Защита эл двигателя от перегрузки по току

Когда говорят про защиту двигателей от перегрузки, часто думают, что хватит обычного автомата — а потом удивляются, почему подшипники выходят из строя или обмотка темнеет. На деле токовая защита — это не просто 'отключить при превышении', а целая философия баланса между тепловыми характеристиками двигателя и реальными режимами работы.

Почему токовая защита — это не только про ток

В 2018 году на одном из деревообрабатывающих комбинатов под Воронежем столкнулся с классической ошибкой: поставили тепловое реле с запасом по току 20%, чтобы 'не ложноприводило'. Через полгода двигатель 15 кВт на фуганке сгорел — но не от перегрузки, а от межвиткового замыкания, которое эта самая 'защита' пропустила. Потому что срабатывание должно учитывать не номинальный ток, а перегрузочную способность конкретного двигателя.

Кстати, у китайских коллег из ООО Юэцин Сутун Электрооборудование подход интересный — они в документации к своим пускателям прямо указывают кривые нагрева для разных типов двигателей. Не абстрактные цифры, а конкретные графики для лифтовых приводов vs насосов. Это полезно, когда подбираешь защиту для специфичного оборудования.

Ещё нюанс: иногда перегрузка по току возникает не от механической нагрузки, а от падения напряжения в сети. Видел случай на мелькомбинате — двигатель 37 кВт грелся, хотя нагрузка на валу была в норме. Оказалось, кабель 4х16 мм2 на 100 метрах при пуске давал просадку до 300В. Защита срабатывала, но уже при перегреве обмотки.

Типичные ошибки в настройке защит

Самая частая — игнорирование времени пуска. Если у дробилки или компрессора пуск занимает 15-20 секунд, а тепловое реле отключает через 10 — начинают ставить завышенные уставки. В итоге защита не работает там, где должна. Лучше использовать реле с регулируемой времятоковой характеристикой, как в серии ПМЛ от КЭВ или у тех же китайских аналогов.

Ещё забывают про температуру окружающей среды. Тепловое реле, настроенное в цеху при +25°C, зимом в неотапливаемом помещении будет срабатывать позже — биметалл остывает медленнее. Приходится либо корректировать уставки сезонно, либо ставить электронные модули с термокомпенсацией.

Кстати, про электронику — не всегда она лучше. В пыльных цехах (например, на цементных заводах) цифровые датчики тока быстрее выходят из строя, чем старые добрые индукционные системы. Приходится искать компромисс между точностью и надёжностью.

Практические кейсы из опыта

На буровой установке в ХМАО столкнулись с циклическими перегрузками — двигатель 55 кВт работал в режиме 'рывок-пауза'. Стандартная защита постоянно отключала, хотя двигатель не перегревался. Пришлось ставить реле с памятью тепловой модели, которое учитывало остывание в паузах. Сейчас такие решения есть у всех крупных производителей, включая продукцию с сайта https://www.sutong.ru — у них в каталоге есть модули с функцией 'охлаждения в простое'.

Другой случай — на конвейерной линии пищевого производства. Там из-за частых пусков/остановок обычное тепловое реле срабатывало раз в две недели. Разобрались — оказалось, подшипники начали подклинивать, но защита реагировала только когда ток превышал 150%. Пришлось дополнительно ставить датчики вибрации.

Иногда помогает простая доработка — на одном из элеваторов в Ростовской области для двигателей норий поставили трансформаторы тока с выводом на стрелочный прибор. Оператор видит ток в реальном времени и может заранее заметить аномалию, не дожидаясь срабатывания защиты.

Современные решения и их подводные камни

Сейчас модно ставить частотные преобразователи со встроенной защитой — но они не всегда адекватно отрабатывают межвитковые замыкания. Преобразователь 'видит' ток на входе, а не в обмотке. Для ответственных применений лучше дублировать защиту отдельным устройством.

Микропроцессорные терминалы — казалось бы, идеальное решение. Но в 2020 году на металлургическом комбинате был случай: из-за помех от сварочных аппаратов защита давала ложные срабатывания. Пришлось экранировать линии связи и перенастраивать фильтры.

Интересно, что некоторые китайские производители, включая ООО Юэцин Сутун Электрооборудование, сейчас предлагают гибридные решения — электромеханическую защиту с цифровой индикацией. Для условий России часто лучше чистой электроники — меньше чувствительность к помехам и перепадам температур.

Что чаще всего упускают при проектировании

Не учитывают класс изоляции двигателя. Если у двигателя класс F, а защита настроена по классу B — он будет работать на пределе тепловых возможностей. Хотя формально ток не превышен.

Забывают про высоту над уровнем моря — на горных предприятиях теплоотдача хуже. Двигатель на высоте 2000 метров требует коррекции уставок на 15-20%.

И главное — не прописывают в эксплуатационной документации алгоритмы проверки защиты. Видел объекты, где тепловые реле не тестировали с момента запуска оборудования. А через 5 лет оказывается, что биметалл 'залип' и защита не работает.

Выводы, которые не пишут в учебниках

Идеальной универсальной защиты не существует — каждый случай нужно рассматривать отдельно. Иногда дешёвое тепловое реле с правильной настройкой работает лучше дорогого микропроцессорного терминала.

Китайские компоненты (включая продукцию из Юэцина) сейчас часто не уступают европейским по надёжности в штатных режимах, но могут 'капризничать' при нестандартных ситуациях — например, при глубоких посадках напряжения.

Самое важное — регулярный контроль реальных токов, а не доверие паспортным данным. За 15 лет работы ни разу не видел двух абсолютно одинаковых двигателей даже в одной партии — разброс параметров всегда есть, и защиту нужно подстраивать под конкретный экземпляр.