Водный датчик для отключения насоса. Защита насоса от сухого хода. Видео

Главная

Водоснабжение

При проектировании систем транспортировки жидкостей особое внимание необходимо уделять защите насоса от «сухого хода». Решать данную проблему можно различными способами. В одних случаях нужно устанавливать дополнительные датчики, в других — электрические приборы.

Что такое «сухой ход»?

«Сухой ход» — это такой режим работы насоса, при котором через насос не прокачивается жидкость (чаще всего вода). Это может произойти, если в емкости закончилась вода, произошла протечка емкости, из скважины выкачали всю воду и т.п. «Сухой ход» очень опасен для насоса, т.к. жидкость выполняет ряд полезных функций для насоса, одна из них это охлаждение. При «сухом ходе» насос может перегреться и выйти из строя.

Чтобы не произошла поломка дорогостоящего насоса нужно предусматривать защиту от такого явления как «сухой ход».

Все способы защиты условно можно разделить на две группы.

1 Защита от «сухого хода» путем контроля физических параметров жидкости в трубопроводе:

контроль уровня воды;
контроль давления в трубопроводе;
контроль потока воды в трубопроводе.

Суть всех этих способов заключается в том, что датчики фиксируют понижение уровня, падение давления, снижение потока и выдают сигнал на отключение питания насоса.

Недостаток: требуют установку датчиков на трубопровод (в емкость).

Достоинство: высокая надежность защиты.

2 Защита от «сухого хода» путем контроля электрических параметров питающей сети насоса.

При «сухом ходе» происходит изменение электрических параметров насоса. Контролируя нужные параметры можно выполнить защиту от «сухого хода».

Электродвигатель, приводящий насос в движение можно рассматривать сам по себе как датчик «сухого хода».

В нормальном режиме коэффициент мощности (cos) насоса 0,7-0,8, но при появлении «сухого хода» cos падает до 0,3-0,4. Таким образом, чтобы отследить «сухой ход» можно воспользоваться реле контроля коэффициента мощности. Например, G2CU400V10AL10 производства австрийской компании TELE.

Реле контроля коэффициента мощности анализирует напряжение и ток, который потребляет электродвигатель, и на основе этой информации вычисляет коэффициент мощности (cos). Вход измерения силы тока рассчитан на прямое измерение тока до 10А, поэтому, если номинальный ток двигателя больше 10А, то реле G2CU400V10AL10 необходимо подключать через трансформатор тока.

Более подробно о режимах работы и схемах подключения реле контроля коэффициента мощности G2CU400V10AL10 можно посмотреть в технической документации, которая доступна по ссылке ниже:

Вот что ответил производитель таких реле на некоторые из моих вопросов:

Косинус фи падает мгновенно при отсутствии воды, но реле отключит насос через установленное Вами время: поставите секунду — выключит через секунду, поставите 30 секунд — выключит через 30 секунд.

Вчера ездил на производство, был насос с двигателем 7,5кВт, выставили уставку 0,7 — насос с водой работал, устроили сухой ход... при уставке 0,7 реле обнаружило сухой ход.

Реле устанавливается в силовой щит и не требует дополнительно предусматривать датчики.

Используя реле контроля коэффициента мощности, можно получить достаточно хорошую защиту от «сухого хода».

В одном из проектов я применял реле тока для защиты насоса. Насколько это надежная защита — мне судить трудно, вопросов не задавали, видимо все работает Суть этого метода защиты от «сухого хода» заключается в том, что при сухом ходе изменяется и потребляемый ток. На реле тока устанавливаем нужный диапазон токов и таким образом отключим насос при выходе тока за установленные пределы.

При падении давления в насосе устройство нуждается в защите. С этой целью применяются специальные реле. Стандартная модель состоит из штифта, набора контактов и специального кабеля для замыкания. В верхней части устройства располагается винт для регулировки. На штифте имеется небольшая пружина. Контактор в устройстве устанавливается с механизмом запуска. Корпуса чаще всего делаются из сплава алюминия. В нижней части модификаций устанавливаются патрубки разного диаметра.

