Тепловое реле или автоматический выключатель

Форум / Электрика / Тепловой расцепитель и Тепловое реле

Yp(l)uН
профи

Тепловой расцепитель и Тепловое реле

13 января 2015 г., 10:59

KruA
профи

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

13 января 2015 г., 11:19

Есть ещё такие специальные автоматические выключатели для защиты двигателя (GPS1B, GPS2B — от General Electric, TeSys-GV2-ME — от Schneider Electric и т.п.) — они тоже точно настраиваются.
В то же время, автоматы на большие токи тоже делают с переключателями для более точной настройки расцепителей.

Владимир_43
профи

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

13 января 2015 г., 12:22

Выполним работы. КАЧЕСТВЕННО, БЫСТРО, ДЕШЕВО. Выбирайте ДВА любых критерия.

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

13 января 2015 г., 13:01

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

13 января 2015 г., 13:22

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

13 января 2015 г., 13:24

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

13 января 2015 г., 13:39

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

13 января 2015 г., 13:55

Yp(l)uН
профи

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

15 января 2015 г., 07:27

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

15 января 2015 г., 07:37

ozi
модератор

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

15 января 2015 г., 12:29

Vyacheslav
новичок

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

10 февраля 2015 г., 15:50

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

10 февраля 2015 г., 17:19

Не защитит двигатель от чего.

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

10 февраля 2015 г., 17:23

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

11 февраля 2015 г., 01:38

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

11 февраля 2015 г., 11:04

Я хочу еще раз просит у Вас: от чего должен сгореть двигатель.

АВ никогда в жизни не защитит двигатель перегрузок из-за пусковых токов.

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

12 февраля 2015 г., 01:18

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

03 марта 2015 г., 14:06

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

01 июня 2017 г., 07:00

Re: Тепловой расцепитель и Тепловое реле

03 июня 2017 г., 13:01

Сообщения рекламного характера следует размещать в барахолке !

Почему отключается автоматический выключатель

Большинство автоматических выключателей (АВ) оборудуются двумя типами токовых защит: защитой от перегрузки и защитой от токов короткого замыкания. В автоматических выключателях дифференциального тока (дифавтоматах) к первым двум защитам добавляется защита от токов утечки. Для того чтобы понять какая из защит вызвала отключение автомата, неплохо иметь представление как они работают.

Характеристики защит применяемых в автоматических выключателях

Каждый тип токовой защиты характеризуется двумя параметрами:

• величиной тока срабатывания (уставкой);
• временем срабатывания.

Ток срабатывания защиты может выражаться в абсолютных или относительных величинах. В первом случае это могут быть просто миллиамперы или амперы. Относительный ток срабатывания кратен номинальному (рабочему) току автоматического выключателя.

Защита от перегрузки (тепловая защита). Защита от перегрузки или максимальная токовая защита с выдержкой времени (МТЗ) обычно имеет кратность 1.2 I_ном. автомата. Время срабатывания тепловой защиты зависит от величины тока протекающей через выключатель. Чем больше ток, тем быстрее происходит отключение автомата. График зависимости времени срабатывания защиты от величины тока называют время-токовой характеристикой. В автоматах защита от перегрузки обычно осуществляется с помощью теплового реле.

Защита от токов короткого замыкания (отсечка). Отсечка обычно имеет кратность ≥ 4I_ном. Осечка относиться к защитам мгновенного действия. Время работы защиты от токов КЗ определяется только инерцией механизма автоматического выключателя. В большинстве автоматов отсечка реализуется в виде электромагнитных расцепителей.

На рисунке приведена совмещенная время-токовая характеристика тепловой защиты и защиты от токов короткого замыкания.

Из графика видно, что тепловая защита работает от I_ном. до зоны работы отсечки. В зависимости от величины тока, время срабатывания тепловой защиты может составлять от одной секунды до десятков минут. Поэтому, если автоматический выключатель отключается спустя некоторое время после включения нагрузки, можно предположить, что отключение АВ произошло из-за работы тепловой защиты и, следовательно, имеет место перегрузка питающей линии.

Как уже говорилось, защита от токов короткого замыкания срабатывает мгновенно. Поэтому, если автомат отключается сразу после его включения или включения электроприемника, то существует большая вероятность короткого замыкания в линии или в электроприемнике. Чтобы уточнить место короткого замыкания, электроприемник надо отключить от питающей линии (вынуть вилку из розетки или отсоединить питающие провода). После этого производят повторное включение автомата. Если его перестает выбивать, то КЗ произошло в электроприемнике. Если АВ все равно отключается, значит «виновата» линия.

Защита от токов утечки (дифференциальная защита). Защита от токов утечки реагирует на разность токов протекающих через выключатель. В случае двухполюсного дифавтомата это разность токов в фазном и нулевом проводе. Эта разность равна току утечки. Выбор тока срабатывания дифзащиты зависит от ее назначения. Если дифзащита устанавливается для защиты человека от поражения электрическим током, то ток уставки обычно выбирается 30 мА. Если защита устанавливается для предотвращения возгорания электропроводки, то уставка должна быть ≥ 100 мА.

В некоторых моделях дифавтоматов устанавливается специальный индикатор, указывающий на срабатывание защиты от токов утечки. Если такого индикатора нет, то определить причину отключения автомата довольно сложно. Определить отключение от токов утечки будет проще, если последовательно соединить УЗО (устройство защитного отключения), осуществляющее дифзащиту, и обычный автоматический выключатель.

Типичные случаи срабатывания автоматов

Как уже упоминалось, электромагнитные расцепители реагируют на токи короткого замыкания. Однако иногда случается, что отсечка срабатывает и по другим причинам. Простейший случай это подключение нагрузки с рабочим током в разы превышающий номинальный ток автомата. Например подключение мощного сварочного аппаратам к розетке, которая запитана через автомат с номинальным током 5 А, обязательно приведет к срабатыванию защиты, как только сварщик попытается зажечь дугу.

Бывают и менее очевидные случаи. Иногда защита от КЗ срабатывает, когда включается емкостная нагрузка. Дело в том, что в момент коммутации конденсаторов протекает большой зарядный ток. В первый момент зарядный ток конденсатора может в десятки раз превышать номинальный ток устройства, в которое конденсатор установлен. Конденсаторы большой емкости часто используются в блоках питания. Для ограничения зарядных токов конденсаторов применяют токоограничительные резисторы. Некоторые производители, в целях экономии, пренебрегают этим правилом. Тогда-то и случается ситуация, когда при включении, например, компьютера выбивает автомат в щитке освещения.

Защита от перегрузки обычно срабатывает, когда от автомата питаются несколько потребителей, суммарный ток потребления которых превышает номинальный ток выключателя. Описанная ситуация может возникнуть если к двойной розетке на кухне, запитанной от автомата 16 А, одновременно подключить электрический чайник и микроволновую печь. В этом случае замена автомата на аппарат с большим номинальным током не является выходом из ситуации. Дело в том, что номинал автомата выбирается, в первую очередь, исходя из сечения и материала питающего кабелея. В случае если мощность потребителей превышает «возможности» автомата, необходимо убедиться хватает ли сечения питающих проводов. Возможно, нужно будет произвести замену и автомата и питающего кабеля.

В практике многих электриков неоднократно встречались случаи, когда отключение автомата от тепловой защиты не было связано с перегрузкой. В этих случаях тепловая защита срабатывала из-за ослабления контакта на одной из клемм автомата. Вместе плохого контакта происходил нагрев, и тепло передавалось биметаллической пластине теплового реле. Биметалл деформировался и отключал автомат.

Статьи

Защита электродвигателя 11.10.2019 16:43

Надежная и бесперебойная работа двигателя обеспечивается в первую очередь правильным выбором его параметров, а также установкой необходимых систем его защиты.

К таким аппаратам относятся:

Вышеперечисленные электрические устройства являются средствами ограничения развития аварий и предотвращения неноминальных режимов работы электродвигателя.

Основным и наиболее эффективным средством для защиты электрических машин является электрическая защита, которая делиться на следующие виды:

• максимально-токовая защита (автоматы, предохранители, электромагнитные реле)
• защита от перегрузки или тепловая защита (тепловое реле, автоматы с тепловым расцепителем)
• защита от неполнофазного режима работы (тепловые и электромагнитные реле)
• защита от минимального напряжения (реле минимального напряжения)

Существенно значение в процессе эксплуатации имеет правильность выбора и настройка защитного аппарата.

