KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 32.
W układzie zasilania silnika trójfazowego o prądzie znamionowym 2,73 A pracującego w stanie jałowym, nastąpiło zadziałanie zabezpieczenia w czasie około 20 sekund od momentu włączenia. Nastawa przekaźnika termobimetalowego wynosi 3 A, a pomiary wykazały, że silnik jest sprawny. Określ, która z przyczyn spowodowała zadziałanie zabezpieczenia.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zanik napięcia w jednej fazie powoduje silną asymetrię zasilania silnika trójfazowego: prądy w pozostałych fazach rosną i element termobimetalowy szybko się nagrzewa, więc zabezpieczenie może zadziałać nawet przy pracy jałowej. Nastawa 3 A jest wyższa niż 2,73 A, więc sama w sobie nie wskazuje na błąd nastawy.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku trójfazowym prawidłowa praca wymaga zasilania trzema fazami o właściwym napięciu. Gdy nastąpi zanik napięcia w jednej fazie (tzw. praca dwufazowa), układ staje się niesymetryczny. Mimo że silnik może dalej "kręcić się" bez obciążenia, w pozostałych fazach pojawiają się podwyższone prądy i zwiększone straty cieplne. To właśnie powoduje szybkie nagrzewanie przekaźnika termobimetalowego i jego zadziałanie po kilkunastu–kilkudziesięciu sekundach.

Informacje z treści zadania prowadzą do tej diagnozy:

  • Prąd znamionowy silnika to 2,73 A, a nastawa przekaźnika 3 A jest od niego nieco wyższa, więc przy normalnym stanie jałowym nie powinna powodować wyłączenia.
  • Zadziałanie po ok. 20 s sugeruje sytuację, w której element termiczny szybko "widzi" podwyższony prąd lub nierównomierne obciążenie faz, a nie długotrwałe, łagodne przeciążenie.
  • Pomiary wykazały sprawność silnika, więc przyczynę należy wiązać raczej z warunkami zasilania lub instalacją, a nie z wewnętrzną awarią uzwojeń.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne:

  • Uszkodzenie łopatek wentylatora może pogarszać chłodzenie, ale przy pracy jałowej i w tak krótkim czasie nie jest to typowa przyczyna zadziałania zabezpieczenia termicznego. Zwykle objawy narastają wraz z obciążeniem i czasem pracy.
  • Błędna nastawa przekaźnika termobimetalowego nie pasuje do danych liczbowych: 3 A jest większe od 2,73 A. Gdyby nastawa była zbyt niska, zadziałanie mogłoby występować także przy poprawnym zasilaniu i częściej w powtarzalny sposób.
  • Przerwa w przewodzie ochronnym jest groźna z punktu widzenia ochrony przeciwporażeniowej, ale sama w sobie nie powoduje wzrostu prądu roboczego silnika i nie jest typową przyczyną zadziałania przekaźnika przeciążeniowego.

W praktyce diagnostyka takiego przypadku powinna obejmować pomiar napięć międzyfazowych, kontrolę obecności wszystkich faz oraz sprawdzenie toru zasilania (styki, bezpieczniki, zaciski), zanim podejmie się decyzję o wymianie silnika.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Przekaźnik termobimetalowy (termiczny) to zabezpieczenie przeciążeniowe silnika. Reaguje na zbyt duży prąd w czasie, nagrzewając bimetal i rozłączając obwód sterowania. Chroni uzwojenia przed przegrzaniem, ale nie zastępuje zabezpieczenia zwarciowego.
Przy zaniku fazy zasilanie staje się niesymetryczne i w pozostałych fazach rosną prądy oraz straty cieplne. Silnik może chwilowo pracować, ale szybciej się nagrzewa. Przekaźnik termiczny "widzi" podwyższony prąd i może zadziałać po kilkunastu–kilkudziesięciu sekundach.
Typowe objawy to: trudniejszy rozruch, spadek momentu, nierówna praca, nagrzewanie oraz wyłączanie przez zabezpieczenie przeciążeniowe. Potwierdza się to pomiarem napięć międzyfazowych i sprawdzeniem, czy na zaciskach silnika faktycznie są obecne trzy fazy.
Nie musi być błędna. W praktyce nastawę dobiera się do prądu znamionowego z tabliczki silnika oraz warunków pracy. Skoro 3 A jest tylko nieco większe od 2,73 A, to przy poprawnym zasilaniu i pracy jałowej zabezpieczenie nie powinno zadziałać tak szybko.
Najczęstsze to pomiar tylko rezystancji uzwojeń bez sprawdzenia zasilania pod obciążeniem, brak kontroli napięć międzyfazowych, pominięcie luźnych zacisków lub nadpalonych styków. Silnik może mieć dobre uzwojenia, a mimo to wyłączać się przez problem w torze zasilania.
Przewód ochronny (PE) służy do ochrony przeciwporażeniowej i zapewnienia zadziałania zabezpieczeń przy uszkodzeniu izolacji. Przekaźnik termiczny reaguje głównie na prąd roboczy silnika. Sama przerwa PE nie zwiększa prądu pracy, choć jest poważnym zagrożeniem BHP.
Najczęściej są to: przepalony bezpiecznik w jednej fazie, uszkodzony styk stycznika, poluzowany zacisk, przerwany przewód fazowy lub awaria w rozdzielnicy. W diagnostyce sprawdza się kolejno zabezpieczenia, połączenia oraz styki pod kątem przegrzań i spadków napięć.
Gdy silnik pracuje dłużej pod obciążeniem, a chłodzenie jest istotne dla odprowadzania ciepła. Wtedy temperatura uzwojeń rośnie i przekaźnik termiczny może zadziałać. Przy krótkiej pracy jałowej typowo nie jest to najszybsza i najbardziej prawdopodobna przyczyna zadziałania.
W praktyce wykonuje się: pomiar napięć międzyfazowych i obecności faz, pomiar prądów w każdej fazie (szukając asymetrii), kontrolę stycznika i zacisków pod kątem nadpaleń, a także sprawdzenie nastawy termika. To pozwala odróżnić usterkę zasilania od przeciążenia.
Zwróć uwagę na trzy sygnały: czas zadziałania, stan pracy (jałowy) i porównanie prądu znamionowego z nastawą. Jeśli silnik jest sprawny, a wyłączenie jest szybkie, rozważ w pierwszej kolejności problemy z zasilaniem (np. zanik fazy) zamiast uszkodzeń mechanicznych.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 32% zdających egzamin. bardzo trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że nastawa 3 A jest wyższa niż 2,73 A, więc sama w sobie nie wskazuje na błąd nastawy.

Źródła:

  • PN-EN 60947-4-1, "Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa — Styczniki i rozruszniki silnikowe — Elektromechaniczne styczniki i rozruszniki silnikowe" (w zakresie ochrony silników i zabezpieczeń przeciążeniowych).
  • PN-EN 60204-1, "Bezpieczeństwo maszyn — Wyposażenie elektryczne maszyn — Część 1: Wymagania ogólne" (w zakresie zabezpieczeń i zasilania silników w układach maszynowych).
  • IEC 60034-1, "Rotating electrical machines — Part 1: Rating and performance" (w zakresie parametrów znamionowych maszyn elektrycznych i ich pracy).

Materiały:

  • Podręcznik/aplikacja szkolna z podstaw elektrotechniki: silniki trójfazowe i zabezpieczenia
  • Instrukcje producentów przekaźników termicznych (krzywe czasowo-prądowe, funkcja zaniku fazy)
  • Materiały dydaktyczne o typowych uszkodzeniach w układach trójfazowych (asymetria, zanik fazy)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego