Protection
Le relais à image thermique, fonction ANSI 49R, modélise l’échauffement d’un moteur, d’un câble ou d’un transformateur à partir du courant qu’il porte. L’essai injecte des courants de surcharge, chronomètre le déclenchement sur la courbe à partir des états froid et chaud, et vérifie l’alarme, le retour et la sortie.
Un relais de fonction 49R ne mesure pas la température. Il la calcule. À partir du courant qui traverse l’équipement protégé, le relais exécute un modèle mathématique de l’échauffement, l’image thermique, qui suit la part de la capacité thermique de l’équipement déjà consommée. Quand le modèle atteint sa limite, le relais déclenche, et un niveau d’alarme antérieur peut avertir les opérateurs. L’élément est standard dans les relais de protection de moteur et apparaît sur les transformateurs, les câbles et les batteries de condensateurs. Les réglages reflètent l’équipement : courant de pleine charge, facteur de service, classe de courbe de surcharge, traitement distinct du démarrage et de la marche, et constantes de temps d’échauffement et de refroidissement. L’essai sur le terrain est une injection secondaire de courant par une valise d’essai, avec un chronomètre sur le contact de sortie et une attention à l’état thermique que le relais conserve avant chaque essai.
Les moteurs et les câbles tolèrent une surcharge pendant un certain temps, et le temps permis diminue à mesure que la surcharge augmente. Un fusible ou un élément instantané ne peut suivre ce compromis, et une simple minuterie ignore la chaleur déjà accumulée par la marche antérieure. Une image thermique a de la mémoire : un moteur qui vient de tourner à chaud a moins de marge qu’un moteur froid, et le relais en tient compte. Un relais qui déclenche trop tôt cause des arrêts inutiles, surtout dans les procédés aux démarrages répétés. Un relais qui déclenche trop tard laisse l’isolant vieillir ou céder, et les dommages peuvent surgir des mois plus tard. Comme le modèle est interne et que ses constantes viennent des réglages, seule l’injection peut prouver que la courbe, la mémoire et le refroidissement se comportent comme l’étude l’a supposé.
La chaleur produite dans un conducteur croît avec le carré du courant, et l’équipement perd de la chaleur vers son milieu à un rythme fixé par sa constante de temps thermique. Une image thermique reprend la même idée sous forme de calcul : chaque pas ajoute de la chaleur proportionnellement au carré du courant et en retire proportionnellement à l’écart avec le milieu; une surcharge soutenue pousse donc le modèle vers une limite le long d’une courbe qui dépend de l’ampleur de la surcharge. Le résultat est une caractéristique à temps inverse, où une forte surcharge déclenche vite et une légère beaucoup plus tard. Le modèle a une valeur de départ qui dépend de l’historique, de sorte que la même surcharge déclenche plus vite à partir d’un état chaud que d’un état froid. Plusieurs relais modélisent aussi le déséquilibre, qui ajoute de l’échauffement, et un niveau d’alarme sur la part de capacité thermique consommée. Après un déclenchement, le modèle refroidit, et un redémarrage peut être bloqué jusqu’à ce qu’il l’ait fait.
Le relais étant isolé et sa sortie de déclenchement bloquée, le technicien consigne l’identité et les réglages thermiques : courant de pleine charge, facteur de service, classe de courbe, constantes de temps et niveau d’alarme. La mémoire thermique est effacée, ou on laisse le relais se stabiliser à un état froid connu, et une valise d’essai triphasée de courant est raccordée aux entrées, le contact de sortie étant chronométré. Une surcharge choisie est appliquée à partir de l’état froid, et le temps de déclenchement est mesuré et comparé à la courbe, à plus d’un multiple pour vérifier la forme. L’essai est ensuite répété à partir d’un état chaud, obtenu en faisant monter le modèle avec une charge préalable puis en réappliquant la surcharge, pour confirmer que la mémoire thermique raccourcit le temps. Le niveau d’alarme est observé pendant que le modèle se remplit. Après le déclenchement, le refroidissement et le blocage de redémarrage sont vérifiés. Comme la mémoire thermique se reporte d’un passage à l’autre, une réinitialisation est faite avant chaque essai et l’ordre des essais est planifié.
Le relevé donne l’identité et les réglages thermiques du relais, les multiples de surcharge appliqués, l’état thermique au début de chaque essai et le temps de déclenchement mesuré pour chacun. Il note la réaction de l’alarme, le comportement au refroidissement et au retour, et si la mémoire a été effacée avant chaque passage. Il nomme la valise d’essai et son état d’étalonnage ainsi que les réglages tels que trouvés et tels que laissés, et consigne tout ajustement.
Les résultats sont comparés à la courbe produite par l’étude du moteur ou de l’équipement et à la courbe publiée par le fabricant, car les bons réglages dépendent des limites thermiques de l’équipement. Les critères prennent ces formes : un temps de déclenchement qui suit la courbe publiée à chaque niveau essayé dans la précision indiquée, un temps à l’état chaud plus court qu’à l’état froid comme le prévoit le modèle, une alarme qui précède le déclenchement, un blocage de redémarrage qui se libère à mesure que le modèle refroidit et un contact de sortie net. Les résultats d’entretien sont aussi suivis par rapport aux essais antérieurs. La portée des essais de relais est décrite dans ANSI/NETA ATS-2025 pour la réception et dans ANSI/NETA MTS-2023 pour l’entretien. Pour les tolérances et le détail des articles, consultez votre propre exemplaire sous licence de ces normes et les données du fabricant.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
C’est un relais qui calcule l’échauffement de l’équipement à partir du courant mesuré au lieu de lire une température. Le calcul inclut la chaleur accumulée et le refroidissement; il protège donc un moteur, un câble ou un transformateur contre une surcharge soutenue.
Quand la machine est chaude, la chaleur de la charge antérieure est déjà accumulée dans le modèle; il faut donc moins d’échauffement supplémentaire pour atteindre la limite. Un démarrage à froid a plus de marge, et la même surcharge met plus de temps à déclencher.
Chaque injection ajoute de la chaleur au modèle, ce qui raccourcirait le résultat suivant. Effacer la mémoire, ou laisser un refroidissement connu, donne à chaque essai un état de départ défini pour comparer les résultats.
Non. Il estime la température à partir du courant et ne voit ni les conditions ambiantes, ni un refroidissement obstrué, ni un point chaud dans l’enroulement. Un relais de température, fonction 49T, mesure la température réelle et le complète.
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