Принцип работы модификации

Как работает реле сухого хода для насоса? При понижении давления внутри системы задействуется контактор. Через контакты проходит напряжение, которое подается на обмотку. Винт играет роль удерживателя. Сжимание пружины осуществляется за счет штифта. При понижении давления контакты размыкаются. Для выключения напряжения используется контактор.

Реле сухого хода для насоса: схема подключения

Подключать устройство необходимо через переходник. При этом выходной патрубок соединяется с трубкой. Кабель замыкается на клемме. Непосредственно крышка фиксируется на корпусе насоса. Чтобы затянуть выход, нужна гайка. Патрубок часто фиксируется при помощи зажима. Некоторые виды реле подключаются через проходной переходник на два выхода. Если рассматривать цепь с несколькими насосами, то используется контакторный расширитель.

Регулировка реле

С целью регулировки устройства применяется винт, который находится в верхней части корпуса. Для настройки модели снимаются показания с датчика. Чтобы поднять уровень допустимого давления, винт проворачивается по часовой стрелке. При пониженном напряжении замедляется скорость замыкания контактов. Также проблема может заключаться в контакторе с системой запуска. Чтобы понизить уровень давления винт проворачивается против часовой стрелки. Многое в данном случае зависит от параметров реле и предельной мощности насосов.

Типы устройств

Существуют потоковые и поплавковые устройства. Модели могут делаться с одной или несколькими камерами. Модификации низкого давления подходят для насосов малой мощности. Потоковые устройства выпускаются разных размеров. Для мощных насосов есть реле высокого давления.

Потоковые устройства

На гидростанциях часто встречаются потоковые реле сухого хода для насоса. Принцип работы модификаций построен на изменении предельного давления. Происходит данный процесс за счет смены положения пластины. Она находится в нижней части корпуса. Также надо отметить, что реле указанного типа оснащаются проводными контакторами. Всего имеется одна кнопка запуска. У многих моделей применяются силовые контакты. Замыкание цепи осуществляется за счет прижима пластин. Подключение реле сухого хода для насоса происходит через переходник.

Поплавковые модели

Наиболее габаритными принято считать поплавковые реле сухого хода для насоса. Регулировка устройства происходит при помощи подкручивания винта. Принцип работы модификаций построен на смене давления. У всех моделей в корпусе находится один штифт. При этом патрубок располагается с кольцом в нижней части конструкции. У большинства реле используется ручная система настройки. Работают устройства данного типа от сети Каркас, как правило, делается из пластика. Контактные пластины могут находиться в вертикальном положении. Большинство реле работают при низкой частоте. Модели подходят для насосов мощностью от 4 кВт. Рабочая частота в среднем составляет 55 Гц. В верхней части модификации располагается гайка. При этом зажимной винт находится на штифте.

Устройства с датчиком уровня

Реле сухого хода для насоса с датчиком уровня считается довольно распространенным. Однако важно отметить, что у моделей имеется ряд недостатков. В первую очередь специалисты говорят о том, что модели сложно настраиваются. Если говорит про реле на контакторах, то у них используется один ввод. Таки образом, часто происходят сбои. Также важно отметить, что модели не способны работать с насосами погружного типа. Подключение устройств осуществляется через кабель. Камера у реле выполнена с прочным основанием.

Модели низкого давления

Реле сухого хода для насоса низкого давления производятся только с одной камерой. Контакторы у модификаций могут отличаться по конструкции. Большинство устройств работает от сети 220 В. При этом рабочая частота у них минимум равняется 45 Гц. Сразу стоит отметить, что модели подходят для насосов мощностью не более 3 кВт. Контакты на пластине находятся в горизонтальном положении. Штифты при этом устанавливаются рядом с пластиной. Всего у модификаций имеется две гайки. Для регулировки давления применяется зажимной винт. Штифты довольно часто используются малого диаметра. Модели указанного типа хорошо подходят для работы с погружными насосами. Каркасы в устройствах применяются разной степени защищенности, и в данном случае многое зависит от производителя.

Устройства высокого давления

Реле сухого хода для насоса высокого давления являются очень востребованными. В первую очередь модели применяются на гидростанциях. Они хорошо подходят для насосов, которые используются в системе водопровода. Контакторы у них применяются на два выхода. Рабочие гайки находятся в верхней части корпуса. Также надо отметить, что существуют модификации на две камеры. Выходной патрубок у них располагается по центру основания. Большинство моделей складывается на базе дипольного контактора. У модификаций используется несколько штифтов. Устройства хорошо подходят для погружных насосов. Патрубки имеются диаметром от 2.3 см. Работают реле минимум при частоте 40 Гц. Выходной кабель обязан подключаться к Для регулировки пластины имеется зажимной винт. Чтобы выравнивать давление внутри системы, гайка проворачивается по часовой стрелке. Датчики очень редко встречаются у модификаций данного типа. Непосредственно кнопки запуска располагаются на контакторах. В обслуживании модели очень просты.

Однокамерные модели

Однокамерные реле сухого хода для насоса производятся с одним или несколькими штифтами. Большинство модификаций работает при низком давлении. Если рассматривать простое реле, то у него используется проводной контактор от сети 220 В. Минимальная рабочая частота находится на уровне 45 Гц. Первая гайка располагается на штифте. Для увеличения давления в системе винт поворачивается по часовой стрелке. Если рассматривать реле сухого хода для насоса "Грундфос" (с двойным контактором), то у него используется два выхода под кабель. Минимальная частота у модификации указанного типа равняется 55 Гц.

Двухкамерные устройства

Двухкамерные устройства производятся с контакторами низкой проводимости. Большинство моделей оснащено несколькими штифтами. Гайки, как правило, находятся в верхней части корпуса. Выходной патрубок используется диаметром от 4.4 см. Устройства подходят для насосов высокой мощности. Работают модификации от сети 220 В. Если рассматривать модели с приводными контактами, то у них используется механизм запуска от модуля. Минимальная рабочая частота составляет 30 Гц. Каркас довольно часто изготавливается из стали. Повышение давления происходит за счет регулировки винта. Зажимная пластина в устройствах находится под контактором. Основание у реле имеется с уплотнителем. Большинство устройств оснащаются крышкой для смазки штифта.

Модели на три камеры

Устройства на три камеры позволяют очень точно регулировать давление внутри системы. Большинство модификаций запускается от модуля. Для подключения устройства применяются переходники с кольцом. Модели подходят для насосов мощностью от 4 кВт. Рабочая частота у них минимум равняется 4 Гц. Некоторые реле делаются на приводах. Крышки, как правило, устанавливаются над штифтом. Некоторые устройства производятся с двумя зажимными пластинами. Кабель вывода отходит от контактора. Работает реле данного типа стандартно от сети 220 В.

Устройства для насосов на 2 кВт

Реле для насосов делаются, как правило, с одним штифтом. Большинство модификаций оснащаются накладками. Если рассматривать устройства с проводными контакторами, то у них имеется два выхода. Также стоит отметить, что существуют модели с опорными стойками. Корпуса чаще всего делаются из нержавейки. Кабель у реле отходит от контактора. Работают устройства от сети 220 В. Подключение к насосам происходит через патрубок.

Для начала давайте пробежимся по теории, ответим на вопрос: “зачем нужно реле защиты от сухого хода для скважинного насоса?”, а потом уже рассмотрим, принцип работы и как подключается данное реле.

Сухой ход насоса - это такое состояние, при котором насос работает вхолостую, без воды. В таком состоянии насос быстро перегревается и в считанные минуты может выйти из строя. Для обеспечения безопасной работы насоса было придумано реле защиты от сухого хода.

Давайте вкратце рассмотрим, чем может быть вызван, сухой ход насоса:

Когда неправильно выбрана мощность насоса - например, выбран насос с большой производительностью, который выкачивает всю воду из скважины.
Когда в скважине естественным образом понизился уровень воды.
Негерметичность водонапорной трубы.

Принцип работы реле сухого хода

Сейчас давайте рассмотрим как работает реле сухого хода. Если разобрать реле, то под крышкой мы увидим: предохранительная кнопка, группа нормально разомкнутых контактов для отключения насоса и две пружины для регулирующую давления отключения.

