Zanik fazy oznacza utratę napięcia w jednym z torów trójfazowych. Asymetria faz występuje, gdy wartości napięć nie są odpowiednio zbliżone. Oba zjawiska mogą powodować nieprawidłową pracę silników, wzrost prądu, przegrzewanie i wyłączenia urządzeń. Do kontroli stosuje się przekaźniki fazowe oraz zabezpieczenia silnikowe.
Co to jest zanik fazy?
Przyczyną może być:
- przepalenie wkładki bezpiecznikowej,
- zadziałanie jednego bieguna aparatu,
- przerwany przewód,
- luźny zacisk,
- uszkodzony stycznik,
- awaria po stronie sieci,
- uszkodzenie rozdzielnicy.
W pełnym zaniku napięcie jednej fazy znika. W praktyce pomiary mogą pokazywać napięcia pozorne wynikające z połączeń przez odbiorniki.
Co to jest asymetria napięć?
Napięcia trzech faz mają różne wartości lub kąty. Przyczyną mogą być niesymetryczne obciążenia, problemy z siecią, uszkodzenia przewodów, przerwa neutralnego albo nieprawidłowe połączenia.
Niewielka asymetria napięcia może powodować znacznie większą asymetrię prądów w silniku.
Skutki dla silnika trójfazowego
Silnik pracujący przy zaniku fazy może:
- nie ruszyć,
- buczeć,
- tracić moment,
- pobierać zwiększony prąd w pozostałych fazach,
- szybko się nagrzewać,
- zadziałać termik,
- uszkodzić uzwojenia.
Jeżeli zanik nastąpi podczas pracy, silnik może nadal się obracać, co utrudnia zauważenie problemu.
Skutki dla innych odbiorników
- błędy falowników,
- wyłączenia zasilaczy,
- niestabilna praca automatyki,
- nieprawidłowe napięcia jednofazowe,
- wyłączenie styczników,
- uszkodzenie urządzeń przy przerwie N,
- nierównomierne obciążenie instalacji.
Jak działa przekaźnik kontroli faz?
Urządzenie mierzy napięcia i może wykrywać:
- zanik fazy,
- kolejność faz,
- asymetrię,
- podnapięcie,
- nadnapięcie,
- przerwę neutralnego, jeśli ma odpowiednią funkcję.
Po wykryciu błędu otwiera styk sterujący cewką stycznika. Nie przenosi zwykle prądu silnika.
Więcej: przekaźnik kontroli faz.
Przekaźnik fazowy a termik
Termik reaguje na prąd i nagrzewanie modelowane przez aparat. Może wykryć skutki zaniku fazy poprzez wzrost prądu, ale czas reakcji zależy od obciążenia i nastawy.
Przekaźnik fazowy reaguje bezpośrednio na napięcia. Najlepsza ochrona silnika może łączyć oba rozwiązania wraz z zabezpieczeniem zwarciowym.
Kolejność faz
Zmiana kolejności powoduje przeciwny kierunek obrotów silnika. W pompach, wentylatorach, sprężarkach i przenośnikach może prowadzić do awarii procesu. Przekaźnik kolejności faz blokuje załączenie przy niewłaściwym układzie.
Przerwa przewodu neutralnego
W obwodzie trójfazowym z niesymetrycznymi odbiornikami przerwa N może przesunąć punkt neutralny. Część odbiorników otrzyma zbyt niskie, a część zbyt wysokie napięcie. Nie każdy przekaźnik zaniku fazy wykrywa to zdarzenie.
Ochrona wymaga prawidłowego prowadzenia N, połączeń i urządzenia z odpowiednią funkcją pomiarową.
Objawy, które wymagają reakcji
- silnik buczy lub traci moc,
- obudowa szybko się nagrzewa,
- stycznik drga,
- lampy na jednej fazie gasną,
- napięcia w gniazdach wyraźnie się różnią,
- urządzenia resetują się,
- przekaźnik fazowy sygnalizuje alarm,
- zabezpieczenie działa po krótkim czasie.
Nie należy wielokrotnie uruchamiać urządzenia przed ustaleniem przyczyny.
Najczęstsze błędy
Zwiększanie nastawy termika
Może doprowadzić do przegrzania uzwojeń.
Ominięcie przekaźnika fazowego
Usunięcie blokady usuwa informację o awarii, a nie przyczynę.
Pomiar tylko jednego napięcia
Trzeba sprawdzić wszystkie napięcia międzyfazowe i fazowe zgodnie z układem.
Założenie, że obecność trzech kontrolek potwierdza jakość zasilania
Kontrolka może świecić przy napięciu niewłaściwym dla bezpiecznej pracy.
Bezpieczeństwo
Pomiar w obwodzie trójfazowym wymaga kwalifikacji i sprzętu o odpowiedniej kategorii pomiarowej. Przy nietypowych napięciach należy odłączyć zagrożone odbiorniki i znaleźć uszkodzenie przed ponownym załączeniem.
Najczęstsze pytania
Czy silnik może pracować na dwóch fazach?
Może nadal się obracać, ale zwykle pobiera nadmierny prąd i jest narażony na szybkie uszkodzenie.
Czy termik zawsze ochroni przed zanikiem fazy?
Nie w każdej sytuacji i nie zawsze wystarczająco szybko. Ochrona zależy od obciążenia, nastawy i konstrukcji.
Czy asymetria faz dotyczy tylko przemysłu?
Nie. Może wystąpić w każdym obiekcie trójfazowym, choć największe skutki dotyczą silników i wrażliwej automatyki.