DQZHAN技術(shù)訊：什么是熱繼電器？

熱繼電器是用于防止線路或電氣設備長時間過載的低壓電器。

一、概述

1、熱繼電器的用途

熱繼電器特別適用于電動機的過載保護，因為電動機在實際運行中，常會遇到過載情況，但只要過載不嚴重、時間短，繞組不超過允許的溫升，這種過載是允許的。但如果過載情況嚴重、時間長，則會加速電動機絕緣的老化，縮短電動機的使用年限，甚至燒毀電動機，因此，常用熱繼電器對電動機進行過載保護。有的熱繼電器還可以作為電動機的斷相保護及短路保護。

相關標準：GB14598.15-1998電氣繼電器第8部分電熱繼電器

二、熱繼電器的原理及結(jié)構(gòu)

1、原理

熱繼電器中的關鍵零件是熱元件，熱元件是由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬片鉚接在一起而制成的，又叫作雙金屬片（鐵鎳合金）。它受熱后，兩片金屬皆要膨脹，但一片膨脹得快，另一片膨脹的慢，當雙金屬片受熱時，會出現(xiàn)彎曲變形，形成一個弧線，外弧是膨脹的快的金屬片，內(nèi)弧則是膨脹得慢的金屬片。

電流是有熱效應的，因此，讓電流直接流過雙金屬片，使之發(fā)熱，這叫直熱式；還可以讓電流通過的導體靠近雙金屬片，當電流使導體發(fā)熱后，烘烤著雙金屬片，使它受熱，這種方式叫間熱式，使用時，把熱元件串接于電動機的主電路中，而常閉觸點串接于電動機的控制電路中，當電動機正常運行時，熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使熱繼電器的觸點動作，當電動機過載時，雙金屬片彎曲位移增大，推動導板使常閉觸點斷開，從而切斷電動機控制電路以起保護作用。熱繼電器動作后一般不能自動復位，要等雙金屬片冷卻后按下復位按鈕復位。

2、結(jié)構(gòu)

如圖a中發(fā)熱元件2通電發(fā)熱后，主雙金屬片1受熱向左彎曲，推動導板3向左推動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生一定的運動。電流越大，執(zhí)行機構(gòu)的運動幅度也越大。當電流大到一定程度時，執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生躍變，即觸點發(fā)生動作從而切斷主電路。

熱繼電器主要由以下幾個部分組成：

（1）熱元件及雙金屬片

這是熱繼電器的心臟。直熱式熱繼電器就是利用雙金屬片本身作熱元件；間熱式則用通電導體纏繞在雙金屬片上作為熱元件、熱繼電器的同一種外殼內(nèi)可裝幾種不同額定電流的熱元件。

（2）聯(lián)動接點裝置

雙金屬片借助于一個絕緣的聯(lián)動板，將雙金屬片受熱彎曲變形傳遞到觸頭**的觸發(fā)機構(gòu)上，當雙金屬片變形達到一定程度，就通過聯(lián)動板使觸發(fā)機構(gòu)動作，從而使觸點狀態(tài)瞬時間變動并保持下來。

（3）定值調(diào)整

在熱繼電器上面有一調(diào)節(jié)旋鈕，上有定值電流刻度，旋鈕的長軸通到熱繼電器內(nèi)部與聯(lián)動觸點裝置的觸發(fā)機構(gòu)相聯(lián)，轉(zhuǎn)動該旋鈕就能改變觸發(fā)裝置的動作條件，從而改變了熱繼電器的動作整定值。

（4）溫度補償裝置

在熱繼電器側(cè)面有一個螺釘，擰動此螺釘就可以作用于觸發(fā)裝置上，改變其觸發(fā)條件，從而補償了熱繼電器**環(huán)境溫度與被保護設備安裝處環(huán)境溫度的差別所引起的保護定值的誤差。但這種溫度補償?shù)姆秶怯邢薜?，兩個環(huán)境溫度的差別*大不超過25°C。

（5）斷相保護裝置

并不是所有的熱繼電器都有這種裝置，另外這種裝置只能裝在三相熱繼電器中，三相中若一相斷路，則該相電流為零，該相雙金屬片不會受熱彎曲。另兩相電流相等且比平常運行電流要大，這兩相雙金屬片迅速彎曲，通過機械方式將這三相雙金屬片變形的不平衡性，作用與觸發(fā)機構(gòu)上，使其迅速動作，實現(xiàn)了斷相保護。

（6）復位裝置

熱元件受熱彎曲，推動觸發(fā)裝置使熱繼電器動作后，主回路電流被切斷了。雙金屬片一邊散熱一邊恢復原裝，顯然，這是需要時間的，熱繼電器的復位有兩種方式，手動和自動。手動復位一般不小于2min，自動復位不大于5min。

三、熱繼電器的安裝

為保證熱繼電器使用過程中動作的可靠性，還應注意熱繼電器的安裝位置、安裝方式與連接導線的要求。

1、安裝位置

1）熱繼電器安裝的地方不能有強烈的沖擊與振動，如果使用環(huán)境避免不了，則應使用帶防沖擊裝置的熱繼電器，否則就會影響其觸頭的動作。

2）熱繼電器要安裝在垂直平面上，其傾斜度與垂直平面*大不超過5°，且蓋板向上，以保證可靠動作。

3)熱繼電器要安裝在其它電器的下方，并與相鄰電器元件之間保持≥5mm的間隙，避免其它電器發(fā)熱自下而上對流時影響熱繼電器的動作特性。

2、安裝方式

熱繼電器有5種安裝方式：Z、L、G、GZ與GL。安裝時，必須按產(chǎn)品說明書中的規(guī)定進行。

Z:表示與交流接觸器組合安裝的方式。安裝時要注意規(guī)定的組合，如JR20與CJ20或CJ40接觸器組合；T系列與B系列接觸器組合；3VA系列與3TB接觸器組合等等。

L:表示獨立安裝方式。安裝時各種型號規(guī)格的熱繼電器都能互相用導線連接使用。

G:表示標準導軌安裝。

GZ:表示標準導軌組合安裝。

GL:表示標準導軌獨立安裝。

3、連接導線

連接熱繼電器的導線截面有一定的要求。如果截面過小，連接線本身產(chǎn)生的熱量傳到雙金屬元件中，就會加快熱繼電器的動作時間；如果截面過大，雙金屬片元件所產(chǎn)生的熱量有一部分反而被連接線吸收，就會減慢熱繼電器的動作時間。

導線連接時一定要牢固可靠，其接線螺釘與線頭之間的接觸面積應盡量大些，接觸電阻盡量小一些。因為接觸電阻過大，發(fā)熱就較多，從而影響熱繼電器的動作性能，特別對于較大電流規(guī)格的熱繼電器，一定要注意連接線的接觸電阻。

熱繼電器熱元件的額定電流與連接導線的截面對照表

注意：連接線一般用銅芯導線，如果必須用鋁導線時，其截面應為銅線截面的1．8倍左右。

4、熱繼電器復位形式選擇

熱繼電器一般有手動復位和自動復位兩種復位形式，實際工作中應設置為哪種形式，要根據(jù)具體情況而定。從控制電路的情況而言，采用按鈕控制的手動起動和手動停止的控制電路，熱繼電器可設置為自動復位形式；采用自動元器件控制的自動起動電路，可將熱繼電器設置為手動復位形式。對于重要設備，熱繼電器動作后，需檢查電動機與拖動設備，為防止熱繼電器再次脫扣，此時宜采用手動復位形式。對于熱繼電器和接觸器安裝在遠離操作地點，且電機過載的可能性又比較大時，也宜采用手動復位形式等等。

5、熱繼電器電流整定值的調(diào)整

熱繼電器投入使用前必須對它的熱元件的整定電流進行調(diào)整（調(diào)整后的值小于或等于熱元件的額定電流），以保證電動機能得到有效的保護。

1）一般情況下，電動機的起動電流為額定電流的6倍左右，且起動時間不超過6s時，整定電流可調(diào)整為電動機的額定電流；

2）當電動機起動時間較長，所帶負載具有沖擊性且不允許停機時，整定電流調(diào)整為電動機額定電流的1．1～1．15倍；

3）當電動機的過載能力較弱時（電機一般低于額定負載運行），整定電流調(diào)整為電動機額定電流的60%～80%；

4）對于反復短時工作的電動機，整定電流的調(diào)整必須通過現(xiàn)場試驗。方法是先把其整定電流調(diào)整到比電動機的額定電流略小，電機運行時如果發(fā)現(xiàn)熱繼電器經(jīng)常動作，就逐漸調(diào)大其整定值，直到滿足運行要求為止。

5、熱繼電器電流整定值的調(diào)整

對于l00kW及以上的電動機，一般通過電流互感器，用較小的二次電流來控制較大的一次電流，即使用非直接式的小電流熱繼電器，這時其整定電流在上述情況下要縮小K倍(K為電流互感器的電流比)，K值的具體情況見下表。

四、熱繼電器的日常維護

1、熱繼電器動作后復位需要一定的時間，自動復位時間應在5min內(nèi)完成，手動復位要在2min后才能按下復位按鈕。

2、當發(fā)生短路故障后，要檢查熱元件和雙金屬片是否變形，如有不正常情況，應及時調(diào)整，但不能將元件拆下，也不能彎折雙金屬片。

3、使用中的熱繼電器每周應檢查一次，具體內(nèi)容是：熱繼電器有無過熱、異味及放電現(xiàn)象，各部件螺絲有無松動、脫落及接觸**，表面有無破損及清潔與否。

4、使用中的熱繼電器每年應檢修一次，具體內(nèi)容是：清掃衛(wèi)生，查修零部件，測試絕緣電阻應＞1MΩ，通電校驗。經(jīng)校驗過的熱繼電器，除了接線螺釘之外，其它螺釘不要隨便擰動。

5、更換熱繼電器時，新安裝的熱繼電器必須符合原來的規(guī)格與要求。

熱繼電器*常見的故障是誤動作（不應動作時卻動作了）和拒動作（應該動作時卻不動作），究其原因主要是：

1、選型不當；

2、定值不當

3、未能及時維修。

熱繼電器在長期工作中工作狀態(tài)會發(fā)生變化，*后導致誤動作或拒動甚至毀壞，要注意檢查以下幾點：

1、連接點發(fā)熱的原因可能是連接導線截面積小；

2、連接螺釘未擰緊；未用適當?shù)膲|片以致壓接面積不夠；

3、通電停電引起熱脹冷縮從而導致連接松動；

4、使用鋁導線造成銅鋁電化腐蝕；

5、連接點灰垢多等。

電動機綜合保護器

電動機綜合保護器系列是在消化吸收國內(nèi)外電動機保護先進技術(shù)的基礎上，采用電流取樣型并結(jié)合先進的電子線路來對三相電動機進行斷相（缺相）、過壓、過流保護。本保護器具有斷相保護靈敏、動作可靠、抗三相電源不平衡干擾能力強，并具有良好的反時限特性等優(yōu)點。保護器并設有運行指示燈，斷相故障指示和過載報警指示，使保護器安裝調(diào)試方便，省目直觀。因而具有較高的經(jīng)濟價值、使用價值。