Тепловые реле. Устройство и принцип действия теплового реле

Согласно ГОСТ Р 50030.1 тепловое реле или расцепитель перегрузки

с обратнозависимой выдержкой времени срабатывает от теплового действия тока, проходящего через это реле, и предназначено для защиты цепей и нагрузки от кратковременных токов перегрузки (до 8-кратного номинального тока) в течение не более 10 с.

Основным элементом реле является биметаллическая пластина (рис. 3.12), состоящая из двух механически соединенных металлических пластин с различными температурными коэффициентами линейного расширения: металл с положительным коэффициентом (активный элемент /), например железо, и металл с отрицательным (нулевым) коэффициентом (пассивный элемент 2), в частности никель. Если биметаллическую пластину нагреть, то она прогибается в сторону пассивного элемента под действием силы Ри которая в конечном счете воздействует на вспомогательные контакты 6 (размыкающие, замыкающие или переключающие), коммутируя цепь управления (выходной контур реле).

Поскольку тепловой элемент инерционный, для ускорения срабатывания контактов часто используется упругий механизм мгновенного действия, выполненный в виде предварительно сжатой упругой пластины 3, создающий усилие Р2, воздействующее на конец биметаллической пластины. При малейшем перемещении конца пластины при ее нагреве в сторону контактов система выходит из равновесия и под действием упругой пластины 3 ускоряются перемещение биметаллической пластины и срабатывание контактов.

Принципиальная схема теплового реле

Рис. 3.12. Принципиальная схема теплового реле:

а — устройство теплового реле; б — тепловое реле ABB T7DU:

  • 1 активный элемент биметаллической пластины; 2 — пассивный элемент биметаллической пластины; 3 — упругая пластина; 4 — упор;
  • 5 — блок нагревательного элемента; 6 — блок вспомогательных контактов;

О — ось вращения

Нагрев биметаллической пластины осуществляется током цепи, которую реле защищает (входной контур). На практике используются следующие виды нагрева (рис. 3.13):

  • • непосредственно током защищаемой цени (прямой нагрев) (рис. 3.13,6), применяется при небольших токах, которые способна пропускать пластина;
  • • током, протекающим по нагревательному элементу, расположенному вблизи биметалла (косвенный нагрев) (рис. 3.13, в), применяется при относительно небольших токах, которые способен пропускать нагревательный элемент;
  • комбинированный нагрев (рис. 3.13, г) как совокупность первых двух способов нагрева;
  • • с использованием встроенного трансформатора тока, вторичная обмотка которого включена на нагревательный элемент (рис. 3.13, Э), относится к косвенным методам нагрева и применяется на большие и сверхбольшие токи защищаемой цепи.
Виды нагрева

Рис. 3.13. Виды нагрева:

а — биметаллическая пластина с нагревателем; б — прямой; в — косвенный; г — комбинированный; д — косвенный с трансформатором тока

Пример исполнения теплового реле дан на рис. 3.12, б серии T7DU (ЛВВ), предназначенного для защиты асинхронных двигателей, на напряжение до 690 В переменного тока и 800 В — постоянного, трехполюсного исполнения, с косвенным нагревом биметаллической пластины.

Тепловые реле, вместе с контакторами (магнитными пускателями), применяются для защиты двигателей, работающих в продолжительном режиме (рабочий период составляет не менее 30 мин). Применение тепловых реле для защиты двигателей, работающих в повторно-кратковременных режимах, нецелесообразно ввиду чувствительности нагревательного элемента к его тепловому состоянию, обусловленному циклическим характером токовой нагрузки, что изменит временные характеристики теплового реле. Использование тепловых реле при работе двигателя в повторно-кратковременном режиме, а также вблизи устройств, излучающих дополнительное тепло, может привести к ложным срабатываниям реле.

Основными техническими параметрами теплового реле являются:

  • номинальное напряжение реле Un;
  • номинальный ток реле /„ — наибольший ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывания реле;
  • номинальный ток нагревателя /„„ — наибольший ток, при длительном протекании которого через реле с данным нагревателем оно не срабатывает (согласно ГОСТ 16308);
  • • МЭК 60947 вместо /„ и /„„использует только понятие номинальный ток уставки реле 1Г наибольший длительный ток, который при определенной настройке реле не вызывает его срабатывания. Настройка на номинальный ток двигателя осуществляется с помощью переключателя уставок реле в пределах выбранного диапазона уставок (диапазона регулирования тока несрабатывания но ГОСТ 16308) и класса расцепления;
  • времятоковая характеристика (или диапазон характеристик) реле — зависимость времени срабатывания реле ts от кратности тока уставки

V4;

  • класс расцепления,
  • наличие сменных нагревателей (со сменными нагревателями, без них);
  • число полюсов;
  • тип вспомогательных контактов (замыкающие, размыкающие, переключающие);
  • коэффициент трансформации (для реле с трансформатором тока);
  • способ возврата (ручной, самовозвраг). Время возврата тепловых реле в рабочее состояние (в реле без самовозврата или без кнопки возврата) не превышает 2—3 мин. При наличии самовозврата и кнопки возврата оно сокращается до 30—60 с;
  • наличие температурного компенсатора, применяется для компенсации влияния температуры среды, окружающей реле, на ее характеристики.

Время-токовая характеристика реле указывается, как минимум, до 8-кратного тока двигателя при полной симметричной трехполюсной и двухполюсной нагрузке из холодного состояния и определяется классом расцепления реле.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >