4.3.2Thermische Überlastrelais 3RU11 und elektronische
Überlastrelais 3RB10
4.3.3Elektronische Überlastrelais 3RB124-22
4.4Zubehör4-30
4.4.1Elektrisches Fern-RESET4-30
4.4.2Mechanisches Fern-RESET4-31
4.4.3Weiteres Zubehör4-33
4.5Montage und Anschluss4-34
4.5.1Montage4-34
4.5.2Anschluss4-41
4.5.3Schaltpläne4-43
4.6Maßbilder (Maße in mm)4-46
4.7Technische Daten4-49
4.7.1Thermische Überlastrelais 3RU114-49
4.7.2Elektronische Überlastrelais 3RB104-54
4-15
SIRIUS Systemhandbuch
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4.7.3Elektronische Überlastrelais 3RB124-61
4.7.4Anschlussträger für Einzelaufstellung4-66
4-1
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
4.1Bestimmungen/Vorschriften/Approbationen
Normen• Die thermischen Überlastrelais 3RU11 sowie die elektronischen Überlas-
trelais 3RB10 und 3RB12 entsprechen den Normen:
IEC 60947-1/DIN VDE 0660 Teil 100
IEC 60947-4-1/DIN VDE 0660 Teil 102
IEC 60947-5-1/DIN VDE 0660 Teil 200
IEC 60801-2, -3, -4, -5; UL 508/CSA C 22.2.
• Die elektronischen Überlastrelais 3RB10 und 3RB12 erfüllen zusätzlich die
EMV-Normen. Diese Norm ist bei den thermischen Überlastrelais 3RU11
nicht relevant.
Approbationen/Prüfberichte
Die Bestätigungen der Approbationen, der Prüfbescheinigungen und der
Kennlinien können beim Technical Assistance angefragt werden unter der
E-mail-Adresse: technical-assistance@siemens.com
.
AuslöseklassenDie Auslöseklassen beschreiben Zeitintervalle, innerhalb derer die Überlas-
trelais bei einer symmetrischen, 3-poligen Belastung aus kaltem Zustand
mit dem 7,2-fachen Einstellstrom auslösen müssen. Die folgende Tabelle
zeigt die Auslösezeiten in Abhängigkeit von den Auslöseklassen nach der
Norm IEC 60947-4-1:
Auslöseklasse
10 A
10
20
30
Tabelle 4-1: Auslöseklassen/Auslösezeiten
Auslösezeit t
7, 2 x I
aus kaltem Zustand
e
2 < t
4 < t
6 < t
9 < t
in sec. bei
A
≤ 10
A
≤ 10
A
≤ 20
A
≤ 30
A
Die Auslöseklassen, mit denen die Überlastrelais 3RU11, 3RB10 und 3RB12
verfügbar sind, finden Sie in Kapitel 4.2.
Zeitverzögerter Überlastauslöser
Folgende Tabelle enthält die Ansprechgrenzen zeitverzögerter Überlastauslöser bei allpoliger Belastung:
Art des Überlastauslösers
Umgebungs-
temperatur-
kompensiert
Auslösung
Tabelle 4-2: Ansprechgrenzen zeitverzögerter Überlastauslöser bei allpoliger Belastung
Vielfaches des StromeinstellwertesBezugs-
ABC D
1,051,21,57,2+20 °C
keine
< 2 h
< 2 h< 2 h< 8 min6 bis 20 sec.
Auslösung
< 2 h
Auslösung
< 4 min
CLASS 10
CLASS 20
Auslösung
aus dem kal-
ten Zustand
4 bis 10 sec.
SIRIUS Systemhandbuch
umgebungs-
temperatur
4-2GWA 4NEB 430 0999-01c
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
KlimafestigkeitDie Überlastrelais 3RU11, 3RB10 und 3RB12 sind klimafest nach IEC 721.
BerührungsschutzDie Überlastrelais 3RU11, 3RB10 und 3RB12 sind berührungssicher nach
DIN VDE 0106 Teil 100.
Je nach Zuordnung zu anderen Geräten sind an den Anschlussschienen
Klemmenabdeckungen anzubringen.
SchiffsanlagenDie Überlastrelais 3RU11, 3RB10 und 3RB12 sind für den Einsatz in Schiffs-
anlagen geeignet.
Die Überlastrelais wurden eingereicht bei
• GL Deutschland
• LRS Großbritannien
• DNV Norwegen
Ex-MotorenDie thermischen Überlastrelais 3RU11 sowie die elektronischen Überlastre-
lais 3RB10 und 3RB12 entsprechen den Vorschriften für den Überlastschutz
von explosionsgeschützten Motoren der Zündschutzarten „erhöhte Sicherheit“ EEx d und EEx e nach DIN EN 50 019/DIN VDE 0165 und
DIN VDE 0170/0171.
Die Nummern der einzelnen Prüfberichte sowie einzelne Hinweise zum Einsatz der Überlastrelais sind im Kapitel 4.3 „Anwendung und Einsatzgebiete“
zu finden.
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4-3
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
4.2Gerätebeschreibung
4.2.1 Überblick
SchutzfunktionÜberlastrelais werden zum stromabhängigen Schutz elektrischer Verbrau-
cher (z. B. Motoren) vor zu hoher Erwärmung eingesetzt. Zu hohe Erwärmung kann verursacht werden durch Überlastung, unsymmetrische Stromaufnahme, Ausfall einer Phase in der Netzzuleitung oder durch einen blockierten Läufer. Bei Überlast, Phasenunsymmetrie, Phasenausfall oder blockiertem Läufer kommt es zu einem Anstieg des Motorstroms über den eingestellten Motorbemessungsstrom hinaus. Dieser erhöhte Strom, der über
längere Zeit zu Schäden oder gar zur Zerstörung des Verbrauchers führen
kann, wird von den Überlastrelais erfasst und ausgewertet. Hierfür stehen
zwei Funktionsprinzipien zur Verfügung: thermisch und elektronisch.
