Arbeitsprinzip und Arten von Überstromrelais
In einem Überstromrelais oder Ü/Str-Relais ist die Aktivierungsgröße nur Strom. Es gibt nur ein stromgesteuertes Element im Relais, keine Spannungsspule usw. sind erforderlich, um dieses Schutzrelais zu konstruieren.
Arbeitsprinzip des Überstromrelais
In einem Überstromrelais gibt es im Wesentlichen eine Stromspule. Wenn normaler Strom durch diese Spule fließt, ist der magnetische Effekt, den die Spule erzeugt, nicht ausreichend, um das bewegliche Element des Relais zu verschieben, da in diesem Zustand die Hemmkraft größer als die Ablenkungskraft ist. Wenn jedoch der Strom durch die Spule zunimmt, nimmt auch der magnetische Effekt zu und nach einem bestimmten Strompegel übertrifft die Ablenkungskraft, die durch den magnetischen Effekt der Spule erzeugt wird, die Hemmkraft. Als Ergebnis beginnt das bewegliche Element, sich zu bewegen, um die Kontaktstellung im Relais zu ändern. Obwohl es verschiedene Typen von Überstromrelais gibt, ist das grundlegende Arbeitsprinzip des Überstromrelais für alle mehr oder weniger gleich.
Typen von Überstromrelais
Je nach Betriebszeit gibt es verschiedene Typen von Überstromrelais, wie zum Beispiel,
Sofortüberstromrelais.
Zeitfestes Überstromrelais.
Umgekehrt zeitabhängiges Überstromrelais.
Umgekehrt zeitabhängiges Überstromrelais oder einfach umgekehrtes Ü/Str-Relais wird wiederum unterteilt in umgekehrt festes Mindestzeitrelais (IDMT), sehr umgekehrt zeitabhängiges Relais, äußerst umgekehrt zeitabhängiges Überstromrelais oder Ü/Str-Relais.
Sofortüberstromrelais
Die Konstruktion und das Arbeitsprinzip eines Sofortüberstromrelais sind ziemlich einfach.
Hier wird allgemein ein Magnetkern mit einer Stromspule gewickelt. Ein Stück Eisen ist so angeschmiegt, dass es durch Gelenkstütze und eine Hemmschwinge im Relais gehalten wird, sodass, wenn es keinen ausreichenden Strom in der Spule gibt, die NO-Kontakte offen bleiben. Wenn der Strom in der Spule einen voreingestellten Wert überschreitet, wird die Anziehungskraft ausreichend, um das Eisenteil auf den Magnetkern zu ziehen, und folglich schließen sich die NO-Kontakte.
Wir bezeichnen den voreingestellten Stromwert in der Relais-Spule als Aufnahmestrom. Dieses Relais wird als sofortiges Überstromrelais bezeichnet, da das Relais idealerweise sofort arbeitet, sobald der Strom in der Spule höher als der Aufnahmestrom ist. Es wird keine absichtliche Zeitverzögerung angewendet. Allerdings gibt es immer eine inhärente Zeitverzögerung, die wir praktisch nicht vermeiden können. In der Praxis beträgt die Betriebszeit eines Sofortrelais einige Millisekunden.
Zeitfestes Überstromrelais
Dieses Relais wird erstellt, indem nach dem Überschreiten des Aufnahmestromwerts eine absichtliche Zeitverzögerung eingeführt wird. Ein zeitfestes Überstromrelais kann so eingestellt werden, dass es eine Auslöseausgabe nach einer exakten Zeitspanne nach dem Einschalten ausgibt. Daher hat es eine Zeiteinstellungsanpassung und eine Aufnahmeanpassung.
Umgekehrt zeitabhängiges Überstromrelais
Umgekehrte Zeit ist eine natürliche Eigenschaft jedes induktiven rotierenden Geräts. Hier ist die Drehgeschwindigkeit des rotierenden Teils des Geräts schneller, wenn der Eingangsstrom größer ist. Mit anderen Worten, die Betriebszeit variiert umgekehrt proportional zum Eingangsstrom. Diese natürliche Eigenschaft des elektromechanischen Induktionsplattenrelais eignet sich sehr gut für den Überstromschutz. Bei schwereren Fehlern wird der Fehler schneller beseitigt. Obwohl die umgekehrte Zeitcharakteristik dem elektromechanischen Induktionsplattenrelais inhärent ist, kann die gleiche Charakteristik auch in mikroprozessorbasierten Relais durch geeignete Programmierung erreicht werden.
Umgekehrt festes Mindestzeit-Überstromrelais oder IDMT-Ü/Str-Relais
Ideale umgekehrte Zeitcharakteristiken können in einem Überstromrelais nicht erreicht werden. Da der Strom im System zunimmt, wird der Sekundärstrom des Stromtransformators proportional erhöht. Der Sekundärstrom gelangt in die Stromspule des Relais. Wenn der Stromtransformator jedoch gesättigt ist, gibt es keine weitere proportionale Erhöhung des Sekundärstroms bei steigendem Systemstrom. Aus diesem Phänomen ist klar, dass von einem Trickwert bis zu einem bestimmten Fehlereinschlussbereich ein umgekehrt zeitabhängiges Relais spezifische umgekehrte Charakteristiken zeigt. Nach diesem Fehlereinschlussbereich wird der Stromtransformator gesättigt und der Relaisstrom nimmt bei steigendem Fehlereinschluss des Systems nicht weiter zu. Da der Relaisstrom nicht weiter zunimmt, gibt es keine weitere Reduktion der Betriebszeit im Relais. Wir definieren diese Zeit als die Mindestbetriebszeit. Daher ist die Charakteristik im Anfangsteil umgekehrt, die sich zu einer festen Mindestbetriebszeit neigt, wenn der Strom sehr hoch wird. Deshalb wird das Relais als umgekehrt festes Mindestzeit-Überstromrelais oder einfach IDMT-Relais bezeichnet.
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