Когда в водонапорной трубе исчезает вода, то в системе водоснабжения резко падает давление. В этот момент реле, под действием пружины, размыкает контактную группу, которая в свою очередь отключает подачу электрического тока на насос.

Повторное включение реле в работу осуществляется путем нажатия на предохранительную кнопку. Контакты замыкаются, тем самым собирается цепь включения насоса, который создает в системе необходимое давление, находится в пределах 1 - 1,5 атмосфер. При таком давлении в системе контакты реле сухого хода будут постоянно замкнуты.

Регулировка работы реле

В заводских условиях реле сухого хода настраивается на давление 0,5 - 0,8 атм. При этом давлении контакты разомкнуться и отключат насос.

Рассмотрим процесс регулировка давления отключения на примере реле LP/3. Для этого необходимо проделать ряд операций:

Отключить питание насоса от электросети.
Откройте защитную крышку реле.
На маленькое пружине заверните гайку по часовой стрелке, тем самым будет увеличиваться давление первоначального включения.
На большой пружине, Зажимая гайку по часовой стрелке, мы поднимем давление выключения насоса.
После регулировки реле нам надо определить давление отключения: для этого необходимо произвести разбор воды системе, например открыть кран в раковине, по мере опустошения системы водоснабжение, давление воды будет уменьшаться. По манометру отследить при каком давлении разомкнуться контакты реле. Должен произойти щелчок и предохранительная кнопка выйдет из корпуса.

Путем таких нехитрых манипуляций мы можем установить нужно нам давление отключения.

Как подключить реле сухого хода

Реле защиты от сухого хода монтируется в систему водоснабжения через, так называемый пяти вывод, это такой штуцер, который иметь пять выводов подключения:

Подвод воды в систему
Выход на гидроаккумулятор
Выход для манометра
Выход для подключения реле сухого хода
Выход воды в систему.

Наглядно это можно увидеть на следующем рисунке:

Распространенной причиной выхода насосного оборудования погружного и поверхностного вида из строя является холостой ход. Вне зависимости от материала изготовления, при отсутствии воды в агрегате происходит деформация деталей, перегрев двигателя.

Поломка вследствие сухого хода не устраняется за счет гарантийного срока, поскольку в паспорте на насос всегда указана недопустимость эксплуатации в холостую. Ремонт таких случаев влечет за собой дополнительные финансовые затраты.

1 Что такое сухой ход?

Сухой ход-процесс эксплуатации нагнетательного оборудования в условиях отсутствия или недостаточного протока воды, служащего смазывающим и охлаждающим материалом для деталей.

При отсутствии воды происходит деформация и перегрев деталей и как следствие, сгорание двигателя. Вследствие сгорания двигателя, оборудование выходит из строя.

1.1 В каких ситуациях возникает холостой ход?

При эксплуатации не всегда удается отследить работу насоса. Поэтому следует знать о наиболее распространенных случаях возникновения проблемы:

при перекачивании воды из емкости. Когда резервуар опустошен, агрегат продолжает работать всухую. При выполнении таких работ необходимо контролировать процесс и аппарат выключать не дожидаясь, пока емкость будет пустой;
транспортировка воды из скважин. При использовании насоса с завышенной производительностью в летний период. В летний период при отсутствии дождей в скважинах уровень воды падает, поэтому возникает недостаток воды. При низком уровне воды, насос будет работать в сухую;
эксплуатация аппаратов для повышения давления в трубопроводе. В городской магистрали многоэтажных зданий недостаток давления становится причиной холостого хода помп.

Предотвратить сухой ход можно специальными устройствами.

2 Устройства для защиты насосных агрегатов

Существует несколько приборов для защиты от холостого хода:

2.1 В каких случаях можно отказаться от использования датчиков?

Не использовать насосы с защитой от сухого хода можно в таких случаях:

осуществлять постоянный контроль оборудования для быстрого отключения при отсутствии потока воды;
контролирующий работу насоса человек знает нюансы, конструктивные особенности и принцип работы помп;
наличие большого количества воды в скважине или колодце;
неиссякаемый источник воды в откачиваемой емкости.

В зависимости от условий эксплуатации и от типа оборудования устанавливают соответствующий параметрам эксплуатации вид защиты.

2.2 Как подключить к насосу реле сухого хода (видео)

«Сухой ход» , а именно работа насоса без воды, наравне с проблемой стабильного и качественного энергоснабжения, относится к наиболее частым причинам выхода из строя как насосной части, так и всего насоса в целом. Это, в равной степени, относится как к поверхностным, так и к погружным скважинным насосам.

В насосах для бытовых нужд в качестве основного материала рабочих колес и диффузоров чаще всего используется термопласт (высокопрочный износостойкий пластик), который, отличаясь высокой технологичностью и невысокой ценой, отлично справляется со свое задачей многие годы. Но при работе без воды, которая в нормальных условиях работает и как смазка и как источник отвода тепла, внутренние детали насоса начинают соприкасаться, нагреваться и деформироваться. В крайних случаях может заклинить вал насоса и сгореть электродвигатель. Как правило, после такого испытания, насос либо совсем перестает подавать воду, либо подает её не выдавая своих паспортных характеристик.

«Сухой ход» довольно просто идентифицируется специалистом при разборке насоса и к гарантийным случаям не относится!

Любой производитель насосов указывает, что эксплуатация насоса без воды недопустима. Поэтому так важно предусмотреть защиту от сухого хода, особенно в потенциально опасных с этой точки зрения местах.

Как правило, это следующее:

Перекачивание воды из скважин или колодцев с низким дебитом. Виной тому может быть неправильно подобранный насос (с очень высокой производительностью) либо природные явления (в засушливое лето уровень воды во многих колодцах или скважинах падает и дебит колодца/скважины, а проще говоря, количество воды, питающее из подземных источников колодец/скважину в единицу времени, ниже производительности самого насоса).
Перекачивание воды из емкостей. Нужно обязательно следить, чтобы насос не выкачал всю воду из емкости и заблаговременно выключать его.
Перекачивание воды из сетевых трубопроводов. В этом случае насос врезается непосредственно в сетевой трубопровод и служит для повышения давления в системе. Поскольку давление в сетевом трубопроводе, особенно летом, часто бывает недостаточным, это довольно распространенная схема использования насосных станций. Отследить же, когда в сети пропадет вода, очень часто не представляется возможным.

Без защиты от «сухого хода» насос „не понимает“, что ему надо выключиться при отсутствии воды во всасывающем трубопроводе. Он будет продолжать работать дальше, до тех пор пока не сломается, либо пока его не выключат забывчивые хозяева.

Основные виды защиты от «сухого хода»:

(поплавок) — достаточно недорогой и надежный помощник в защите от «сухого хода» при перекачивании воды из емкостей или колодцев. Существуют поплавки, которые работают только на заполнение емкости. Т.е контакты внутри поплавка разомкнутся и насос остановится, когда емкость заполнится до определенного уровня. Такой вид поплавков скорее нужен для защиты от перелива, а не от «сухого хода». Второй тип поплавков, который работает на опорожнение, как раз наш случай. Кабель поплавка подключается в разрыв одной фазы питающей насос. Контакты внутри поплавка разомкнутся, когда уровень жидкости в емкости / колодце опустится ниже определенного уровня, тем самым останавливая насос. Необходимый уровень срабатывания задается местом установки поплавка. Кабель поплавка необходимо закрепить на фиксированном уровне так, чтобы при опускании поплавка вместе с общим уровнем воды в момент размыкания контактов в емкости еще оставалась вода. В случае же откачивания воды из колодца погружным/поверхностным (самовсасывающим) насосом, закрепить нужно так, чтобы при размыкании контактов вода находилась над всасывающей решеткой / донным клапаном насоса. Стоит отметить, что этот принцип защиты от «сухого хода» реализован практически во всех колодезных насосах различных производителей (у DAB это насосы серии PULSAR).

К сожалению, поплавок не универсален. В скважине или сетевом трубопроводе ему просто не хватит места. Надо искать другие виды защиты.

Реле давления с защитой по «сухому ходу». Это устройство представляет собой обычное реле давления с дополнительной функцией размыкания контактов при падении давления ниже порогового уровня. Обычно этот уровень задается заводом-изготовителем на уровне 0,4-0,6 бар и регулировке не поддается. При нормальных условиях эксплуатации, давление в системе не может упасть ниже этих значений, поскольку все насосы, используемые для частных нужд, работают при значительно большем давлении (от 1 бар и выше). Упасть же до 0,4-0,6 бар давление может практически только в одном случае — если в насосе отсутствует вода. Нет воды — нет давления, и реле регистрируя «сухой ход» размыкает контакты питающие насос. Заново запустить насос можно будет только вручную, предварительно установив и устранив причину возникновения «сухого хода». Насос же перед новым запуском опять придется заполнять водой.

Стоит отметить, что применение реле давления с защитой по «сухому ходу» возможно только в случае автоматической работы насоса (совместно с гидробаком), иначе применение этого реле теряет смысл. Применяется, в основном, вместе со скважинным погружным (глубинным) насосом, однако может также использоваться с поверхностными насосами (или насосными станциями).

Реле потока с функциями реле давления (прессконтроль). Многие производители предлагают использовать вместо гидробака и реле давления компактное устройство — так называемое «реле потока» (либо прессконтроль). Данное реле подает команду на включение насоса при падении давления в системе до 1,5-2,5 бар, в зависимости от настройки. Отключается же насос после прекращения водоразбора, ввиду отсутствия протока жидкости через реле. Защита по «сухому ходу» и осуществляется благодаря встроенному в реле датчику протока, который регистрирует фактический расход жидкости через реле. Отключение насоса происходит с короткой задержкой по времени, после регистрации сухого хода, что не влияет на работоспособность насоса. Кроме этого, прессконтроль выполняет и другие защитные функции, как то защита по току и напряжению. Основное преимущество прессконтроля — очень малые габариты и вес. К сожалению, сейчас на рынке появилось большое количество прессконтролей произведенных непонятно где. Средний срок службы таких устройств не превышает 1-1,5 года, и то, если повезет. Сертифицированный и качественный прессконтроль (как у насосных установок ACTIVE) стоит около 100 USD.

Представляет собой электронную плату, к которой подключается несколько датчиков (электродов). Обычно их три, один контрольный и два рабочих. Датчики подключаются к реле обычным одножильным электрическим проводом, и служат только лишь для подачи сигнала. Принцип следующий: датчики опускаются в скважину на разных уровнях и при опускании уровня воды ниже контрольного датчика, который должен располагаться немного выше уровня установки самого насоса, сигнал от него передается в реле уровня и подается команда на остановку насоса. После того, как вода поднимется выше контрольного датчика, насос автоматически запустится. Этот способ защиты является очень надежным, однако и немного более дорогим чем остальные. Также его возможно применять и в случае откачивания воды из емкостей. Само же реле уровня располагается в доме или другом, защищенном от влаги, месте.

Какой способ защиты выбрать зависит от конкретной задачи и предпочтений. По опыту же можно сказать следующее: при откачивании воды из емкостей / баков / колодцев насосной станцией почти 100% гарантией защиты будет использование одновременно и реле давления с защитой по «сухому ходу», и установленного в емкости поплавка. Они будут просто дублировать друг друга. По цене этот вариант выйдет не дороже установки одного реле потока. При защите скважинного насоса чаще всего используют реле давления с защитой по «сухому ходу». Но лучше использовать чуть более дорогой, но и более надежный способ защиты, с помощью реле уровня.

Заметим, что если у вас пробурена глубокая скважина с хорошим дебитом (подтвержденным паспортом скважины) или если вы имеете значительный опыт эксплуатации насосов в своем колодце / скважине и знаете, что уровень воды при продолжительной работе насоса практически не снижается, можно защиту от «сухого хода» и не использовать. Самое главное быть внимательным — как только вы увидите, что пропала вода в напорном патрубке или сработало тепловое реле и насос отключился, не нужно сразу же пытаться запустить его снова, сперва попытайтесь установить причину неисправности, а уже потом снова запускать насос.

2007 сайт Настройка реле давления и регулировка давления воздуха в гидроаккумуляторе.

Разделы