丁晓阳 祁斌 杨涛 赖远波 张斌

摘 要：文章介绍了西门子RB系列保护器的技术特点及基本功能，并通过现场实际应用着重介绍了现场较复杂控制功能的实现。

关键词：西门子RB系列保护器；热过载；接地；措施

1 引言

在传统的电动机控制保护回路中，多采用热继电器做为电动机的过载保护元件，空气开关或熔断器做为电动机的速断保护元件。这样构成的电动机控制保护回路虽然具有成本较低、具备一定保护、控制功能的作用，但其功能单一、保护精度较低，自身不具备通讯功能，在控制要求日益精确的今天，不能满足现场的需求。

2 技术特点

西门子RB系列保护器，具有过载、热敏电阻监视、接地故障监视等保护功能，可根据用户需求设定热过载脱口曲线、热敏电阻值等来執行用户定义的控制。

2.1 西门子RB系列保护器介绍

图1为西门子RB系列保护器基本单元面板示意图：

（1）绿色“就绪”发光二极管：连续的绿色指示灯表示设备正处于正确的工作状态。

（2）红色“接地故障”发光二极管：连续的红色指示灯表示接地故障。

（3）红色“热敏电阻”发光二极管：连续的红光指示主动热敏电阻脱扣。

（4）红色“过载”发光二极管：连续的红光指示主动过载脱扣；闪烁的红光指示即将发生的脱扣（过载报警）。

（5）电动机电流和脱扣等级调整：通过这两个旋钮，可以方便地根据起动条件将该设备设置到电动机电流和所要求的脱扣等级。

（6）用于手动/自动复位的选择开关：通过这个开关，可以在手动和自动复位之间进行选择。

（7）测试/复位按钮：能够对全部重要的设备器件和功能进行测试。另外，当选择了手动复位时，在脱扣之后，可以对该设备进行复位。

（8）连接端子（可拆卸式端子板）：通过这些通用尺寸的端子，可以连接用于辅助、控制和传感器回路的两个具有不同横截面的导体。既可以使用螺钉型端子又可以使用弹簧笼卡型端子进行连接。

（9）3RB29 85 功能扩展模块：能够添加更多的功能，例如：内部接地故障检测以及一个带有相应信号的模拟输出。

2.2 保护特性

西门子RB系列保护器可按照起动条件进行微调，四种脱扣类别可选，从类别5到类别30。脱扣的时间可按照负载性质及起动条件进行微调，电动机的使用可因而得到优化。公差小于10%，确保了脱扣曲线的准确性。

2.2.1 热过载保护

西门子RB系列保护器可检测外部电源的最大630A（使用电流互感器最大达820A）的带有单稳态辅助触点类型和带有双稳态辅助触点类型电子式过载继电器对正常和重载起动的负荷进行反时限延时保护，防止由于过载、相间不平衡或者断相所引起的过度温升。过载、相间不平衡或者断相导致电动机的电流上升并超过已设置的电动机额定电流。由一个电流测量模块检测该电流上升，由一个与之相连接的专用评价模块对该电流进行电子学上的评价。该评价电子装置将一个信号发送到辅助触点。然后，该辅助触点通过接触器切断负荷。这个切断时间由脱扣电流和已设置的电流Ie 之间的比率来决定并以长期稳定脱扣特性的形式存储。通过一个连续的红色“过载”发光二极管来指示“脱扣”状态。

当超过极限电流时，该发光二极管通过闪烁来指示由于过载、相间不平衡或者断相所引起的继电器即将发生的脱扣。也可以通过辅助触点将该报警作为一个信号来发送。

2.2.2 热敏电阻保护

除了对负载进行反时限延时保护防止其过度温升外，还可以通过连接一个PTC传感器电路作为失效保护，使用电子式过载继电器直接监测电动机绕组（完全电动机保护）的温度。使用这个基于温度的保护，可以保护负载免受由于如冷却流量的减小所间接引起的过热而只通过电流无法检测到冷却流量的减小。在发生过热的情况下，该设备通过辅助触点开断接触器，从而切断负载。通过一个连续发光的“过载”发光二极管来指示“脱扣”状态。

2.2.3 接地保护

要保护负载免受由于绝缘损坏、潮湿、凝结水等所引起的高阻抗短路，3RB22/3RB23电子式过载继电器可以和一个功能扩展模块一起实现内部接地故障监测。在发生接地故障的情况下，继电器瞬时脱扣。通过一个红色的“接地故障”发光二极管来指示“已脱扣”的状态。也可以通过辅助触点发送信号。

在由于过载、相间不平衡、断相、热敏电阻脱扣或者接地故障所引起的脱扣后，在所需恢复时间过去之后，既可以通过手动或自动对该继电器进行复位。

3 现场应用

由于我厂使用的西门子RB系列保护器均采用24V电源作为工作电源，所以就会出现，如：生产波动或设备检修，必须要将设备拆线做能量隔离；对电机拆线后，西门子RB系列保护器上GND FAULT灯就会长期持续点亮。

优点：拆线后，保护器报故障，控制回路断开，无法启动电机，这就意味着保护多重性。

缺点：由于长时间的检修，热敏电阻始终处于断开状态，当检修完毕，电机恢复接线后，西门子RB系列保护器无法复位故障信号；

采取措施：人为将西门子RB系列保护器的24V电源断开，在从新送电后方可正常。

由于我厂使用西门子RB系列保护器的电机均采用了热敏电阻保护，当现场电机由于工况条件或设备原因，造成热敏电阻失效或损坏，电机就无法启动，影响生产运行。

采取措施：为了不影响生产，紧急寻找电阻相同或滑动变阻器进行电阻值的设定，来满足西门子RB系列保护器故障复位。

4 结束语

由于西门子RB系列保护器可以保护多层次，多电流提档的电机，所以只需要在西门子RB系列保护器设定值旋钮上选择到所需要的最大电流范围，然后在设定额定电流值即可，无需从新更换西门子RB系列保护器。我厂设备有些存在选型刚好适合，但在多年生产工艺流程上由于管线老化、流量变小，所以生产装置要求将某些现在不能满足要求的电机更换大级别的电机。