FunktionsprinzipienBei thermischen Überlastrelais (siehe Überlastrelais 3RU11) heizt der Stro-
manstieg über Heizelemente die im Inneren des Gerätes befindlichen Bimetallstreifen zunehmend auf, die dann durch ihr Auslenken über einen Auslösemechanismus die Hilfsschaltglieder betätigen.
Bei elektronischen Überlastrelais (siehe Überlastrelais 3RB10 und 3RB12)
wird der Stromanstieg über die in den Geräten integrierten Stromwandler
erfasst und durch eine entsprechende Elektronik ausgewertet, die dann
einen Impuls an die Hilfsschaltglieder gibt.
Über die Hilfsschaltglieder wird das Schütz und damit der Verbraucher abgeschaltet. Die Abschaltzeit ist vom Verhältnis des Auslösestroms zum Einstellstrom abhängig und in Form einer langzeitstabilen Auslösekennlinie
(siehe Kapitel 4.3 „Einsatz und Betrieb“) hinterlegt.
GeräteausführungenEs stehen 3 Überlastrelais-Familien zur Verfügung:
Thermische Überlastrelais 3RU11
Die thermischen Überlastrelais 3RU11 von 0,11 A bis 100 A sind für den
stromabhängigen Schutz von Verbrauchern mit Normalanlauf (Auslöseklasse
CLASS 10) gegen unzulässig hohe Erwärmung konzipiert.
Elektronische Überlastrelais 3RB10
Die eigenversorgten elektronischen Überlastrelais 3RB10 von 0,1 A bis
630 A sind für den stromabhängigen Schutz von Verbrauchern mit Normalund Schweranlauf (Auslöseklassen CLASS 10 und CLASS 20) gegen unzulässig hohe Erwärmung konzipiert.
Elektronische Überlastrelais 3RB12
Die fremdversorgten Überlastrelais 3RB12 von 0,25 A bis 820 A sind für den
stromabhängigen Schutz von Verbrauchern mit Normal- und Schweranlauf
(Auslöseklassen CLASS 5, 10, 15, 20, 25 und 30, am Gerät einstellbar)
gegen unzulässig hohe Erwärmung konzipiert.
Zusätzlich zum stromabhängigen Schutz der Verbraucher gegen unzulässig
hohe Erwärmung bietet das elektronische Überlastrelais 3RB12 durch
Anschluss eines Kaltleiter-(PTC-) Fühlerkreises die Möglichkeit der direkten
Temperaturüberwachung der Motorwicklung. Dadurch kann der Verbraucher
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4-4GWA 4NEB 430 0999-01c
auch geschützt werden gegen Übertemperaturen, die z. B. indirekt durch
einen behinderten Kühlmittelfluss entstehen und somit nicht stromabhängig
erfasst werden können.
Weiterhin bietet das Überlastrelais 3RB12 die Möglichkeit, über seine
interne bzw. externe Erdschlusserfassung die Anlage gegen die Folgen
eines Erdschlusses zu schützen.
4.2.2 Detaillierte Gerätebeschreibung
BeschreibungThermische Überlastrelais 3RU11
Die thermischen Überlastrelais 3RU11 von 0,11 A bis 100 A sind in der Auslöseklasse CLASS 10 verfügbar und bieten einen hohen stromabhängigen
Schutz von Verbrauchern mit Normalanlauf bei niedrigem Preis. Mit dem
guten Preis-Leistungsverhältnis ist ein wirtschaftlicher Schutz insbesondere
im unteren Leistungsbereich möglich.
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
Elektronische Überlastrelais 3RB10
Die elektronischen Überlastrelais 3RB10 von 0,1 A bis 630 A mit Eigenversorgung sind in den Auslöseklassen CLASS 10 und CLASS 20 erhältlich. Mit
diesen zwei Auslöseklassen bieten sie einen optimalen stromabhängigen
Schutz für Verbraucher mit Normal- und Schweranlauf.
Von den Abmessungen, der Bedienung und der Ausstattung entsprechen
die elektronischen Überlastrelais 3RB10 den thermischen Überlastrelais
3RU11. Dadurch können die thermischen Überlastrelais leicht substituiert
werden durch die elektronische Variante, wenn gehobenere Ansprüche an
den Überlastschutz gestellt werden - z. B. beschleunigte Auslösung bei
einem Phasenausfall innerhalb von drei Sekunden, Weiteinstellbereiche
(1 : 4) oder auch geringere Verlustleistung und damit minimierter Energieverbrauch.
Das Zubehör ist für die thermischen und elektronischen Geräte identisch.
Elektronische Überlastrelais 3RB12
Die elektronischen Überlastrelais 3RB12 von 0,25 A bis 820 A mit Fremdversorgung sind geeignet für Normalanlauf und Schweranlauf durch die variabel
einstellbaren Auslöseklassen CLASS 5 bis CLASS 30. Über die variabel einstellbaren Auslöseklassen hinaus bieten die elektronischen Überlastrelais
3RB12 gegenüber den elektronischen Überlastrelais 3RB10 eine Vielzahl
weiterer Ausstattungsmerkmale und Schutzfunktion: Überlastwarnung,
Thermistor-Motorschutz-Funktion, Erdschlusserkennung, Selbstüberwachung, Statusanzeige mittels LEDs, Analogausgang sowie monostabile
Hilfsschaltglieder bzw. bistabile Hilfsschaltglieder. Zu diesen Ausstattungsmerkmalen und Funktionen gibt es detaillierte Informationen im Kapitel 4.3
„Anwendung und Einsatzgebiete“.
SIRIUS Systemhandbuch
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4-5
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
Features/Kundennutzen
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Features und den daraus
resultierenden Nutzen der drei Überlastrelais-Familien:
FeatureIhr Nutzen3RU113RB103RB12
Schutzfunktionen
Auslösung bei einer Überlast• gewährleistet einen optimalen stromabhängigen
xx x
Schutz der Verbraucher gegen unzulässig hohe
Erwärmung infolge einer Überlast.
Auslösung bei einer Phasenunsymmetrie
• gewährleistet einen optimalen stromabhängigen
Schutz der Verbraucher gegen unzulässig hohe
xx x
Erwärmung infolge einer Phasenunsymmetrie.
Auslösung bei einem Phasenausfall• minimiert die Erwärmung des Drehstrommotors
beim Einphasenlauf
Auslösung bei einer Übertemperatur
• ermöglicht einen optimalen temperaturunabhängi-
1
).
xx
3
)
2
)x
3
)x
gen Schutz der Verbraucher gegen unzulässig hohe
Erwärmung, z. B. bei ständerkritischen Motoren, bei
durch
behindertem Kühlmittelfluss, bei Verschmutzungen
der Motoroberfläche oder bei langen Anlauf- und
Bremsvorgängen.
integrierte Thermistor-MotorschutzFunktion
• spart ein weiteres Einzelgerät
• spart Platz im Schaltschrank
• reduziert Verdrahtungsaufwand und -kosten
Auslösung bei einem Erdschluss
• erlaubt einen optimalen Schutz der Verbraucher bei
x
unvollkommenen Kurz- bzw- Erdschlüssen infolge
durch
interne
kennung
4
) oder externe Erdschlusser-
von Beschädigungen der Isolierungen, Feuchtigkeit,
Kondenswasser usw.
• spart ein weiteres Einzelgerät
• spart Platz im Schaltschrank
• reduziert Verdrahtungsaufwand und -kosten
Ausstattung
RESET-Funktion• ermöglicht ein manuelles oder automatisches Rück-
xx x
setzen des Relais
TEST-Funktion• erlaubt eine einfache Überprüfung der Funktion und
xx x
Verdrahtung
Status-Anzeige•signalisiert den aktuellen Betriebszustandxx x
Großer Stromeinstellknopf• vereinfacht die genaue Einstellung des Relais auf
xx x
den richtigen Stromwert
Integrierte Hilfskontakte• ermöglichen das Abschalten des Verbrauchers bei
xx x
Vorliegen einer Unregelmäßigkeit
• erlauben die Ausgabe von Ausgelöstmeldungen
Aufbau von Verbraucherabzweigen
Kurzschlussfestigkeit ≥ 100 kA bei
690 V
(in Verbindung mit den entsprechenden Sicherungen oder dem entspre-
• gewährleistet einen optimalen Schutz der Verbraucher und des Bedienpersonals bei Kurzschlüssen
infolge von Isolierungsfehlern oder fehlerhaften
Schalthandlungen.
xx x
chenden Leistungsschalter)
5
Elektrische und mechanische Abstimmung auf die Schütze 3RT1
• vereinfacht die Projektierung
• reduziert den Anschlussaufwand und die -kosten
xx x
)
• ermöglicht neben einer Einzelaufstellung einen Platz
sparenden Direktanbau.
Durchsteckwandler
(hier werden die Leitungen kurzschlussfest durch die Durchstecköffnungen des Überlastrelais direkt an die
Hauptanschlüsse des Schützes
• reduziert die Kontaktwiderstände (nur eine Kontaktstelle)
• spart Anschlusskosten (einfach, werkzeuglos und
schnell)
• verringert den Montageaufwand.
nur
3RB10 56-.FW0
nur
3RB12 46-....
geführt)
1)Einphasenlauf: Anomaler Betriebszustand eines Drehstromasynchronmotors, bei dem eine Phase unterbrochen ist.
2)Auslösung aus dem warmen Zustand innerhalb von 3
Sekunden.
3)In Verbindung mit den Thermistor-Motorschutzgeräten 3RN
kann auch hier ein zusätzlicher temperaturmäßiger Schutz
realisiert werden.
4)Spezielle Gerätevariante
5)Ausnahme: beim 3RB12 46 ist nur Einzelaufstellung
möglich.
SIRIUS Systemhandbuch
4-6GWA 4NEB 430 0999-01c
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
FeatureIhr Nutzen3RU113RB103RB12
Weitere Charakteristika
Temperaturkompensation• ermöglicht den Einsatz der Relais auch bei hohen
Temperaturen ohne Derating
• vermeidet Frühauslösungen
• ermöglicht einen kompakten Aufbau des Schaltschrankes ohne Abstand zwischen den Geräten/Verbraucherabzweigen
• vereinfacht die Projektierung
• erlaubt Platzeinsparung im Schaltschrank
xx x
Hohe Langzeitstabilität• gewährleistet auch nach Jahren unter erschwerten
xx x
Bedingungen einen sicheren Schutz der Verbraucher.
Große Einstellbereiche• reduzieren die Variantenzahl
xx
• minimieren den Projektierungsaufwand und die
-kosten
• ermöglichen Einsparungen bei Lageraufwand,
-kosten und Kapitalbindung
Auslöseklassen > CLASS 10• ermöglichen Lösungen für Schweranlaufxx
Geringe Verlustleistung• reduziert den Energieverbrauch (der Energiever-
xx
brauch ist bis zu 95 % geringer als bei thermischen
Überlastrelais) und damit die Energiekosten
• minimiert die Erwärmung des Schützes und des
Schaltschranks - damit kann eventuell eine Schaltschrankkühlung eingespart werden
• ermöglicht Platzeinsparung durch Direktanbau an
das Schütz auch bei hohen Motorströmen (d. h. es
ist keine Wärmeentkopplung erforderlich).
Eigenversorgung• spart die Projektierung und den Anschluss eines
1
)x
zusätzlichen Steuerstromkreises
Variable Einstellung der Auslöseklassen
Die erforderliche Auslöseklasse kann in
Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden
Anlaufbedingung über einen sechsstufigen
Drehschalter (CLASS 5, 10, 15, 20, 25 oder
• reduziert die Variantenzahl
• minimiert den Projektierungsaufwand und die
-kosten
• erlaubt Einsparungen bei Lageraufwand, -kosten und
Kapitalbindung.
x
30) eingestellt werden
Analogausgang
)•erlaubt die Ausgabe eines analogen Ausgangssig-
x
2
nals zur Ansteuerung von Drehspulmessinstrumenten, Speisung von speicherprogrammierbaren
Steuerungen oder Übertragung an Bussysteme
• spart einen zusätzlichen Messwandler und Signalumsetzer
• spart Platz im Schaltschrank
• verringert Verdrahtungsaufwand und -kosten.
Überlastwarnung• zeigt ein bevorstehendes Auslösen des Relais
infolge einer Überlast, einer Phasenunsymmetrie
oder eines Phasenausfalls direkt am Gerät an
• ermöglicht die Meldung
2
) einer bevorstehenden
Auslösung des Relais über einen an die entsprechenden Hilfskontakte angeschlossenen externen
Leuchtmelder
• erlaubt ein rechtzeitiges Ergreifen von Abhilfemaßnahmen bei länger anhaltender stromabhängiger
Belastung des Verbrauchers über dem Grenzstrom
• spart ein zusätzliches Gerät
• spart Platz im Schaltschrank
• verringert Verdrahtungsaufwand und -kosten
1)Die thermischen Überlastrelais SIRIUS 3RU11 arbeiten
nach dem Bimetallprinzip und benötigen deshalb keinen zusätzlichen Steuerstromkreis.
2)Spezielle Gerätevariante
SIRIUS Systemhandbuch
GWA 4NEB 430 0999-01c
x
4-7
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
Baugrößen/Geräteausführungen
Die folgende Tabelle gibt für die thermischen Überlastrelais 3RU11 und die
elektronischen Überlastrelais 3RB10 einen Überblick über die verfügbaren
Baugrößen. Den einzelnen Baugrößen sind die maximalen Bemessungsströme, die kleinsten und größten Einstellbereiche sowie die verfügbaren
Auslöseklassen zugeordnet.
Kleinster Einstellbereich0,1...0,4 A0,1...0,4 A6...25 A13...50 A50...200 A55...250 A
Größter Einstellbereich3...12 A6...25 A13...50 A25...100 A50...200 A300...630 A
AuslöseklasseCLASS 10 und CLASS 20
Tabelle 4-3: Überblick über die Ausführungen bei den Überlastrelais 3RU11 und 3RB10
SIRIUS Systemhandbuch
4-8GWA 4NEB 430 0999-01c
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
Die elektronischen Überlastrelais 3RB12 gibt es in vier Baugrößen. Diese
sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. In der Tabelle sind den Baugrößen die maximalen Bemessungsströme, die kleinsten und größten Einstellbereiche sowie die verfügbaren Auslöseklassen zugeordnet. Weiterhin werden die unterschiedlichen Ausführungen beschrieben.
Kleinster Einstellbereich0,25...6,3 A50...205 A125...500 A200...820 A
Größter Einstellbereich25...100 A50...205 A125...500 A200...820 A
AuslöseklasseCLASS 5, 10, 15, 20, 25 und 30, einstellbar
Ausführungen
Standard-AusführungMit Anschlussmöglichkeit für einen Kaltleiter-(PTC)Fühlerkreis sowie einen zusätzlichen Sum-
Ausführung mit interner
Erdschlusserkennung
Ausführung mit bistabilen
Ausgangsrelais
Ausführung mit AnalogausgangWie Standard-Ausführung, jedoch zusätzlich mit analogem Ausgangssignal 4...20 mA für den
Tabelle 4-4: Überblick über die Ausführungen bei den Überlastrelais 3RB12
menstromwandler und mit zwei Ausgängen (je 1S + 1Ö), die je nach Ausführung verwendet werden
können zur Abschaltung und Meldung einer Überlast-, Thermistor-, Erdschlussauslösung und/oder
einer anstehenden Überlast (Überlastwarnung).
Wie Standard-Ausführung, jedoch zusätzlich mit interner Erdschlusserkennung zur Erfassung
von Fehlerströmen.
Wie Standard-Ausführung, jedoch mit bistabilen Ausgangsrelais.
Motorstrom bezogen auf den eingestellten Motorstrom; zur Ansteuerung von Messinstrumenten, Verarbeitung in Leitsystemen, Kommunikation über Bussysteme, Anzeige von Überlastund Motorstrom.
DetailinformationenZu den Überlastrelais finden Sie technische Detailinformationen unter dem
Punkt 4.7 „Technische Daten“.
SIRIUS Systemhandbuch
GWA 4NEB 430 0999-01c
4-9
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
4.3Einsatz und Betrieb
4.3.1 Überlastrelais in Motorabzweigen
Starter: Schütz + Überlastrelais
Die einzelnen Überlastrelais-Familien schützen die folgenden Verbraucher
gegen die Folgen einer Überlast, eines Phasenausfalls und einer Phasenunsymmetrie.
Für den Schutz von3RU113RB103RB12
DrehstromverbraucherXXX
GleichstromverbraucherX——
Einphasen-Wechselstrom-VerbraucherX—X1)
1) bei Geräten ohne interner Erdschlusserkennung.
Achtung
Der Schutz des Verbrauchers kann nicht alleine mit einem Überlastrelais realisiert werden. Das Überlastrelais erfasst nur den Strom, wertet diesen aus
und schaltet entsprechend der jeweiligen Auslösekennlinie die Hilfsschaltglieder. Mit den Hilfsschaltgliedern (95-96, NC) wird das angeschlossene
Schütz und damit der Verbraucher geschaltet.
SIRIUS Systemhandbuch
4-10GWA 4NEB 430 0999-01c
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
Zum Schalten der Verbraucher werden entsprechende Schütze benötigt.
Die folgende Tabelle bietet einen Überblick über die Zuordnung der Überlastrelais zu den Schützen mit deren Leistung.
Tabelle 4-5: Zuordnung der Überlastrelais zu den Schützen
Überlastrelais in SternDreieck-Kombinationen
SIRIUS Systemhandbuch
GWA 4NEB 430 0999-01c
X = Direktanbau
¿ = Einzelaufstellung (Gerät mit Durchsteckwandler)
aufschnappbar auf 35-mm-Hutschiene
Beim Einsatz von Überlastrelais in Verbindung mit Stern-Dreieck-Kombinationen muss beachtet werden, dass durch das Netzschütz nur der -fache
---------
1
3
Motorstrom fließt. Auf diesen 0,58-fachen Motorstrom muss ein am Netzschütz angebautes Überlastrelais eingestellt werden.
Eine Zuordnung der Überlastrelais zu den Netzschützen der Stern-DreieckKombinationen 3RA ist zu finden im NSK, Kapitel 3.
4-11
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
Achtung
Die elektronischen Überlastrelais 3RB12 mit interner Erdschlusserkennung
sind nicht für den Einsatz in Stern-Dreieck-Kombinationen geeignet, da bei
der Umschaltung vom Stern- auf den Dreieck-Betrieb transiente Stromspitzen auftreten. Diese können ein Ansprechen der Erdschlusserkennung zur
Folge haben.
KurzschlussschutzFür den Kurzschlussschutz sind Sicherungen (sicherungsbehaftete Bau-
weise) oder Leistungsschalter (sicherungslose Bauweise) einzusetzen.
Zuordnungen entsprechender Kurzschlussschutzvorrichtungen zu Überlastrelais mit Schütz finden Sie im Kapitel 4.7 „Technische Daten“.
Bei der Auswahl der Verbraucherabzweige aus der Tabelle müssen auch die
Zuordnungsarten berücksichtigt werden.
ZuordnungsartenDie Zuordnungsarten (DIN EN 60947-4-1 (VDE 0660 Teil 102)) beschreiben
das Verhalten von Geräten nach einem Kurzschluss. Es werden 2 Fälle unterschieden:
Betrieb mit Frequenzumrichtern
Bei Zuordnungsart 1 darf das Schütz oder der Starter im Kurzschlussfall
Personen und Anlagen nicht gefährden und braucht nicht geeignet sein für
den weiteren Betrieb (ohne Reparatur und Teileerneuerung).
Bei Zuordnungsart 2 darf das Schütz oder der Starter im Kurzschlussfall
Personen und Anlagen nicht gefährden und muss geeignet sein für den
weiteren Gebrauch. Die Gefahr der Kontaktverschweißung ist gegeben. In
diesem Fall muss der Hersteller Wartungsanweisungen geben.
Die thermischen Überlastrelais 3RU11 sind für den Betrieb mit Frequenzumrichtern geeignet. In Abhängigkeit von der Frequenz des Umrichters muss
wegen auftretender Wirbelstrom- und Skineffekte teilweise ein höherer
Strom als der Motorstrom eingestellt werden. Die einzustellenden Ströme
können Sie dem Kapitel 2 „Leistungsschalter 3RV1“ unter Punkt 2.8 „Projektierungshinweise für den Einsatz hinter Frequenzumrichtern/Wechselrichtern mit gepulster Spannung“ entnehmen.
Die elektronischen Überlastrelais 3RB10 und 3RB12 sind geeignet für Frequenzen von 50/60 Hz und deren zugehörigen Oberwellen. Damit ist ein
Einsatz der 3RB10 und 3RB12 auf der Eingangsseite des Frequenzumrichters möglich.
Falls auf der Abgangsseite des Frequenzumrichters ein Motorschutz benötigt wird, empfehlen wir die Thermistor-Motorschutz-Geräte 3RN oder die
thermischen Überlastrelais 3RU11.
Normal- und Schweranlauf
Bei der Auswahl des richtigen Überlastrelais muss neben dem Motornennstrom auch die Anlaufzeit berücksichtigt werden. Die Anlaufzeit ist die Zeit,
die der Motor vom Einschalten bis zum Erreichen der Bemessungsdrehzahl
benötigt. Liegt diese Zeitspanne bei weniger als 10 Sekunden, spricht man
von Normalanlauf.
Benötigt ein Motor dagegen aufgrund seiner besonderen Belastungsverhältnisse (z. B. bei der Beschleunigung von großen Zentrifugen) eine Anlaufzeit
von mehr als 10 Sekunden, so ist Schweranlauf gegeben. Zum Schutz
SIRIUS Systemhandbuch
4-12GWA 4NEB 430 0999-01c
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
schweranlaufender Motoren sind besondere Überlastrelais mit entsprechenden Auslöseklassen (z. B. CLASS 20, CLASS 30) erforderlich. Bei Schweranlauf müssen auch die Leitungen und Schütze wegen der zunehmenden thermischen Belastung besonders dimensioniert werden. Diese erforderliche
Dimensionierung ist in den Zuordnungstabellen in Kapitel 4.7 „Technische
Daten“ berücksichtigt.
Schutz von explosionsgeschützten Motoren
Die thermischen Überlastrelais 3RU11 entsprechen den Vorschriften für den
Überlastschutz von explosionsgeschützten Motoren der Zündschutzart
„erhöhte Sicherheit“ EEx e IEC 50 019/ DIN VDE 0165, DIN VDE 0170/171.
KEMA-Prüfscheinnummer Ex-97.Y.3235
DMT98ATEXG001
EN 50 019: 1977 + A1 ... A5,
erhöhte Sicherheit „e“: Anhang A, Richtlinie für die Temperaturüberwachung von Käfigläufermotoren im Betrieb.
Die elektronischen Überlastrelais 3RB10 entsprechen den Vorschriften für
den Überlastschutz von explosionsgeschützten Motoren der Zündschutzart
„erhöhte Sicherheit“ EEx d und EEx e IEC 50 019/DIN VDE 0165,
DIN VDE 0170/171 und PTB-Prüfregeln.
PTB-Prüfbericht: Nr. 3.43-8803/98 (für S00 bis S3)
EG-Baumusterprüfbescheinigungsnummer gemäß Richtlinie 94/9/EG:
PTB 01 ATEX 3306 (für S00 bis S3)
PTB 01 ATEX 3203 (für S6)
PTB 01 ATEX 3316 (Für S10/S12)
Die elektronischen Überlastrelais 3RB12 entsprechen den Vorschriften für
den Überlastschutz von explosionsgeschützten Motoren der Zündschutzart
„erhöhte Sicherheit“ EEx d und EEx e IEC 50 019/DIN VDE 0165,
DIN VDE 0170/171 und PTB-Prüfregeln.
Bei Auslösegeräten mit Gleichstrombetätigung muss die galvanische Trennung durch ein Batterienetz oder Sicherheitstransformator nach
DIN VDE 0551 sichergestellt werden.
Beim Einsatz der Überlastrelais 3RB12..-....1 (keine Änderung des Schaltzu-
standes der Hilfsschaltglieder beim Ausfall der Steuerspeisespannung) zum
Schutz von EEx d- und EEx e-Motoren wird eine getrennte Überwachung
der Steuerspeisespannung empfohlen.
PTB-Prüfbericht: Nr. 3.53-3907/96.
EG-Baumusterprüfbescheinigungsnummer gemäß Richtlinie 94/9/EG:
PTB 01 ATEX 3220.
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GWA 4NEB 430 0999-01c
4-13
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
Vorteile von Verbraucherabzweigen mit
Überlastrelais
Der Aufbau von Verbraucherabzweigen mit Überlastrelais (Sicherungen+Schütz+Überlastrelais oder Leistungsschalter+Schütz+Überlastrelais)
hat gegenüber der reinen sicherungslosen Bauweise (Leistungsschalter +
Schütz) folgende Vorteile:
• Getrennte Meldung von Überlast- und Kurzschlussauslösung. Bei einem
Kurzschluss haben die Sicherungen oder der Leistungsschalter den Kurzschlussstrom begrenzt und bei einer Überlast schaltet das Überlastrelais
das Schütz und damit den Verbraucher ab.
• Sicherungen haben bei Spannungen größer 400 V ein Kurzschlussausschaltvermögen von mehr als 100 kA. Deshalb wird häufig in 690 V-Netzen die sicherungsbehaftete Bauweise aus Sicherungen + Schütz + Überlastrelais verwendet.
• Ein Automatik-RESET kann einfach realisiert werden in Verbindung mit
einem Überlastrelais. Damit muss der Abzweig nicht nach einer Überlastauslösung vor Ort wieder eingeschaltet werden.
• Ein Fern-RESET ist bei den thermischen Überlastrelais 3RU11 und den
elektronischen Überlastrelais 3RB10 durch aufsetzbare, baugrößenunabhängige elektrische und mechanische RESET-Bausteine möglich. Bei den
elektronischen Überlastrelais 3RB12 ist das elektrische Fern-RESET
bereits integriert.
• Lange Anlaufzeiten können nur in Verbindung mit den elektronischen
Überlastrelais 3RB10 und 3RB12 realisiert werden.
• Große Einstellbereiche von 1:4 sind nur mit den elektronischen Überlastrelais 3RB10 und 3RB12 möglich.
• Kombinationen aus Leistungsschalter+Schütz+Übelastrelais haben den
Vorteil, dass der Verbraucherabzweig einfach freigeschaltet werden kann
und bei einem Kurzschluss 3-polig abschaltet.
SIRIUS Systemhandbuch
4-14GWA 4NEB 430 0999-01c
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
4.3.2 Thermische Überlastrelais 3RU11 und elektronische Überlastrelais 3RB10
Ausstattung
4
8
2
3
6
5
Bild 4-1: Frontansicht 3RU11
3RB10 ist baugleich mit 3RU11 mit Ausnahme der integrierten plombierbaren Abdeckung.
MA
STOPRESET
95 96 97 98
2T2
4T26T3
TEST
A2
14/22
7
1
9
9
1Skala zum Einstellen des Verbraucher-Bemessungsstroms
2RESET-Taste (blau):
Drücken Sie die RESET-Taste, um vor Inbetriebnahme und nach einer
Auslösung die Betriebsbereitschaft des Relais wiederherzustellen.
3STOP-Taste (rot):
Mit der STOP-Taste wird der Öffner geöffnet und bleibt solange geöffnet, bis die Taste losgelassen wird. Dadurch kann das nachgeschaltete
Schütz und damit der Motor abgeschaltet werden.
Drücken Sie die STOP-Taste, um das Relais im Betriebszustand auszuschalten. Der Öffner des Hilfsschalters öffnet. Das Relais bleibt dabei
betriebsbereit.
4Gerätekennzeichnungsschild
5Anschlüsse für drei Motorzuleitungen
6Anschlüsse für Öffner/Schließer (95/96 Öffner, 97/98 Schließer)
7Schaltstellungsanzeige/Test
Der Schieber für die Schaltstellungsanzeige dient gleichzeitig als TEST-
Funktion. Bei Betätigung wird eine Auslösung des Überlastrelais simu-
liert. Der Öffner (95/96) öffnet und der Schließer (97/98) schließt, die
Schaltstellung wird angezeigt.
8Umschaltung Manuell-Auto-RESET:
Mit der blauen Taste kann durch Drücken + Drehen die automatische
oder manuelle Rückstellung gewählt werden.
Bei der Relaiseinstellung M (Manuell-RESET) zeigt die Anzeige den
Schaltstellungszustand des Relais an:
I = betriebsbereit
O = ausgelöst
9Nur bei Baugröße S00:
Klemme A2: Wiederholklemme der Schützspule
Klemme 14/22: Wiederholklemme des Schützhilfsschalters
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4-15
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
AnwendungsgebietDie thermischen Überlastrelais 3RU11 sind für den Schutz von Drehstrom-,
Gleichstrom- und Einphasen-Wechselstrom-Verbrauchern konzipiert. Sollen
Gleichstrom- oder Einphasen-Wechselstrom-Verbraucher mit dem thermischen Überlastrelais 3RU11 geschützt werden, so müssen alle Bimetallstreifen beheizt werden. Deswegen sind alle Hauptstrombahnen des Relais in
Reihe zu schalten.