В настоящее время широкое распространение получили автоматы защиты двигателя (АЗД) сочетающие в себе устройства защиты от короткого замыкания и перегрузки (тепловой защиты). Большинство известных брендов выпускают подобные устройства типа MS (ABB), ПРК (IEK), GV2 (SCHNEIDER ELECTRIC), MMS (ESQ) на номиналы от 0,6 А до 63 А (и выше).

Серийно выпускаемые автоматы защиты двигателя выполняют функцию максимальной токовой защиты и теплового реле.

Максимальная токовая защита обладает многократностью действия и позволяет осуществить защиту двигателя не только от короткого замыкания, но и от других ненормальных режимов работы (застопоривания двигателя, ненормальных увеличений тока). Особенностью данного типа защиты является возможность регулирования тока срабатывания в пределах от 70% до 200 % от номинального катушки.

Тепловая защита имеет актуальность при продолжительных режимах работы электродвигателя (более 30 минут)и служит для предохранения перегрева обмоток электрической машины при длительных перегрузках. Также тепловое реле, входящее в состав автомата защиты двигателя сможет осуществить защиту от работы в двухфазном режиме.

Различаются автоматы защиты двигателя по рабочим диапазонам номинальных токов двигателей.

Пример таблицы выбора оборудования по номинальному току и мощности двигателя приведен ниже:

Аппараты защиты двигателей следует выбирать таким образом, чтобы фактический ток двигателя находился в пределах диапазона уставок по току.

В части использования функции теплового реле, следует отметить на невозможность его применения в электроприводах, работающих в повторно-кратковременных режимах работы (привод крана), а также имеющих разность температуры окружающей среды места установки теплового реле и электродвигателя. В приведенных случаях корректной защиты от теплового реле ждать не стоит.

Стоит отметить, что тепловое реле не защищает от тока короткого замыкания, а более того, само нуждается в защите. Для этого и служит максимальная токовая защита.

С целью реализации широких функциональных возможностей, автоматы защиты двигателя оснащаются следующими аксессуарами:

• вспомогательными контактами для бокового/фронтального монтажа
• сигнальным контактом для бокового монтажа
• расцепителем минимального напряжения
• дистанционными расцепителями

Предусмотрены варианты корпусов со степенью защиты IP65.

Схема управления с применением автоматов защиты двигателя позволяет сократить затраты и уменьшить габариты установки, обеспечивая при этом высокую скорость реакции при возникновении неноминальных режимов.

Подробное руководство по выбору автоматов защиты на примере бренда ABB можно скачать по ссылке — Руководство по выбору.

Виды и конструкции тепловых реле, расчет и выбор теплового реле для защиты двигателя

Тепловое реле выполняет функцию защиты от затяжных перегрузок, их работа похожа на работу теплового разъединителя в автоматических выключателей. В зависимости от величины перегрузки (отклонению от номинального режима – I/Iн) оно срабатывает через соответствующий промежуток времени, который можно вычислить по время-токовой характеристике теплового реле. Давайте подробно рассмотрим, что такое тепловое реле и как его правильно выбрать.

Назначение и принцип работы

При перегрузке электродвигателей повышается потребляемый ток, соответственно увеличивается его нагрев. Если двигатель перегревается – нарушается целостность изоляции обмоток, быстрее изнашиваются подшипники, они могут заклинить. При этом тепловой расцепитель автомата может и не защитить оборудование. Для этого нужно тепловое реле.

Перегрузки могут возникать из-за перекоса фаз, затрудненного движения ротора, вследствие как повышенной механической нагрузки, так и проблем с подшипниками, при полном заклинивании вала двигателя и исполнительных механизмах.

Тепловое реле реагирует на возросший ток, и в зависимости от его величины разорвет цепь питания через какое-то время, тем самым сохранив обмотки двигателя целыми. После последующего устранения неисправности, при условии исправности статора, двигатель может продолжить работу.

Если реле сработало по неизвестным причинам, и осмотр показал, что всё в порядке, вы можете вернуть контакты реле в исходное состояние, для этого на нем есть кнопка.

Реле может сработать и в случае затяжного пуска электродвигателя. При этом в обмотках протекают повышенные значения токов. Затяжной пуск – процесс, когда двигатель долго выходит на номинальные обороты. Может произойти из-за перегрузки на валу, либо из-за низкого напряжения в питающей сети.

Время, через которое сработает реле, определяется по время-токовой характеристики конкретного реле, в общем виде она выглядит так:

По вертикальной оси расположено время в секундах, через которое контакты разорвут цепь, а по горизонтальной – во сколько раз фактический ток превышает номинальный. Здесь мы видим, что при номинальном токе реле время работы реле стремится к бесконечности, при перегрузке уже в 1.2 раза оно разомкнется примерно за 5000 секунд, при перегрузке по току в 2 раза – за 500 секунд, при перегрузке в 5-8 раз реле сработает за 10 секунд.

Такая защита исключает постоянные отключения двигателя при кратковременных перегрузках и рывках, но спасают оборудование при длительном выходе за пределы допустимых режимов.

Принцип работы

В реле есть пара биметаллических пластин с разным температурным коэффициентом расширения. Пластины жестко соединены друг с другом, если их нагреть, то конструкция изогнется в сторону участка с меньшим температурным коэффициентом расширения.

Греются пластины за счет протекания тока нагрузки или от нагревателя, через который проходит ток нагрузки, на схеме изображено в виде нескольких витков вокруг биметалла. Протекающий ток нагревает пластину до определенного предела. Чем выше ток, тем быстрее нагрев.

Стоит учитывать, что если реле находится в жарком помещении – нужно выставлять ток срабатывания с большим запасом, ведь происходит дополнительный нагрев от окружающей среды. К тому же, если реле только что сработало – контактам нужно некоторое время, чтобы остыть. Иначе может произойти повторное ложное срабатывание.

Давайте рассмотрим конкретный пример. Выше вы видите устройство реле ТРН. Оно является двухфазным. Состоит из трёх ячеек, в крайних нагревательные элементы, посередине температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, расцепитель, размыкающий контакт, рычаг возврата.

Когда ток протекает через нагревательный элемент (1), его температура растёт, когда ток достигает установленного тока перегрузки биметаллическая пластина(2) деформируется. Толкатель (10) перемещается вправо и толкает пластину температурного компенсатора (3). Когда ток перегрузки достигнут, она выгибается вправо и выводит из зацепления защелку (7). Штанга расцепителя (6) поднимается вверх и контакты (8) размыкаются.

Виды тепловых реле

Тепловые реле могут подключаться на все три фазы или на две из трёх, в зависимости от конструкции. Большинство реле конструктивно разработаны для соответствия определенным магнитным пускателям, это нужно для удобства и аккуратности монтажа. Рассмотрим некоторые из них.

РТЛ – подходит для использования с пускателями типа ПМЛ. С набором клемм КРЛ используется как самостоятельный прибор защиты.

РТТ – подходит для монтажа с пускателями ПМЕ и ПМА. Также может использоваться как самостоятельное, если его смонтировать на специальную панель.

РТИ – тепловые реле для пускателей КМИ и КМТ. На лицевой вы можете видеть пару дополнительных блок-контактов, для реализации схем индикации и прочего.

ТРН – двухфазное тепловое реле. Устанавливается в трёхфазных двигателях, при этом подключается в разрыв двух фаз. Температура окружающей среды не влияет на его работу. На регуляторе тока есть 10 делений 5 на уменьшение, 5 на увеличение, цена одного деления – 5%.

На самом деле тепловых реле существует великое множество, но все они выполняют одну функцию.

Реле очень часто монтируют в специальный железный ящик. На фото пускатель ПМА 4-й величина на 63 Ампера, с трёхфазным тепловым реле.

К современным пускателям тепловое реле подключается так как изображено на фото ниже, получается цельная конструкция.

Красная кнопка «test» нужна для пробного отключения реле, и проверки возможности размыкания контактов.

Такой способ подключения позволяет экономить место на дин рейке.

Схема подключения

Как уже было сказано, тепловое реле защищает от долговременной перегрузки электрооборудование. Оно монтируется между источником питания и потребителем.

Контроллируемый ток протекает через нагревательные элементы (1), они выгибаясь размыкают контакты (2) теплового реле, в этой схеме использовано 2-хфазное тепловое реле. Его контакты размыкают цепь катушки контактора или магнитного пускателя, также как если бы вы нажали кнопку «СТОП». В собранном виде эта схема выглядит так:

На первом плане видно как от выходящих контактов пускателя подключены две крайние фазы. На заднем плане видно, что к катушке реле подключена клемма от контактов ТРН.

Если у вас используется реверсная схема магнитных пускателей, то подключение практически аналогичное, ниже это наглядно изображено. Контакты с маркировкой «10» и «12» подключаются в разрыв катушек пускателей КМ1 и КМ2.

Здесь видно что есть нормально-замкнутая пара и нормально-разомкнутый контакт. Это нужно, например, для индикации срабатывания тепловой защиты, т.е. к нему можно подключить лампочку-индикатор или подать сигнал на диспетчерский пульт или АСУ.

На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:

NO – нормально-открытый – на индикацию;

NC – нормально-закрытый – на пускатель.

Кнопка STOP принудительно переключает контакты. При срабатывании такое реле должно остыть и оно повторно включится. Хотя в конкретном примере возможно и ручное и автоматическое повторное включение. Для этого предназначена синяя кнопка с крестовидной прорезью справа на лицевой панели, при закрытой крышке она заблокирована.

Выбор для конкретного двигателя

Допустим, у нас есть двигатель АИР71В4У2. Его мощность 0.75 кВт. У нас есть трёхфазная сеть с линейным напряжением 380В. Двигатель рассчитан на 220В, если соединить обмотки треугольником и 380В, если звездой. Номинальный ток такого двигателя с обмотками соединенными по схеме звезды 1.94А. Полная информация содержится на его шильдике, который вы видите на фото ниже.

Отсюда следует, что нам нужно подобрать тепловое реле для двигателя с током в 1.94 А. Ток срабатывания теплового реле должен превышать номинальный ток двигателя в 1.2 – 1.3 раза. То есть:

Пусть двигатель работает в составе механизма, в котором допускаются кратковременные, но значительные перегрузки, например для подъёма малых грузов. Тогда ток уставки выбираем в 1.3 раза больше номинального тока асинхронного электродвигателя.

Т.е реле должно сработать при токе 2.5-2.6А. Нам подходят такие реле:

РТЛ-1007, с токовым диапазоном 1.5-2.6 А;

РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;

РТИ-1307, токовый диапазон 1,6. 2,5 А;

РТИ-1308, токовый диапазон 2,5. 4 А;

ТРН-25 3,2А (с помощью регулятора можно понизить или повысить ток на 25%).

Методы регулировки реле

Шаг первый – определить уставку теплового реле:

N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ

где Iн — номинальный ток нагрузки электродвигателя, Iнэ — номинальный ток нагревательного элемента теплового реле, с — коэффициент деления шкалы (например, с = 0,05).

Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:

где Т — температура окружающей среды, °С.

Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.

Поправка на температуру вводится, если температура окружающей среды слишком высокая или низкая. Если на температуру в помещении где установлено реле значительно влияет температура на улице, то поправку следует производить зимой и летом.

Проверка

Рассмотрим на примере реле типа ТРН. Чтобы убедиться в исправности реле нужно:

1. Проверить состояние корпуса, нет ли на нем трещин или сколов.

2. Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.

3. Разобрать реле и проверить целостность контактов, остутствие на них нагара,

4. Проверить, не согнуты ли нагреватели.

5. Проверить расстояние между биметаллом и нагревательными элементами. Оно должно быть одинаковым, если нет, то отрегулировать с помощью крепежных винтов.

6. Подать номинальный ток через один из нагревателей, установить уставку в 1.5 раза больше номинального тока. В таком состоянии реле работает 145 с, затем постепенно поворачивают эксентрик регулировки в положение «-5», до срабатывания реле.

7. После активного охлаждения в течение 15 минут проверяют второй нагревательный элемент таким же способом.

Схема проверочного стенда:

Краткое резюме

Тепловые реле – важный элемент в защите электрооборудования. С его помощью вы защитите своё устройство от перегрузок, а его характеристики позволят переносить кратковременные скачки тока без ложных срабатываний, чего не может обеспечить автоматический выключатель.

Реле могут использоваться как вместе с магнитными пускателями соединяясь с его выходными клеммами напрямую, тем самым образуя единую конструкцию, так и в качестве самостоятельных защитных устройств, размещаться в щитке на дин рейке и в электрошкафах.