Protecții electrice pentru pompe submersibile — ce protejează fiecare și de ce

O pompă submersibilă combină trei lucruri care, separat, nu ridică probleme: funcționează în apă, stă într-un loc unde nu te uiți niciodată, și pornește singură. Împreună, ele înseamnă că un defect de izolație nu se manifestă până în momentul în care cineva atinge o țeavă metalică.

De aici vine diferența față de orice alt consumator din casă. Nu e vorba de o pompă mai pretențioasă, ci de un consumator la care nu ai niciun semnal vizual că ceva s-a stricat.

Montajul electric se face de un electrician autorizat, iar verificările la punerea în funcțiune la fel. Articolul de față explică ce face fiecare protecție, ca să știi ce ai în tablou și ce lipsește.

Plăcuța e sursa de adevăr, nu calculul

Prima greșeală se face înainte de a cumpăra ceva: estimarea curentului pornind de la putere.

Formula corectă împarte puterea la trei lucruri, nu la unul singur — tensiune, factor de putere și randamentul motorului:

I = P ÷ (U × cosφ × η)

Diferența față de împărțirea simplă la tensiune e considerabilă:

Valori orientative pentru pompe monofazate la 230 V, cu factor de putere 0,78–0,83 și randament 0,58–0,70. Cifra exactă e pe plăcuța modelului.

Consecința practică: un disjunctor ales pe cifra din coloana a treia va declanșa la fiecare pornire, iar utilizatorul îl va înlocui cu unul mult prea mare — moment în care protecția dispare complet.

Ia curentul de pe plăcuță. Calculul de mai sus servește doar la verificarea ordinului de mărime, când plăcuța e ilizibilă sau pompa e deja în puț.

Protecția persoanelor: diferențialul

E singura protecție care apără omul, nu utilajul. Toate celelalte protejează echipamentul.

De ce 30 mA

Diferențialul compară curentul care intră cu cel care se întoarce. Dacă lipsește ceva, înseamnă că a plecat pe altundeva — prin izolație spre pământ, sau prin cineva care atinge o parte metalică.

Pragul de 30 mA și timpul de declanșare de sub o zecime de secundă sunt alese astfel încât un curent care trece prin corpul uman să fie întrerupt înainte să producă fibrilație. Nu previne șocul; îl scurtează suficient cât să nu fie fatal.

Tipul contează mai mult decât crede lumea

Aici e detaliul cel mai des greșit, inclusiv în instalații montate de profesioniști.

Un diferențial de tip AC nu vede componenta continuă pulsatorie produsă de orice echipament cu electronică. Într-o instalație cu variator de turație, un defect poate exista fără ca protecția să reacționeze — cu diferențialul montat, funcțional la test, și complet orb la situația reală.

De aceea tipul A e minimul rezonabil, iar la instalațiile cu convertizor se verifică în documentația acestuia dacă nu se impune tip B.

Protecția echipamentului

Disjunctorul magnetotermic

Acționează la două situații: scurtcircuit, prin declanșare magnetică aproape instantanee, și suprasarcină mare, prin declanșare termică.

Curba de declanșare contează: la un motor, curentul de pornire e de câteva ori mai mare decât cel nominal pentru o fracțiune de secundă. O curbă prea rapidă va interpreta pornirea ca pe un defect. Pentru sarcini cu motor se folosește o curbă care tolerează vârful de pornire.

Releul termic: ce prinde el și nu prinde disjunctorul

Între funcționarea normală și defectul evident există o zonă în care disjunctorul nu reacționează, dar motorul se distruge: suprasarcina moderată și prelungită.

Un rotor parțial blocat, un lagăr uzat sau o tensiune scăzută fac motorul să tragă cu 20–30% peste nominal. Disjunctorul nu vede nimic anormal — e sub pragul lui. Motorul, în schimb, se încălzește progresiv, iar izolația bobinajului se degradează în ore, nu în secunde.

Releul termic urmărește exact această zonă, cu o caracteristică de declanșare invers proporțională cu curentul: cu cât depășirea e mai mare, cu atât reacționează mai repede. Se reglează la curentul de pe plăcuță, nu la valoarea disjunctorului.

La pompele care funcționează multe ore pe zi, e diferența dintre un motor care ține ani și unul care se rebobinează.

Lanțul de protecții, în ordinea în care intervin. Fiecare aparat acoperă un tip diferit de defect, iar niciunul nu îl înlocuiește pe celălalt.

Împământarea, și de ce nu se verifică cu un ohmmetru

Legarea la pământ a părților metalice e ce face posibilă funcționarea protecțiilor. Fără ea, un defect de izolație nu produce niciun curent de defect — pune doar carcasa sub tensiune și așteaptă.

Aici circulă însă două informații greșite.

Prima: că priza de pământ se verifică cu un ohmmetru obișnuit. Nu se poate. Un ohmmetru nu injectează curentul necesar în sol și dă o valoare fără legătură cu rezistența reală de dispersie. Măsurarea se face cu un aparat dedicat, cu electrozi auxiliari.

A doua: că există o valoare universală admisă. Valoarea depinde de schema de legare la pământ a instalației și de dispozitivele de protecție montate — o instalație cu diferențial sensibil are cerințe complet diferite față de una fără. Cifra aplicabilă rezultă din verificarea electricianului autorizat, nu dintr-o regulă generală.

Ce poți verifica singur, fără aparat: că există un conductor de protecție conectat la pompă, că nu e întrerupt undeva pe traseu și că nu a fost înlocuit cu o legătură improvizată la o țeavă din pământ.

Protecția la mers în gol

Funcționarea fără apă distruge etanșarea mecanică în zeci de secunde, pentru că apa e și lichidul de răcire, nu doar cel pompat. E cea mai frecventă cauză de cedare prematură la pompele de puț.

Trei metode, cu comportamente diferite:

Combinația de nivel și presiune acoperă punctele slabe ale fiecăreia. La o pompă montată într-un foraj adânc, unde intervenția înseamnă scoaterea întregii coloane, redundanța se justifică singură.

Cablul: căderea de tensiune decide

Un cablu poate fi suficient termic și complet nepotrivit ca secțiune. La adâncimi mari, criteriul care dictează nu e încălzirea conductorului, ci căderea de tensiune pe lungime.

Tensiunea scăzută la bornele motorului înseamnă că acesta trage un curent mai mare pentru aceeași putere mecanică, deci se încălzește suplimentar — exact problema pe care încercai s-o eviți.

Secțiunile minime care mențin căderea sub 3%, pentru cablu de cupru monofazat:

Pe lungimea cablului, tensiunea scade progresiv. La bornele motorului ajunge mai puțin decât pleacă din tablou, iar motorul compensează trăgând mai mult curent.

Verificarea pentru cazul tău concret se face cu calculatorul de secțiune a cablului, care ține cont de tensiune, lungime și curentul real.

Tipul cablului contează la fel de mult ca secțiunea: pentru imersie permanentă se folosesc cabluri cu manta rezistentă la apă, prevăzute pentru scopul ăsta. Un cablu cu manta de PVC destinat instalațiilor uscate se degradează în apă, iar defectul apare la câțiva metri sub nivel, unde nu se vede nimic.

Îmbinările sub apă se fac cu seturi de joncțiune etanșe, turnate cu rășină. Banda izolatoare peste o îmbinare submersată produce o scurgere de curent în câteva luni — și e exact situația pentru care există diferențialul.

Pornirea: momentul în care se decide totul

Cea mai solicitantă secundă din viața unui motor e prima. La pornire, rotorul stă pe loc, iar înfășurarea se comportă aproape ca un scurtcircuit până când motorul prinde turație: curentul urcă de câteva ori peste nominal, pentru o fracțiune de secundă.

De aici decurg două lucruri.

Protecțiile trebuie să tolereze vârful. O protecție prea „nervoasă” va declanșa la fiecare pornire, iar rezultatul previzibil e că cineva o va înlocui cu una mai mare — adică o va elimina.

Numărul de porniri contează mai mult decât orele de funcționare. Fiecare pornire încălzește bobinajul mai mult decât minutele următoare de mers normal. Un motor care pornește de cincizeci de ori pe oră se uzează mai repede decât unul care merge continuu, chiar dacă al doilea acumulează mult mai multe ore.

Legătura cu restul instalației e directă: un vas de expansiune subdimensionat sau un flotor deplasat produc porniri dese, iar consecința se plătește în tabloul electric, nu în hidraulică.

Ce se schimbă la trifazat

La motoarele trifazate apare un mod de defectare care nu există la monofazat: lipsa unei faze. Motorul continuă să se învârtă, alimentat pe două faze din trei, dar curentul prin cele rămase crește substanțial. Nimic nu pare în neregulă din exterior — pompa merge, apa curge — iar bobinajul se distruge în interval de minute până la zeci de minute.

Nici disjunctorul, nici diferențialul nu sesizează situația. Singura protecție care o prinde e un releu dedicat de monitorizare a fazelor, care verifică prezența, ordinea și simetria lor. La orice pompă trifazată montată într-un foraj, unde intervenția înseamnă extragerea coloanei, e o piesă care se plătește la primul incident.

Ce se verifică și când

Lunar, de către oricine: butonul de test al diferențialului. Trebuie să declanșeze imediat. Un diferențial care nu declanșează la test e un diferențial care nu va declanșa nici la un defect real.

Periodic, vizual: tabloul să fie curat și uscat, fără urme de încălzire pe borne, fără miros de izolație supraîncălzită.

Anual sau după orice intervenție, de un electrician autorizat: măsurarea rezistenței de izolație a motorului și a cablului, verificarea legării la pământ, verificarea timpilor de declanșare.

Măsurarea rezistenței de izolație e cea mai utilă dintre toate, pentru că e singura care anticipează defectul. O izolație care coboară de la an la an semnalează degradarea înainte ca protecția să fie nevoită să acționeze.

Greșeli care se repetă

• Disjunctor supradimensionat, montat după ce cel corect a declanșat de câteva ori. Cauza declanșării era reală; protecția a fost eliminată în loc să fie găsit defectul.
• Diferențial de tip AC pe o instalație cu electronică — protecție care există pe hârtie și e oarbă în practică.
• Cablu dimensionat termic, fără verificarea căderii de tensiune pe adâncime.
• Îmbinări izolate cu bandă sub nivelul apei.
• Circuit comun cu alte consumatoare, în loc de circuit dedicat.
• Legare la pământ improvizată la o țeavă îngropată, presupusă echivalentă cu o priză de pământ.
• Diferențial netestat ani la rând, care se descoperă defect exact când ar fi trebuit să lucreze.

---

Citește mai departe

• Calculator de secțiune a cablului
• Pompe submersibile monofazate
• Pompe pentru foraje adânci
• Pompe pentru fântână
• Cum alegi pompa submersibilă