Пристрій і принцип дії теплового реле

Зміст:

Принцип дії теплових реле

Теплові реле - це електричні апарати, призначені для захисту електродвигунів від струмового перевантаження. Найбільш поширені типи теплових реле: ТРП, ТРН, РТЛ і пропонує дану послугу. Довговічність енергетичного обладнання в значній мірі залежить від перевантажень, яким воно піддається під час роботи.

Схема пристрою теплового реле

Схема пристрою теплового реле.

Для будь-якого обєкта можна знайти залежність тривалості протікання струму від його величини, при яких забезпечується надійна і тривала експлуатація обладнання. Ця залежність представлена на малюнку (крива 1). При номінальному струмі допустима тривалість його протікання дорівнює нескінченності. Протікання струму, більшого, ніж номінальний, призводить до додаткового підвищення температури і додаткового старіння ізоляції. Тому чим більше перевантаження, тим Коротше вона допустима. Крива 1 на малюнку встановлюється виходячи з необхідної тривалості життя обладнання. Чим коротше його життя, тим більші перевантаження допустимі.

Час-струмові характеристики теплового реле і захищається

При ідеальної захисту обєкта залежність tср (I) для теплового реле повинна йти трохи нижче кривої для обєкта. Для захисту від перевантажень, найбільш широкого поширення набули теплові реле з біметалічною пластиною.

Крива 1. Залежність тривалості протікання струму від його величини, при яких забезпечується надійна і тривала експлуатація обладнання

Крива 1. Залежність тривалості протікання струму від його величини, при яких забезпечується надійна і тривала експлуатація обладнання.

Біметалічна пластина теплового реле складається з 2-х пластин, одна з яких має більший температурний коефіцієнт розширення, інша - менший. У місці прилягання один до одного пластини жорстко скріплені або за рахунок прокату в гарячому стані, або за рахунок зварювання. Якщо закріпити нерухомо таку пластину і нагріти, то станеться вигин пластини в сторону матеріалу з меншим. Саме це явище використовується в теплових реле.

Широке поширення в теплових реле отримали матеріали інвар (мале значення a) і немагнітна або хромонікелева сталь (велике значення a).

Нагрівання біметалічного елемента теплового реле може проводитися за рахунок тепла, що виділяється в пластині струмом навантаження. Дуже часто нагрів биметалла проводиться від спеціального нагрівача, по якому протікає струм навантаження. Кращі характеристики виходять при комбінованому нагріванні, коли пластина нагрівається і за рахунок тепла, що виділяється струмом, що проходить через біметал, і за рахунок тепла, що виділяється спеціальним нагрівачем, також обтічним струмом навантаження. Прогинаючись, біметалічна пластина своїм вільним кінцем впливає на контактну систему теплового реле.

Час-струмові характеристики теплового реле

Основною характеристикою теплового реле є залежність часу спрацьовування від струму навантаження. У загальному випадку до початку перевантаження через реле протікає струм Iо, який нагріває пластину до температури qо.

При перевірці времятокових характеристик теплових реле слід враховувати, з якого стану (холодного або перегрітого) відбувається спрацьовування реле.

При перевірці теплових реле треба мати на увазі, що нагрівальні елементи теплових реле термічно нестійкі при токах короткого замикання.

Вибір теплових реле

Таблиця вибору теплового реле

Таблиця вибору теплового реле.

Номінальний струм теплового реле вибирають виходячи з номінальної навантаження електродвигуна. Обраний ток теплового реле становить (1,2-1,3) номінального значення струму електродвигуна (струму навантаження), т. Е.тепловое реле спрацьовує при 20-30% перевантаження протягом 20 хвилин.

Постійна часу нагріву електродвигуна залежить від тривалості струмового перевантаження.

При короткочасної перевантаження в нагріванні бере участь тільки обмотка електродвигуна і постійна нагріву 5-10 хвилин.

При тривалому перевантаженні в нагріванні бере участь вся маса електродвигуна і постійна нагріву 40-60 хвилин. Тому застосування теплових реле доцільно лише тоді, коли тривалість включення більше 30 хвилин.

Вплив температури навколишнього середовища на роботу теплового реле

Нагрівання біметалічною пластинки теплового реле залежить від температури навколишнього середовища, тому з ростом температури навколишнього середовища струм спрацьовування реле зменшується.

Пристрій теплового реле ТРП

Пристрій теплового реле ТРП.

При температурі, сильно відрізняється від номінальної, необхідно або проводити додаткову (плавну) регулювання теплового реле, або підбирати нагрівальний елемент з урахуванням реальної температури навколишнього середовища.

Для того щоб температура навколишнього середовища менше впливала на струм спрацьовування теплового реле, необхідно, щоб температура спрацьовування вибиралася щонайбільше.

Для правильної роботи теплового захисту реле бажано розташовувати в тому ж приміщенні, що й обєкт, що захищається. Не можна розташовувати реле поблизу концентрованих джерел тепла: нагрівальних печей, систем опалення і т. Д. В даний час випускаються реле з температурною компенсацією (серії ТРН).

Конструкція теплових реле

Прогин біметалічної пластини відбувається повільно. Якщо з пластиною безпосередньо звязати рухливий контакт, то мала швидкість його руху, не зможе забезпечити гасіння дуги, що виникає при відключенні ланцюга. Тому пластина діє на контакт через прискорює пристрій. Найбільш досконалим є «стрибучий» контакт.

У знеструмленому стані пружина 1 створює момент щодо точки 0, який замикає контакти 2. Біметалічна пластина 3 при нагріванні згинається вправо, положення пружини змінюється. Вона створює момент, який розмикає контакти 2 за час, що забезпечує надійне гасіння дуги. Сучасні контактори й пускачі комплектуються з тепловими реле ТРП (однофазне) і ТРН (двофазне).

Теплові реле ТРП

Теплові струмові однополюсні реле серії ТРП з номінальними струмами теплових елементів від 1 до 600 А призначені для захисту від неприпустимих перевантажень трифазних асинхронних електродвигунів, що працюють від мережі з номінальною напругою до 500 В при частоті 50 і 60 Гц. Теплові реле ТРП на струми до 150 А застосовують в мережах постійного струму з номінальною напругою до 440 В.

Пристрій теплового реле типу ТРП

Теплове реле ТРН

Теплове реле ТРН: 1 - нагрівальний елемент-2 - кнопка возврата- 3 - контакти теплового реле 4 - біметалічна пластіна- 5 - шкала регулювального ричага- 6 - важіль-регулятор.

Біметалічна пластина теплового реле ТРП має комбіновану систему нагріву. Пластина 1 нагрівається як за рахунок нагрівача 5, так і за рахунок проходження струму через саму пластину. При прогині кінець біметалічної пластини впливає на стрибучий контактний місток 3.

Теплове реле ТРП дозволяє мати плавне регулювання струму спрацьовування в межах (± 25% номінального струму уставки). Це регулювання здійснюється ручкою 2, яка змінює первісну деформацію пластини.

Таке регулювання дозволяє різко знизити число потрібних варіантів нагрівача. Повернення реле ТРП в початкове положення після спрацьовування проводиться кнопкою 4. Можливе виконання і з самоповерненням після охолодження біметалу.

Висока температура спрацьовування (вище 200 ° С) зменшує залежність роботи реле від температури навколишнього середовища.
Уставка теплового реле ТРП змінюється на 5% при зміні температури навколишнього середовища на КУС. Висока ударо і вібростійкість теплового реле ТРП дозволяють використовувати його в найважчих умовах.

Теплові реле РТЛ

Схема принципу роботи теплового реле РТТ

Схема принципу роботи теплового реле РТТ.

Реле теплове РТЛ призначене для забезпечення захисту електродвигунів від струмових перевантажень неприпустимої тривалості. Вони також забезпечують захист від відсутності симетрії струмів в фазах і від випадання однієї з фаз.

Випускаються електротепловие реле РТЛ з діапазоном струму від 0,1 до 86 А.

Теплові реле РТЛ можуть встановлюватися як безпосередньо на пускачі ПМЛ, так і окремо від пускачів (в останньому випадку вони повинні бути забезпечені Клемники КРЛ).

Розроблено і випускаються реле РТЛ і клемники КРЛ, які мають ступінь захисту ІР20 і можуть встановлюватися на стандартну рейку. Номінальний струм контактів дорівнює 10 А.

Теплові реле РТТ

Реле теплові НІГ призначені для захисту трифазних асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором від перевантажень неприпустимої тривалості, в тому числі тих, що при випаданні однієї з фаз, а також від несиметрії в фазах.

Реле РТТ призначені для застосування в якості комплектуючих виробів в схемах керування електроприводами, а також для вбудовування в магнітні пускачі серії ПМА з метою змінного струму напругою 660 В частотою 50 або 60 Гц, в ланцюгах постійного струму напругою 440 В.


» » » Пристрій і принцип дії теплового реле