Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловое реле с регулировкой тока

Тепловое реле с регулировкой тока

К тепловым реле можно отнести большую группу электроприборов, предназначенных для регулировки температуры различных нагревательных приборов, контроля технологических процессов, защиты электродвигателей, аккумуляторов и других устройств с использованием различных датчиков температуры. В этой статье рассматриваем конструкции и возможности тепловых реле с биметаллическими пластинами, используемых в основном для защиты электродвигателей промышленных установок.

Принцип действия тепловых реле основан на тепловом действии тока, нагревающего биметаллическую пластину, состоящую из двух соединённых плоскими поверхностями металлических полосок с разными коэффициентами линейного расширения. При изменении температуры из-за различного линейного расширения частей, пластина изгибается. При нагревании до определённой температуры, пластина нажимает на защёлку расцепителя и под действием пружины происходит быстрое электрическое разъединение контактов.

В отличие от предохранителей и электромагнитных расцепителей, которые применяются для защиты электрооборудования от коротких замыканий, тепловые реле предназначены для защиты от перегрузки, в основном электродвигателей. Это объясняется тем, что для нагрева биметаллической пластины до температуры, при которой происходит отключение нужно значительно больше времени, чем для срабатывания предохранителя и защищаемое оборудование может выйти из строя.

По конструкции тепловые реле защиты двигателя различаются в зависимости от назначения, способа установки, рабочего тока. Реле изготавливаются и применяются как отдельные электроустановочные изделия, так и в составе пускателей или автоматических выключателей в качестве конструктивных элементов. Чаще всего это двухфазные или однофазные реле с регулировкой тока срабатывания. Изготавливаются варианты с самовозвратом после срабатывания и с ручным возвратом в исходное положе.

Биметаллическая пластинка нагревается за счёт прохождения тока по токонагревающей спирали, которая наматывается на пластину через теплостойкую изоляцию. Количество витков спирали, а также сечение провода выбирается в зависимости от величины тока, на который рассчитано тепловое реле. При больших значениях тока в качестве нагревательного элемента может использоваться и сама биметаллическая пластина, изготовленная в вида буквы U, прикреплённой концами к контактам токоведущих поверхностей. У однофазных тепловых реле ТРП-60 и ТРП-150 одна часть тока проходит через нагревательный элемент, а вторая через биметаллическую пластину. Система рычагов и пружин по конструкции, отключающих контакты тепловых реле, различается в зависимости от типа и назначения реле.

Выбор теплового реле зависит от тока, потребляемого электродвигателем. Величина изменения тока срабатывания реле с помощью регулировки небольшая, поэтому для разных электродвигателей нужно подбирать тепловые реле с подходящими термоэлементами.

При пуске электродвигателя пусковой ток примерно в 5-7 раз превышает номинальный рабочий. Но, тепловое реле не срабатывает из-за замедления на нагрев биметаллической пластинки. Поэтому тепловое реле выбирается по номинальному току нагрузки или немного больше. Рекомендуемое превышение тока срабатывания защиты составляет 5% — 20% от номинального тока электродвигателя. Лучше всего сразу выбирать комплект для конкретного электродвигателя из пускателя и теплового реле, например, по готовой таблице.

Примечания:
1. Номинальные токи указаны для случая, когда регулятор уставки тока находится в положении 0 и реле установлено открыто на панели при температуре окружающего воздуха 20 С — для реле ТРН и 40 С — для реле ТРП

2. При встройке реле ТРН в пускатель с оболочкой любого исполнения и температуре окружающего воздуха 20 С снижение номинальных токов не требуется. То же не требуется для ТРП 20-60А включительно. требуется снижение номинальных токов при температуре воздуха до 40 С для ТРП.

Настройка теплового реле необходима при изменении температурных условий эксплуатации электрооборудования, подстройки тепловой защиты для конкретного электрооборудования, а также для компенсации разброса характеристик у различных образцов изделий даже одного типа.

Большинство тепловых реле имеют два вида регулировки для установки тока срабатывания. Ближе к концу подвижной части биметаллической пластины находится регулировочный винт, который служит для того, чтобы регулировать расстояние от пластины до поверхности расцепителя, на которую этот винт нажимает для срабатывания реле. Эта регулировка недоступна пользователям без разборки. Вторая регулировка предназначена для подстройки тока срабатывания обслуживающим персоналом. Для этого используют выведенный на лицевую сторону как у реле ТРН регулировочный винт под отвёртку с эксцентриком для механического изменения изгиба. В другом варианте, как у автоматического выключателя АП-50, регулировка выполняется специальным рычажком. Возле регуляторов имеются деления для определения в процентах изменения величины тока. Величина регулировки тока срабатывания теплового реле ограничена и обычно составляет по 25% в одну или другую сторону.

При правильной настройке тока срабатывания обеспечивается защита электродвигателя трёхфазного тока от перегрузки при остановке двигателя от заклинивания ротора, при чрезмерном увеличении механической нагрузки на приводимый в движение механизм, при затяжном пуске электродвигателя. Тепловым реле обеспечивается также защита электродвигателя от перекоса или обрыва фазы по увеличению тока в оставшихся фазах. Для срабатывания тепловой защиты вполне достаточно повышения тока даже в одной из фаз, если ток проходит через нагреватель теплового реле. Поэтому достаточно надёжная защита электродвигателя от перегрузки обеспечивается одним двухфазным реле или двумя однофазными.

Читайте так же:
Как удлинить провода теплого пола

Настройка тока срабатывания теплового реле проводится на несложном стенде. Реле подключается через понижающий трансформатор и регулятор тока ЛАТР. Потребляемый ток измеряется амперметром. Правильно настроенное тепловое реле не должно срабатывать при значении тока Iн = 1,05, но должно срабатывать за время не больше 20 минут при токе Iн = 1,2 от номинального значения.

Время срабатывания теплового реле зависит от величины тока и температуры окружающей среды для каждого типа реле. Их значения, с учётом разброса характеристик, приводятся в специальных таблицах. Предварительно проверяемое реле прогревают номинальным током в течение 2-х часов.

Настройку и проверку реле при значительном из количестве можно производить в форсированном режиме сравнением реле, испытанным по вышеизложенному методу и принятым в качестве образца-эталона. На соединенные последовательно с образцовыми 8-10 тепловых элементов с одинаковым номинальным током подаётся 2,5-3 кратный ток уставки, и отчитывается время их срабатывания (обычно 5-8 минут). Тепловые элементы сработавшие с большим отклонением от образцового, подвергаются регулировке изменением положения регулировочного рычага до отключения реле. Эту операцию необходимо выполнить за время не более 25-30 секунд.

При особой требовательности к реле после его охлаждения (через 10-15 минут) испытание повторяют для контроля полученных результатов. Настройку реле можно считать удовлетворительной, если время срабатывания испытуемого реле будет отличаться от образцового не более чем на 10%.

Применение тепловых реле, а также их обслуживание имеет свои особенности. Схема защиты двигателя построена так, что ток электродвигателя проходит через нагреватели теплового реле, а его размыкающий контакт отключает цепь управления пускателем электродвигателя. Поэтому нужно иметь в виду, что при залипании двух или больше контактов на пускателе, реле не обеспечит отключение электродвигателя.

Тепловые реле имеют разброс по отключению, прежде всего это связано с сезонными и суточными изменениями температуры окружающего воздуха. Время срабатывания зависит от того, было ли до этого токовое реле под нагрузкой. Если реле было под нагрузкой и прогретое, то время срабатывания теплового реле уменьшается.

Срабатывание теплового реле обычно сигнализирует о наличии плохо заметной неисправности. Даже непродолжительный осмотр оборудования поможет своевременно выявить скрытые неисправности электрооборудования и предотвратит его выход из строя.

При плохом контакте происходит нагрев места соединения, и тепловое реле преждевременно срабатывает и при нормальном режиме работы защищаемого электрооборудования. Если сильно загрубить уставку теплового реле, то контакт подгорит, а тепловое реле может не сработать при увеличении тока в двух оставшихся фазах.

После срабатывания теплового реле необходимо некоторое время для остывания термоэлемента, только после этого возможно его повторное включение. Перед повторным включением очень желательно проверить на ощупь температуру электродвигателя. Если температура повышена, то нужно дать время для его остывания и проверить двигатель. Время остывания электродвигателя существенно больше, чем время необходимое для остывания и повторного включения теплового реле.

Частые включения электродвигателей не рекомендуются, если двигатель специально не предназначен для работы в таких режимах. Перед повторным включением желательно осмотреть и проверить вал электродвигателя на отсутствие заклинивания, люфтов в подшипниках. Отключив автомат электродвигателя проверить контакты пускателя на отсутствие залипания, состояние подвижной системы, затяжку электрических контактов. После включения автоматического выключателя проверить наличие напряжения на верхних контактах пускателя. При запуске электродвигателя нужно обратить внимание на отсутствие чрезмерного искрения в пусковой аппаратуре, на шумы в двигателе и приводимых в движение механизмах. Нужно проверить потребление тока в каждой фазе защищаемого двигателя по стационарным приборам или токовыми клещами.

Не редки случаи, когда из-за невнимательного осмотра оборудования или закорачивании отключающего контакта теплового реле, за короткое время на одном месте один за другим палят несколько электродвигателей.

Правила устройства электроустановок (3.1.19.) вводят ограничения на применение защиты электродвигателей, отключение которых может привести к серьёзным последствиям. Это некоторые виды сигнализации, средства пожаротушения, вентиляторы, предотвращающие образование взрывоопасных смесей и другие ответственные устройства.

1″ :pagination=»pagination» :callback=»loadData» :options=»paginationOptions»>

Практическая работа № Регулировка и настройка тепловых реле

Цель работы: Изучить назначение, устройство, принцип работы. Изучить методику проверки и испытания тепловых реле.

Теоретические сведения Долговечность электрического оборудования и электродвигателей в значительной степени зависит от перегрузок, которым они подвергаются во время работы. Для защиты асинхронных двигателей от длительных перегрузок широкое распространение получили тепловые реле с биметаллическими элементами, состоящие из двух пластин с различным коэффициентом линейного расширения a при нагревании. Пластины жестко сцепляются друг с другом путем проката в горячем состоянии, либо контактной сваркой. В тепловых реле используют биметаллические элементы из таких материалов, как инвар, имеющий малое значение a, и хромоникелевая сталь, имеющая большое значение a. Если биметаллический элемент закрепить с одной стороны и нагреть, то он изгибается в сторону материала с меньшим коэффициентом линейного расширения. Это явление используется в тепловых реле. Изгибаясь, биметаллическая пластина действует на защелку и происходит переключение контактов реле. В схемах защиты электродвигателей используются замыкающие контакты, действующие на сигнал, или размыкающие контакты, действующие на отключение электрического двигателя от сети. Наибольшее распространение получили двухполюсные реле типа ТРН и ТРП, а также трехполюсные — РТЛ, РТТ. Последние имеют улучшенные характеристики и обеспечивают защиту от несимметричных режимов. Рис. 0. Схема электротеплового реле РТЛ На рис. 0 представлена схема электротеплового реле РТЛ, где 1-термобиметаллические элементы, установленные в каждой фазе; 2 – пружина-защелка; 3 – устройство возврата контактов; 4 – кнопка ручного возврата подвижных контактов; 5 – регулятор уставок тока; 6 – неподвижные контакты; 7 – подвижные контакты. Выводы 1Л1, 3Л2, 5Л3 подключаются к пускателю, а выводы 2С1; 4С2; 6С3 подключаются к двигателю. Нагрев биметаллического элемента происходит за счет тепла, выделяемого током нагрузки в самой пластине или в специальном нагревательном элементе. Из-за инерционности теплового процесса тепловые реле, имеющие биметаллический элемент, непригодны для защиты цепей от токов коротких замыканий. Нагревательные элементы в данном случае могут перегореть до срабатывания реле. Поэтому защита тепловыми реле должна быть дополнена плавкими предохранителями или автоматическими выключателями. При 20 % перегрузке тепловое реле должно отключать электродвигатель за время не более 20 мин, а при двукратной перегрузке — примерно за 2 мин. Однако это требование часто не выполняется по той причине, что номинальный ток нагревательного элемента теплового реле не соответствует номинальному току защищаемого электродвигателя. На работу тепловых реле существенное влияние оказывает температура окружающей среды. Основным параметром тепловых реле является время-токовая защитная характеристика, т. е. зависимость времени срабатывания от величины перегрузки. Первая из них — для реле, находящегося в холодном состоянии (разогрев током начинается, когда реле имеет температуру, равную температуре окружающей среды), и вторая — для реле, находящегося в горячем состоянии (режим перегрузки наступает после работы реле в течение 30 — 40 мин под номинальным током). Рис. 1. Защитные характеристики теплового реле: 1 — зона срабатывания из холодного состояния, 2 — зона срабатывания из горячего состояния Для обеспечения надежного и своевременного отключения электродвигателя при перегрузке тепловое реле должно настраиваться на специальном стенде. При этом исключается ошибка из-за естественного разброса номинальных токов заводских нагревательных элементов. При проверке и настройке тепловой защиты на стенде используется так называемый метод фиктивных нагрузок. Через нагревательный элемент пропускают ток пониженного напряжения, имитируя таким образом реальную нагрузку, и по секундомеру определяют время срабатывания. В процессе настройки необходимо стремиться к тому, чтобы 5. 6-кратный ток отключался через 9 — 10 с, а 1,5-кратный через 150 с (при холодном состоянии нагревателя). Для настройки тепловых реле можно использовать серийно выпускавшиеся cпециализированные стенды. На рис. 2 показана схема такого устройства. Приспособление состоит из маломощного нагрузочного трансформатора TV2, к вторичной обмотке которого подключается нагревательный элемент теплового реле КК, а напряжение первичной обмотки плавно регулируется автотрансформатором TV1 (например ЛАТР-2). Ток нагрузки контролируется амперметром РА, включенным во вторичную цепь через трансформатор тока. Рис. 2. Принципиальная схема установки для проверки и настройки тепловых реле Тепловое реле проверяют следующим образом. Ручку автотрансформатора устанавливают в нулевое положение и подают напряжение, затем поворотом ручки устанавливают ток нагрузки I = 1,5Iном и секундомером контролируют время срабатывания реле (в момент погасания лампы HL). Операцию повторяют для остальных нагревательных элементов реле. Если время срабатывания хотя бы одного из них не соответствует норме, тепловое реле следует отрегулировать. Регулировка производится специальным регулировочным винтом. При этом добиваются, чтобы при токе I = 1,5Iном время срабатывания составляло 145 — 150 с. Отрегулированное тепловое реле следует настроить на номинальный ток двигателя и температуру окружающей среды. Это делают в том случае, когда номинальный ток нагревательного элемента отличается от номинального тока электродвигателя (на практике в основном так и бывает) и когда температура окружающего воздуха ниже номинальной ( + 40° С) более чем на 10° С. Токовую уставку реле можно регулировать в пределах 0,75 — 1,25 •номинального тока нагревателя. Настройка производится в следующей последовательности. 1. Определяют поправку (E1) реле на номинальный ток двигателя без температурной компенсации ±Е1 = (Iном- Iо)/СIо, где Iном — номинальный ток двигателя, Iо — ток нулевой уставки реле, С — цена деления эксцентрика (С = 0,05 для открытых пускателей и С = 0,055 для защищенных). 2. Определяют поправку на температуру окружающей среды E2=(t — 30)/10, где t — температура окружающей среды, °С. 3. Определяют суммарную поправку ±Е=(±Е1) + (-Е2). При дробной величине Е ее следует округлить до целого в большую или меньшую сторону в зависимости от характера нагрузки. 4. На полученное значение поправки переводят эксцентрик теплового реле. Тщательно отрегулированные тепловые реле типа ТРН и ТРП имеют защитные характеристики, мало отличающиеся от средних. Однако такие реле не обеспечивают защиту электродвигателя в случае заклинивания, а также электродвигателей, не запустившихся при обрыве фазы. Помимо магнитных пускателей c тепловыми реле в электроприводах для нечастых пусков их и защиты электрических цепей от коротких замыканий используются автоматические выключатели. При наличии комбинированных расцепителей такие аппараты защищают электроприемники также от перегрузки. Характерные параметры автоматических выключателей: минимальный ток срабатывания — (1,1. 1,6)Iном, уставка электромагнитного расцепителя — (3 — 15)Iном, время срабатывания при токе I = 16Iном — менее 1 с. Испытание тепловых элементов расцепителей автоматов проводят аналогично проверке тепловых реле. Испытание выполняется током 2Iном при температуре окружающей среды +25° С. Время срабатывания элемента (35 — 100 с) должно находиться в пределах, указанных в заводской документации или найденных по защитной характеристике каждого автомата. Настройка тепловых элементов заключается в установке при помощи винтов биметаллических пластинок на одинаковое время срабатывания при одинаковом токе. Для проверки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя через него от нагрузочного устройства пропускают ток на 15% меньше тока уставки (тока отсечки). Затем плавно увеличивают испытательный ток до отключения аппарата. При этом максимальное значение тока срабатывания не должно превышать ток уставки электромагнитного расцепителя более чем на 15 %. Испытание проводится не более 5 с во избежание недопустимого перегрева контактов выключателя.
Читайте так же:
Тепловое действие тока возникает в результате

Рис.3Принципиальная схема теплового реле РТЛ

Содержание отчета

1.Записать название и цель работы;

2.Внимательно прочесть содержание практической

3.Ответить письменно на следующие вопросы:

3.1.Назначение тепловых реле (ТР)?

3.2.На каком принципе построена работа ТР?

3.3.Зарисовать рис.1 и сделать его описание;

3.4.При каких перегрузках время отключения ТР соответственно 20 и 2 мин.?

3.5.На что указывает не правильное время срабатыванияТР?

3.6.Что отражает время-токовая характеристика, какие имеются зоны?

3.7.Метод фиксированных нагрузок;

3.8.Зачем в схеме (Рис.2) включен ТА и НL?

3.9.Порядок проверки ТР?

3.10.Что такое токовая уставка реле, в каких пределах регулируется?

3.11.Почему тепловые реле не применяются для защиты электрических цепей от токов КЗ?

Тепловое реле РТТ5-10

Тепловые реле РТТ5-10 предназначены для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от токовых перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз.

Реле РТТ5-10 применяются в качестве комплектующих изделий в схемах управления электроприводами, в цепях переменного тока напряжением 660В частотой 50 или 60 Гц, в цепях постоянного тока напряжением 440В.

Электротепловые реле РТТ5-10 имеют несменные нагреватели, температурный компенсатор, регулятор уставки токов несрабатывания, кнопку ручного возврата, один размыкающий либо переключающий контакт.

Рабочее положение — крепление на вертикальной плоскости регулятором тока несрабатывания вперед, крышкой вверх. Допускается отклонение на 15° в любую сторону

Окружающая среда не должна содержать газов, жидкости и пыли в концентрациях, нарушающих работу реле

Допускается эксплуатация реле при встройке их в оболочку пускателя или комплектного устройства:

  • реле климатического исполнения УХЛ4 в изделиях для климатического исполнения У категории 2 и 3;
  • реле климатического исполнения О4 в изделиях для климатического исполнения УХЛ и Т категории 1, 2, 3 и 5.
Читайте так же:
Как разобрать розетку теплого пола

Принцип работы реле основан на прохождении электрического тока через биметаллические пластины и нагреватели, которые включены в главную цепь. Под воздействием нагрева биметаллические пластины изгибаются и через механизм срабатывания происходит размыкание контактов вспомогательной цепи.

Возврат контактной группы — ручной по истечении не менее 1,5 мин. после срабатывания реле.

Кнопка возврата реле может быть использована в качестве кнопки «Стоп».

Реле при всех положениях регулятора уставки должны допускать не менее 3000 срабатываний.

Размыкающие контакты выполнены со свободным расцеплением.

Реле могут устанавливаться на пускатели типа ПМ12-010 втычным способом либо индивидуально с помощью клеммника типа КР5-10. Индивидуально реле устанавливается как на металлических, так и на изоляционных плитах, а также на станциях управления реечного типа. Крепление производится с помощью винтов либо безвинтовым способом.

Структура обозначения РТТ5-10 и клеммника КР5-10

Тепловое реле (РТТ 5-10-XX X XXXX), описание идет по порядку
РТТБуквенное обозначение реле
5Номер серии РТТ
10Номинальный ток на 10А
ХХДиапазон регулирования номинального тока несрабатывания
ХСпособ возврата и род контактов вспомогательной цепи:
1 — возврат ручной, исключающий самовозврат, с один размыкающим контактом
2 — возврат ручной, исключающий самовозврат, с один переключающим контактом
ХХХХКлиматическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69
Клеммник (КР 5-10 XXXX), описание идет по порядку
КРБуквенное обозначение клеммника
5Номер серии КР
10Номинальный ток на 10А
ХХХХКлиматическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69
Обозначения типов РТТ5-10, диапазоны регулировки токов несрабатывания

Обозначение типов релеДиапазон регулировки номинального тока несрабатывания, АУсловные обозначения диапазона
РТТ5-10-011 (РТТ5-10-012)0,10-0,12-0,1401
РТТ5-10-021 (РТТ5-10-022)0,13-0,16-0,1802
РТТ5-10-031 (РТТ5-10-032)0,17-0,20-0,2303
РТТ5-10-041 (РТТ5-10-042)0,21-0,25-0,2904
РТТ5-10-051 (РТТ5-10-052)0,27-0,32-0,3705
РТТ5-10-061 (РТТ5-10-062)0,34-0,40-0,4606
РТТ5-10-071 (РТТ5-10-072)0,42-0,50-0,5807
РТТ5-10-081 (РТТ5-10-082)0,54-0,63-0,7208
РТТ5-10-091 (РТТ5-10-092)0,68-0,80-0,9209
РТТ5-10-101 (РТТ5-10-102)0,85-1,00-1,1510
РТТ5-10-111 (РТТ5-10-112)1,10-1,25-1,4011
РТТ5-10-121 (РТТ5-10-122)1,36-1,60-1,8412
РТТ5-10-131 (РТТ5-10-132)1,70-2,00-2,3013
РТТ5-10-141 (РТТ5-10-142)2,1-2,5-2,914
РТТ5-10-151 (РТТ5-10-152)2,7-3,2-3,715
РТТ5-10-161 (РТТ5-10-162)3,4-4,0-4,616
РТТ5-10-171 (РТТ5-10-172)4,2-5,0-5,817
РТТ5-10-181 (РТТ5-10-182)5,4-6,4-7,418
РТТ5-10-191 (РТТ5-10-192)7,0-8,5-10,019
Читайте так же:
Тепловое действие электрического тока используется в генераторах трансформаторах

Примечание : в скобках указаны типоисполнения реле с переключающим контактом.

