhanden sein. In unserem Foto gibt es zwei solche Lücken.
• Auf dem festen Teil des Magnetkreises befindet sich eine Spule. Und der bewegliche Teil des Magnetkreises ist durch eine Feder fixiert, die der Verbindung der beiden Teile des Magnetkreises entgegenwirkt.

Das Funktionsprinzip des elektromagnetischen Stromrelais

• Wenn an der Spule eine Spannung auftritt, wird im Magnetkreis eine EMF induziert. Dadurch werden die beweglichen und stationären Teile des Magnetkreises zu zwei Magneten, die sich verbinden möchten. Die Feder erlaubt es ihnen nicht.
• Wenn der Strom in der Spule zunimmt, nimmt die EMK zu. Dementsprechend nimmt die Anziehungskraft des sich bewegenden und festen Abschnitts des Magnetkreises zu. Wenn ein bestimmter Wert der Stromstärke erreicht ist, ist die EMK so hoch, dass sie den Widerstand der Feder überwindet.
• Der Luftspalt zwischen den beiden Abschnitten des Magnetkreises beginnt sich zu verringern. Aber wie der Befehl und die Logik besagen, wird die Anziehungskraft umso größer und die Magnetkerne sind umso schneller verbunden, je kleiner der Luftspalt ist. Infolgedessen dauert der Schaltvorgang Hundertstelsekunden.

Es gibt derzeit Relais mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen

• Bewegliche Kontakte sind starr an dem beweglichen Teil des Magnetkreises angebracht. Sie schließen mit festen Kontakten und signalisieren, dass der Strom an der Relaisspule den eingestellten Wert erreicht hat.

Current Reset Current Adjustment

• Um in die ursprüngliche Position zurückzukehren, sollte der Strom im Relais wie im Video abnehmen. Wie stark es abnehmen sollte, hängt vom sogenannten Rücklaufkoeffizienten des Relais ab.

Sie hängt von der Ausführung ab und kann aufgrund der Spannung oder Schwächung der Feder auch für jedes Relais individuell angepasst werden. Es ist durchaus möglich, es selbst zu tun.

Zweck und Methoden zum Anschließen von Stromrelais

Strom- und Spannungsrelais sind die Hauptelemente fast aller grundlegenden Schutzmaßnahmen. Schauen wir uns daher den Umfang und das Schaltbild genauer an.

Zweck des Stromrelais

Und zuallererst wollen wir mal sehen, warum braucht man eigentlich dieses Stromrelais? Um diese Frage zu beantworten, sollten wir ein wenig in die Theorie eintauchen. Aber wir werden versuchen, es so oberflächlich und zugänglich wie möglich zu machen.

• Jede elektrische Installation hat zwei Hauptparameter: Strom und Spannung. Durch die Steuerung dieser beiden Parameter ist es möglich, die Leistung des Geräts und mögliche Fehlfunktionen zu bewerten.
• Wie Sie sich vorstellen können, steuert das Stromrelais den Strom. Und wenn die Abnahme nur von einer Lastreduzierung spricht, deutet die Zunahme in den meisten Fällen auf eine schwerwiegende Funktionsstörung hin. Um das Thema nicht näher zu betrachten, nehmen wir den Elektromotor als Beispiel.

Relais Motorschutzschaltung

• Der Motor hat einen Nennstrom von beispielsweise 50A. Ein geringfügiger Anstieg des Stroms, beispielsweise auf 55 A, signalisiert eine Überlastung. In diesem Fall sollte der Motor nicht sofort abgestellt werden, da die Überlastung nur vorübergehend sein kann. Laut EI dürfen die meisten Elektromotoren regelmäßig überlastet werden.
• Ein Dauerbetrieb mit einem höheren Nennstrom kann jedoch auf einen mechanischen Defekt oder andere Probleme hinweisen. Daher muss der Motor nach dem Laden nach einer bestimmten Zeit abgestellt werden.

Überlastschutzschaltung

• Die Strom- und Zeitrelaisschaltung bietet einen solchen Schutz. Wenn der Strom über den Nennwert von 50 A ansteigt, wird das Stromrelais aktiviert. Mit seinen Kontakten startet er ein Zeitrelais, das die zulässige Betriebszeit des Motors im gelöschten Zustand zählt. Wenn während dieser Zeit das Stromrelais nicht verschwindet, wird das Zeitrelais aktiviert und der Elektromotor ausgeschaltet.

Beachten Sie! Der Überlastschutz muss ab dem Zeitpunkt des Motorstarts wieder aufgebaut werden. Wie Sie wissen, kann der Anlaufstrom beim Starten das Zehnfache des Nennstroms erreichen (normalerweise das Fünf- oder Sechsfache). Um ein falsches Auslösen des Überlastschutzes zu vermeiden, muss die Zeitverzögerung länger sein als die Umkehrzeit des Motors.

Stromabschaltung

• Nehmen wir jetzt eine andere Situation . Es liegt ein Kurzschluss an unserem Motor vor. Es muss so schnell wie möglich deaktiviert werden. Ein Kurzschluss ist durch einen starken Anstieg des Stroms gekennzeichnet. Abhängig von der Art des Kurzschlusses können diese Ströme das 10-fache des Nennwerts überschreiten.
• Auf dieser Grundlage müssen wir ein Stromrelais anlegen, dessen Stromkreis auf einen solchen Strom reagiert, und es sofort ausschalten. Ein solcher Schutz wird als Stromunterbrechung bezeichnet. Wenn der Schutz elektrische Geräte sofort abschaltet, wenn ein bestimmter Stromwert erreicht ist.

Zeitgesteuerte Stromrelais

• Es gibt aber Kurzschlüsse, die nicht so große Ströme haben. In diesem Fall ändert sich das Stromrelais und sein Schaltplan etwas. Das Funktionsprinzip ähnelt dem des Überlastschutzes. Je höher der Strom, desto schneller schaltet sich unser Elektromotor aus. Dies wird durch die Kombination von Zeitrelais und Strom in einem Gerät erreicht. Ein solcher Schutz wird als Überstrom bezeichnet.

Stromschutz im Schalter eingebaut

• Es gibt auch Schutz gegen einphasige Erdschlüsse, Schutz gegen Gegenströme, Differentialschutz, Distanzschutz und viele andere Relaiskreise, die ein Stromrelais verwenden.

Dies sind jedoch bereits spezifischere Abwehrmechanismen, die ein tieferes Verständnis der Prozesse erfordern. Daher werden wir sie in unserem Artikel nicht berücksichtigen.

Stromrelais Anschlusspläne

Nachdem Sie das Gerät und den Zweck des Stromrelais untersucht haben, können Sie zur Frage des Anschlusses übergehen. Es gibt zwei Hauptoptionen - direkt oder über einen Stromwandler.

Sehen wir uns jede dieser Optionen an:

• Relais können direkt an elektrische Anlagen mit einer Spannung von bis zu 1000 V angeschlossen werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei einer höheren Spannung die Abmessungen des Relais erheblich vergrößert werden müssten, um eine ausreichende Isolierung und den Fluss großer Ströme sicherzustellen. Und deshalb würde sich auch der Preis für das Relais erhöhen.

Direkt angeschlossenes Stromrelais

• Verbraucher bis 1000 V sind in der Regel nicht die Hauptverantwortlichen, weshalb der Schutz ein- oder zweiphasig erfolgt. Es ist jedoch möglich, den Schutz in allen drei Phasen zu implementieren. Dazu wird einfach in Reihe mit der Last die Spule des Stromrelais ein- oder mehrphasig eingeschaltet.

Stromrelais

• Viele Stromrelais enthalten zwei Spulen. Dafür können die Wicklungen des Stromrelais in Reihe oder parallel geschaltet werden. Dies ist erforderlich, um die Betriebsgrenzen des Relais zu ändern.
• Nehmen Sie als Beispiel das Relais PT 40. Wenn die Spulen parallel geschaltet sind, variiert der Ansprechstrom von 0,1 bis 100A. Wenn die Wicklungen in Reihe geschaltet sind, kann die Betriebsgrenze im Bereich von 0,2 - 200 A eingestellt werden.

Beachten Sie! Wenn Sie eine Ansprechgrenze von 0,1-100A benötigen, können Sie die zweite Wicklung prinzipiell überhaupt nicht anschließen.

Stromwandler 6 - 10kV

Stromwandler 110kV und höher

• Häufiger beinhalten elektrische Schaltungen zum Anschließen von Stromrelais die Verwendung von Stromwandlern. Mit diesen Geräten können Sie jeden Strom in Werte von 1 oder 5 A umwandeln.

Schaltplan des Stromrelais durch Stromwandler

• Solche Verbraucher werden in der Regel als verantwortungsbewusst angesehen, weshalb in jeder Phase ein aktueller Schutz implementiert wird . Das Prinzip der Verbindung ist einfach. Die Relaisspule wird einfach an die Klemmen des Stromwandlers angeschlossen.

Achtung! Hier ist jedoch zu beachten, dass Stromwandler und alle sekundären Schaltungen im kurzschlussnahen Modus arbeiten. Das Unterbrechen solcher Stromkreise ist daher mit Schäden am Stromwandler sowie schwerwiegenden Folgen für den Menschen verbunden. Vor dem Umschalten von Stromkreisen sollten diese daher mit einer Brücke kurzgeschlossen werden. Oder um elektrische Geräte einzuschalten, die in Reparaturen entstanden sind.

Fazit

Das Stromrelais und der Stromkreis seiner Verbindung haben viele Nuancen. Wenn Sie in jedes gehen, erhalten Sie ein vollständiges Lehrbuch. Unser Ziel war es, Ihnen einen allgemeinen Überblick über dieses Relais in der am besten zugänglichen Sprache zu geben. Daher werden einige Fragen in unserem Artikel nicht vollständig oder nur offengelegt. Weitere Einzelheiten zu jedem Aspekt sollten auf der Grundlage der bestehenden Bedingungen verstanden werden.