Die elektronischen Überlastrelais 3RB10 sind für den Schutz von Drehstromverbrauchern in sinusförmigen 50/60 Hz-Spannungsnetzen konzipiert. Zum
Schutz von Gleichstrom- oder Einphasen-Wechselstrom-Verbrauchern ist das
Relais nicht geeignet. Bei Verbrauchern mit 1-poliger Belastung ist das thermische Überlastrelais 3RU11 oder das elektronische Überlastrelais 3RB12
(nur zum Schutz von Einphasen-Wechselstrom-Verbrauchern geeignet) zu
verwenden.
VersorgungFür den Betrieb der Überlastrelais 3RU11 ist keine zusätzliche Versorgungs-
spannung erforderlich.
Die Überlastrelais 3RB10 sind eigenversorgt, d. h. es ist keine zusätzliche
Versorgungsspannung erforderlich.
EinstellungDie thermischen Überlastrelais 3RU11 und die elektronischen Überlastrelais
3RB10 werden eingestellt auf den Motorbemessungsstrom mit einem Drehknopf. Die Skala des Drehknopfes ist in Ampere kalibriert.
Achtung
Die Überlastrelais dürfen nur zwischen der unteren und oberen Einstellmarke der Skala betrieben werden, d. h. dass ein Betrieb unterhalb oder
oberhalb der Einstellskala nicht zulässig ist.
Die folgende Abbildung zeigt am Beispiel vom thermischen Überlastrelais
3RU11 der Baugröße S00 die Einstellung des Motorbemessungsstroms.
max. + 60 °C
max. + 70 °C
A
I
e
Bild 4-2: Bemessungsstrom einstellen
Plombierbare Abdeckung
Die folgende Abbildung zeigt für die thermischen Überlastrelais 3RU11 und
die elektronischen Überlastrelais 3RB10 das Sichern der Stromeinstellschraube und des Wahlschalters „Hand-/Automatik-RESET“ gegen unerlaubtes Verstellen.
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Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
Verplomben der Einstellskala
3RU113RB10
1
2
Bild 4-3: Einstellskala verplomben (Baugröße S00)
Achtung
Wenn die plombierbare Abdeckung (transparentes Schiebefenster beim
3RU11 und Zubehörteil beim 3RB10) geschlossen bzw. montiert ist, dann ist
die Umstellmöglichkeit der blauen RESET-Taste (Manual-RESET (M), AutoRESET (A)) blockiert.
Umgebungsbedingungen
Die thermischen Überlastrelais 3RU11 sind entsprechend IEC 60 947-4-1/
DIN VDE 0660 Teil 102 temperaturkompensierend im Temperaturbereich
von –20 °C bis +60 °C. Bei Temperaturen von +60 °C bis +80 °C ist der
obere Einstellwert des Einstellbereichs um einen bestimmten Faktor nach
untenstehender Tabelle zu reduzieren.
Umgebungstemperatur in °CReduktionsfaktor für den oberen Einstellwert
+60
+65
+70
+75
+80
1,0
0,94
0,87
0,81
0,73
Entsprechend der Tabelle beträgt bei 70 °C der Reduktionsfaktor 13 %. Dieser Faktor ist so gering, dass bedingt durch die Überlappung der Stromeinstellbereiche keine Lücken zum nächsten Einstellbereich entstehen. Damit
ist bei 70 °C ein durchgängiger Strombereich von 0,11 A bis 87 A nutzbar.
Die elektronischen Überlastrelais 3RB10 sind unempfindlich gegen äußere
Einflüsse, wie z. B. Erschütterungen, aggressive Umgebung, Alterung und
starke Temperaturschwankungen. Im Temperaturbereich von –25 °C bis
+70 °C sind die elektronischen Überlastrelais 3RB10 in den Größen S00 bis
S3 temperaturkompensierend entsprechend IEC 60 947-4-1/DIN VDE 0660
Tei l 10 2.
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4-17
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
Bei den elektronischen Überlastrelais 3RB10 in den Größen S6 und S10/12
ist bei Umgebungstemperaturen
stellbereichs um einen bestimmten Faktor nach untenstehenden Tabellen zu
reduzieren.
Tabelle 4-7: Reduktionsfaktor für den oberen Einstellwert bei Schützanbau
≥ +60 °C der obere Einstellwert des Ein-
+60° C+70° C
+60° C+70° C
Manuelle und automatische Rückstellung
Durch Drücken und Drehen der blauen Taste (RESET-Taste) kann bei den
thermischen Überlastrelais 3RU11 und elektronischen Überlastrelais 3RB10
zwischen automatischer und manueller Rückstellung gewählt werden.
Die folgende Abbildung zeigt am Beispiel des thermischen Überlastrelais
3RU11 der Baugröße S00 die Umstellung zwischen automatischem und
manuellem RESET.
MANUAL
AUTO
Bild 4-4: Manuell-Auto-Umstellung
Bei eingestellter manueller Rückstellung kann durch Drücken der RESETTaste ein Reset direkt am Gerät durchgeführt werden. Ein Zurücksetzten aus
der Ferne (Fern-RESET) ist in Verbindung mit den mechanischen und elektrischen RESET-Bausteinen aus dem Zubehörprogramm (siehe Kapitel 4.4
„Zubehör“) möglich. Ist die blaue Taste auf Automatik-RESET eingestellt, so
erfolgt eine automatische Rückstellung des Relais.
Eine Rückstellung ist immer erst nach Ablauf der Wiederbereitschaftszeit
(siehe Punkt „Wiederbereitschaftszeit“) möglich.
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Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
WiederbereitschaftszeitDie thermischen Überlastrelais 3RU11 benötigen nach einer Auslösung
durch Überlast eine bestimmte Zeit, bis die Bimetallstreifen abgekühlt sind.
Erst nach der Abkühlung kann das Gerät zurückgestellt werden. Diese Zeitspanne (Wiederbereitschaftszeit) ist abhängig von der Auslösekennlinie und
der Höhe des Auslösestroms.
Nach einer Auslösung durch Überlast erhält der Verbraucher durch die Wiederbereitschaftszeit die Möglichkeit der Abkühlung.
Beim elektronischen Überlastrelais 3RB10 ist die Wiederbereitschaftszeit
fest hinterlegt und beträgt nach einer Auslösung durch Überlast bei eingestelltem Automatik-RESET bei den Baugrößen S00 bis S3 circa 4 Minuten
und bei den Baugrößen S6 und S10/S12 circa 7 Minuten. Bei eingestelltem
manuellen RESET kann das Gerät sofort zurückgestellt werden.
TEST-FunktionDie ordnungsgemäße Funktion des betriebsbereiten Überlastrelais kann
überprüft werden mit dem TEST-Schieber. Durch Betätigen des Schiebers
wird eine Auslösung des Relais simuliert. Bei dieser Simulation wird der Öffner (95-96) geöffnet und der Schließer (97-98) geschlossen und damit die
richtige Verdrahtung des Hilfsstromkreises vom Überlastrelais geprüft.
Wenn das Überlastrelais auf Automatik-RESET eingestellt ist, erfolgt beim
Loslassen des TEST-Schiebers eine automatische Rückstellung. Zurückgesetzt werden muss das Relais mit der RESET-Taste, wenn es auf HandRESET eingestellt ist.
STOP-FunktionDurch Betätigen der STOP-Taste wird der Öffner (95-96) geöffnet und schal-
tet das nachgeschaltete Schütz und damit den Verbraucher ab. Der Verbraucher wird über das Schütz wieder eingeschaltet, wenn die STOP-Taste losgelassen wird.
Anzeige des Betriebszustands
Der jeweilige Status-quodes Überlastrelais wird mittels der Position der
Markierung auf dem Schieber „TEST-Funktion/Schaltstellungsanzeige“ angezeigt. Die Markierung des Schiebers befindet sich nach einer Auslösung
infolge von Überlast, Phasenunsymmetrie oder Phasenausfall links bei der
Marke „O“ und ansonsten bei der Marke „I“.
HilfsschaltgliederDas Überlastrelais ist ausgestattet mit einem Schließer (97-98) für die Mel-
dung „ausgelöst“ und einem Öffner (95-96) für die Abschaltung des Schützes.
Die Hilfsschaltglieder haben eine hohe Kontaktzuverlässigkeit und sind
somit für SPS-Steuerungen geeignet. Weiterhin kann mit dem hohen Schaltvermögen direkt die Schützspule geschaltet werden.
Die folgende Tabelle zeigt das Verhalten der Hilfsschaltglieder bei Betätigung der TEST-, STOP- und RESET-Taste.
TESTSTOPRESET
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NC 95/96
NO 97/98
Tabelle 4-8: Hilfsschaltglieder 3RU11/3RB10
4-19
Überlastrelais 3RU11, 3RB10, 3RB12
AuslösekennlinienDie Auslösekennlinien geben die Abhängigkeit der Auslösezeit vom Auslöse-
strom als Vielfaches des Einstellstroms I
wieder und werden für symmetri-
e
sche 3-polige und für 2-polige Belastung aus kaltem Zustand angegeben.
Der kleinste Strom, bei dem eine Auslösung erfolgt, wird Grenzauslösestrom genannt. Dieser muss nach IEC 60 947-4-1/ DIN VDE 0660 Teil 102 in
bestimmten festgelegten Grenzen liegen. Die Grenzen des Grenzauslösestroms liegen bei den Überlastrelais 3RU11 bei symmetrischer 3-poliger
Belastung zwischen 105 % und 120 % des Einstellstroms und bei den elektronischen Überlastrelais 3RB10 bei 114 % des Einstellstroms.
Ausgehend von dem Grenzauslösestrom ergibt sich der weitere Verlauf der
Auslösekennlinie hin zu größeren Auslöseströmen aufgrund der Charakteristika der Auslöseklassen (CLASS 10, CLASS 20 usw., siehe Kapitel 4.1
„Bestimmungen/Vorschriften/Approbationen“).
Die Auslösekennlinie des 3-polig belasteten thermischen Überlastrelais
3RU11 (siehe Prinzipdarstellung der Kennlinie zur symmetrischen 3-poligen
Belastung aus kaltem Zustand) gilt unter der Voraussetzung, dass alle drei
Bimetallstreifen gleichzeitig mit dem gleichen Strom belastet werden. Werden dagegen nur zwei Bimetallstreifen infolge eines Phasenausfalls beheizt,
dann müssen diese zwei Streifen alleine die erforderliche Kraft zum Betätigen des Auslösemechanismus aufbringen und würden ohne zusätzliche
Maßnahmen eine längere Auslösezeit bzw. einen höheren Strom benötigen.
Diese höheren Ströme über eine längere Zeit führen in der Regel zu einer
Schädigung des Verbrauchers. Um eine Schädigung zu vermeiden, sind die
Überlastrelais 3RU11 mit einer Phasenausfallempfindlichkeit versehen, die
mittels einer entsprechenden Mechanik zu einer beschleunigten Auslösung
entsprechend der Kennlinie zur 2-poligen Belastung aus kaltem Zustand
führt.
Dies sind Prinzipdarstellungen von Kennlinien. Die Kennlinien der einzelnen thermischen
Überlastrelais 3RU11 können beim Technical Assistance angefragt werden unter der E-mail-Adresse:
technical-assistance@siemens.com
.
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