Технические характеристики РТТ5-10

Номинальные рабочие токи цепи управления реле РТТ5-10

Габаритные размеры реле РТТ5-10

Схема электрическая принципиальная реле РТТ5-10

Купить РТТ5-10 или другое тепловое реле ☎ (044) 594-72-11

Электрические аппараты — Тепловые реле

Зміст статті

  • Электрические аппараты
  • Контроллеры
  • Командоаппараты
  • Резисторы пусковых и пускорегулирующих реостатов
  • Реостаты
  • Контакторы и магнитные пускатели
  • Контакторы постоянного тока
  • Контакторы переменного тока
  • Магнитные пускатели
  • Тиристорный пускатель
  • Выбор контакторов и пускателей
  • Электромагнитные и тепловые реле
  • Электромагнитные реле тока и напряжения
  • Конструкция электромагнитных реле тока и напряжения
  • Поляризованные реле
  • Тепловые реле
  • Позисторная защита двигателей
  • Электромеханические реле времени
  • Реле времени с механическим замедлением
  • Герконовые реле
  • Основные соотношения параметров герконового реле
  • Конструкция герконовых реле
  • Управление герконом с помощью постоянного магнита
  • Герконовые реле с памятью
  • Герконы с большой коммутационной способностью
  • Преимущества и недостатки герконов
  • Применение оптоэлектронных приборов
  • Электромагнитные муфты управления
  • Электромагнитные фрикционные муфты
  • Электромагнитные ферропорошковые муфты
  • Гистерезисные муфты
  • Рубильники и переключатели
  • Конструкция рубильников и переключателей
  • Предохранители
  • Нагрев плавкой вставки при коротком замыкании
  • Конструкция предохранителей низкого напряжения
  • Выбор предохранителей
  • Высоковольтные предохранители
  • Автоматы
  • Токоведущая пепь и дугогасительная система автоматов
  • Приводы и механизмы универсальных автоматов
  • Расцепители автоматов
  • Универсальные и установочные автоматы
  • Быстродействующие автоматы
  • Автоматы для гашения магнитного поля мощных генераторов
  • Конструкция реакторов
  • Сдвоенные реакторы
  • Трансформаторы тока
  • Конструкция трансформаторов тока
  • Выбор трансформаторов тока
  • Трансформаторы напряжения
  • Конструкция трансформаторов напряжения
  • Емкостные делители напряжения
  • Список литературы

9.5. ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ

а) Принцип действия. Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. Для любого объекта можно найти зависимость допустимой длительности протекания тока от его значения, при котором обеспечивается надежная и длительная его эксплуатация (кривая / на рис. 9.13). При номинальном токе допустимая длительность его протекания стремится к бесконечности. Протекание тока, превышающего номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому чем больше ток перегрузки, тем меньше должна быть ее длительность. Кривая / на рис. 9.13 устанавливается исходя из необходимого срока службы оборудования. Чем меньше срок службы, тем большие перегрузки допустимы.
Для защиты энергетического оборудования от токовых перегрузок широко распространены тепловые реле с биметаллическим элементом.
Очевидно, что в идеальном случае зависимость tcp Биметаллический элемент состоит из двух пластин с различным коэффициентом линейного расширения а. В месте прилегания друг к другу пластины жестко скреплены за счет проката в горячем состоянии, либо сваркой. Если такой элемент закрепить неподвижно и нагреть, то произойдет его изгиб в сторону материала с меньшим а.


Рис. 9.13. Времятоковые характеристики теплового реле и защищаемого объекта

Широкое распространение в тепловых реле получили такие материалы, как инвар (малое значение а) и хромоникелевая сталь (большое значение а).
Для получения большего прогиба необходим элемент большой длины и малой толщины. В то же время при необходимости получения большого усилия целесообразно иметь широкий элемент с малой длиной и большой толщиной.
При работе в компонентах биметаллической пластины возникают напряжения сжатия и растяжения, которые не должны превышать допустимых значений.
Нагрев биметаллического элемента может производиться за счет тепла, выделяемого током нагрузки в самой пластине или в специальном нагревателе. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет проходящего через нее тока, и за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем, обтекаемым тем же током нагрузки.
Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки (времятоковая характеристика). До начала перегрузки через биметаллическую пластину протекает ток /о, который нагревает ее до температуры в0.

Читайте так же:
Приведите пример использования тепловых действий тока ответ

Из-за инерционности теплового процесса тепловые реле, имеющие такой биметаллический элемент, непригодны для защиты цепей от КЗ. Нагревательные элементы в данном случае могут перегореть до срабатывания реле. Поэтому защита с помощью таких реле должна быть дополнена электромагнитными реле, предохранителями или автоматическими выключателями.
Для оценки эффективности защиты строятся времятоковые характеристики защищаемого объекта и биметаллического элемента теплового реле. Для построения этих характеристик, называемых защитными, используются паспортные или расчетные данные. Ток /ср реле составляет (1,2-г-1,3) /ном- Защитные характеристики биметаллического элемента строятся для е —О и е=1. При правильном выборе реле времятоковая характеристика при е = 0 должна проходить вблизи и ниже характеристики защищаемого объекта. Тогда при предварительном подогреве номинальным током реле обеспечивает надежную защиту. На рис. 9.13 представлены времятоковые характеристики двигателя (кривая /) и двух тепловых реле с различными токами срабатывания. У одного реле (кривая 2) ток срабатывания равен номинальному току двигателя, у другого на 20 % больше (кривая 3). Лучшее согласование характеристик реле и двигателя во втором случае.
Необходимо отметить, что постоянная времени нагрева защищаемого объекта (например, двигателя) зависит от длительности перегрузки. При кратковременных перегрузках в нагреве участвует только обмотка двигателя и постоянная времени невелика (5—10 мин) ввиду относительно малой массы обмотки. При длительной перегрузке в нагреве участвует вся масса двигателя. Постоянная времени нагрева для мощных двигателей — 40—60 мин. Для совершенной защиты необходимо, чтобы постоянная времени нагрева реле была такой же, как и у защищаемого объекта. Это удается в том случае, если реле разрабатывается для защиты конкретного двигателя. На практике разработка теплового реле для каждого типа двигателя нецелесообразна и одно и то же реле используется для защиты ‘двигателей различной конструкции. При этом обеспечить надежную защиту во всем диапазоне перегрузок не удается.
Для быстродействующей защиты объекта и реле целесообразно биметаллический элемент объединять с электромагнитным, имеющим большой ток срабатывания при малом времени срабатывания.
Номинальный ток реле выбирается равным номинальному току защищаемого объекта. Срабатывание реле происходит при (1,2-г-1,3) /ном. Время срабатывания 20 мин.
Температура биметаллического элемента зависит от температуры окружающей среды, с ростом которой ток срабатывания реле уменьшается.

При температуре окружающей среды G, сильно отличающейся от номинальной, необходимы либо дополнительная (плавная) регулировка реле, либо подбор нагревательного элемента с учетом этой температуры. Для того чтобы температура окружающей среды меньше влияла на ток срабатывания, значение вср необходимо выбирать возможно большим Тепловые реле желательно располагать в одном помещении с защищаемым объектом Нельзя располагать реле вблизи концентрированных источников тепла — нагревательных печей, систем отопления и т. д Эти ограничения не относятся к реле с температурной компенсацией
б) Конструкция тепловых реле. Любые тепловые воздействия инерционны по своей природе, и прогиб биметаллической пластины происходит медленно Если с пластиной непосредственно связать подвижный контакт, то малая скорость его движения не обеспечивает гашение дуги при отключении цепи Поэтому воздействие пластины на контакт передается, как правило, через ускоряющие устройства, наиболее совершенным из которых является «прыгающий» контакт (рис 9 15) В холодном состоянии биметаллическая пластина 3 занимает крайнее левое положение Пружина / создает силу Р, которая замыкает контакты 2 При нагреве пластины 3 она изгибается вправо (по стрелке) В момент, когда пластина 3 направлена на центр 0, пружина 1 развивает максимальную силу При дальнейшем нагреве пружина / быстро переходит В крайнее правое положение и контакты 2 размыкаются с большой скоростью, обеспечивая надежное гашение дуги
Современные контакторы и магнитные пускатели комплектуются с однофазными (ТРП) или двухфазными (ТРИ) тепловыми реле Реле ТРП (рис. 9 16) имеет комбинированную систему нагрева Биметаллическая пластина ! нагревается как за счет прохождения через нее тока, так и за счет нагревателя 5 При прогибе конец биметаллической пластины воздействует на прыгающий контактный мостик 3 Реле Допускает плавную ручную регулировку тока срабатывания в пределах ±25 % номинального тока уставки. Эта регулировка осуществляется ручкой 2, меняющей первоначальную деформацию биметаллической пластины. Возврат реле в исходное положение после срабатывания производится кнопкой 4. Возможно исполнение и с самовозвратом после остывания биметалла. Высокая температура срабатывания (выше 200 °С) уменьшает зависимость работы реле от температуры окружающей среды. Уставка меняется на 5 % при изменении температуры окружающей среды на 10 °С. Реле обладает высокой ударо- и вибростойкостыо.

Рис. 9.15. Прыгающий контакт теплового реле
Рис. 9.16. Однофазное тепловое реле ТРП

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector