Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловое реле ток нагревательного элемента

Устройство теплового реле

Основная функция таких аппаратов – меры профилактики для предотвращения последствий резких колебаний тока. Конструктивное устройство теплового реле самых разных модификаций остается оптимальным для продления срока службы установок. Многие негативные моменты нивелируются, и достигается значительный положительный эффект.

Схема устройства теплового реле.

Практически на всех объектах обнаруживается закономерность соответствия времени протекания тока от его параметров, которые напрямую способны обеспечить длительный период надежной эксплуатации данного объекта. Кривая 1 демонстрирует подобную предрасположенность.

Длительность периода перемещения тока с рабочим значением равняется бесконечности. Старение изоляционного слоя из-за повышения температуры происходит в случае превышения номинальных параметров. Следовательно, допустимость перегрузки по времени обратно пропорциональна ее величине. Требуемая продолжительность эксплуатационного периода оборудования – фактор установки на рисунке кривой 1. Можно сделать однозначный вывод, что небольшая длительность жизни обуславливает допустимость значительных перегрузок.

Время-токовые характеристики

Зависимость tcp для реле при оптимальной защите объекта всегда должна располагаться чуть ниже кривой для него. Модели с биметаллической пластиной – самые распространенные для противодействия перегрузкам.
Сама конструкция имеет две пластины с разным коэффициентом температурного расширения. Между собой эти элементы имеют жесткое сцепление за счет горячего проката или сварки. При неподвижном креплении одной из пластин ее нагревание приводит к изгибу в сторону элемента с меньшей температурой. Этот принцип и положен в основу функционирования теплового реле. Для большего значения чаще всего используется хромникелевая сталь, а меньшего – инвар.

Выделяемый в пластине ток приводит к повышению температуры биметаллического элемента. Довольно популярны конструкции с нагреванием биметалла от нагревателя, предназначенного для протекания тока. Идеальным на практике остается метод комбинированного нагрева. В этом случае на пластину воздействует тепло нагрева биметалла в сочетании с таким же показателем, исходящим от нагревателя. Свободный конец пластины во время прогибания касается контактной системы.

Характеристики теплового реле

Зависимость временного отрезка срабатывания от тока нагрузки – главный показатель любого подобного устройства. В нормальном состоянии можно говорить о протекании через реле тока io, способного нагревать материал пластины до температуры qo.

При ознакомлении с параметрами отдельно взятого элемента обязательно обращайте внимание на специфику его срабатывания – в перегретом или холодном состоянии.

Также очень важно в процессе проверки учитывать термическую неустойчивость тепловых реле в ситуациях с токами короткого замыкания.

Особенности выбора

Номинальная нагрузка самого двигателя – приоритетный фактор, влияющий на выбор аналогичного тока устройства. Этот показатель реле в пределах 1,2-1,3 обозначает срабатывание при перегрузке в 20-30% на отрезке времени в 20 минут. Длительность самой перегрузки обуславливает характеристику постоянной времени нагрева.

На коротком отрезке данного параметра в процедуре нагрева принимает участие обмотка двигателя, и он равен 5-10 минут. А вот более продолжительное время постоянная равна 40-60 минут, и вся масса электродвигателя подвергается нагреву. Следовательно, можно говорить о целесообразности использования тепловых реле при длительности включения не менее получаса.

Влияние наружной температуры на работу

Устройство теплового реле ТРТ.

Ток срабатывания устройства уменьшается по мере роста температуры воздуха вокруг прибора, так как нагрев пластины зависит и от данного параметра. Резкие колебания этого значения требуют подбора элемента, способного выполнять свои функции с учетом реальных показателей, или же производить соответствующую регулировку теплового реле.

В подобной ситуации уменьшить влияние наружных факторов на ток срабатывания можно подбором возможно большей заданной температуры для самого устройства.

Обеспечить идеальную работу поможет установка защиты в одном помещении с объектом. Запрещается расположение рядом с концентрированными источниками теплового излучения.

Читайте так же:
Тепловое реле тока электровоза

Стоит отметить выпуск современных модификаций с компенсацией температурного вида серии ТРН.

Конструкция ТР

Сам процесс прогибания – процедура довольно растянутая и медлительная. Непосредственное соединение подвижного контакта с этим элементом приводит к тому, что незначительная скорость не в состоянии выполнить своевременное гашение при отключении цепи образующейся дуги. Следовательно, требуется применение ускоряющего устройства. Одним из самых распространенных вариантов является «прыгающая» модель контакта.

Пружина реле 1 относительно точки 0, замыкающей контакты 2, создает определенный момент. Положение пружины изменится при изгибе биметаллического элемента 3 вправо. Создается размыкающий контакты момент, способный обеспечить идеальное гашение дуги. Последние модификации пускателей и контакторов укомплектованы двух- и однофазными реле теплового типа.

Однополюсные токовые модели со значением номинального тока 1-600 А применяются для асинхронных трехфазных двигателей с параметрами частоты 50 и 60 Гц и напряжением до 500 В. При токах до 150 А подобные реле можно использовать в сетях с протеканием постоянного тока с рабочим напряжением до 440 В.

Тепловое реле ТРН: 1 — нагревательный элемент; 2 — кнопка возврата; 3 — контакты теплового реле; 4 — биметаллическая пластина; 5 — шкала регулировочного рычага; 6 — рычаг-регулятор.

Одна из главных особенностей – наличие пластины с комбинированной системой. Во время нагревания конец данного элемента оказывает воздействие на прыгающий мостик 3.

Присутствует плавная регулировка тока, составляющая ±25% от номинальных установочных параметров. Это значительно минимизирует количество ненужных срабатываний. Есть варианты возвращения в исходное положение после остывания материала пластины.

Превышающая 200°С температура срабатывания снижает зависимость от влияния окружающей среды.

Схема принципа работы теплового реле РТТ.

Эти образцы служат для защиты от перегрузок с большой продолжительностью. Диапазон тока – 0,1-86 А.
Клеммники и реле обустроены защитой степени IP20устанавливаются на рейках стандартного типа.

Главная функция – работа с асинхронными трехфазными двигателями. Применяются как комплектующие в управлении электроприводами и в конструкциях магнитных пускателей.

Реле тепловое серии ТРН

Заявка на заказ

Реле тепловое ТРН является комплектующим для магнитных пускателей и используется в качестве защиты электродвигателя от повреждений из-за перегрузок. Это двухполюсные реле, применяющиеся для трехфазных асинхронных электродвигателей, имеющих короткозамкнутый ротор. Реле тепловые серии ТРН может также использоваться в сетях постоянного тока. Номинальное напряжение основной цепи прибора составляет до 500 В при переменном токе с частотой 50 Гц, при постоянном токе – до 440 В. В цепи управления номинальное напряжение может быть от 24 до 500 В.

Условия использования реле тепловых ТРН

Долгая и исправная работа реле тепловых серии ТРН во многом зависит от точности соблюдения условий эксплуатации прибора:

  • реле нельзя применять в качестве защиты от коротких замыканий;
  • располагать прибор нужно на вертикальной поверхности так, чтобы зажимы цепи управления находились сверху (допустимо отклонение от вертикали не более 10°;
  • прибору противопоказана высокая концентрация пыли в воздухе;
  • необходимо оградить реле от попадания капель воды, масел или эмульсий;
  • нужно исключить риск механического повреждения реле;
  • прибору противопоказаны вибрационные нагрузки, чтобы не было ложных срабатываний (не устанавливать на общих панелях с электромагнитными аппаратами на высокие номинальные токи);
  • беречь прибор от нагревания, устанавливая дальше от нагревательных приборов и другой электроаппаратуры.

Принцип работы реле тепловых ТРН

Тепловое реле ТРН является двухфазным и встраивается во многие виды магнитных пускателей. Прибор заключен в корпус из пластмассы, имеющий 3 ячейки. В двух из них (крайних) находятся нагревательные элементы, а в одной (центральном) – температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, устройство расцепителя, мостиковый размыкающий контакт, рычаг ручного возврата. Регулятор имеет 10 делений, половина из которых предназначена для уменьшения, а вторая – для увеличения. При этом цена каждого деления составляет 5%. Таким образом, возможно регулирование номинального тока прибора на 25% как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения.

Читайте так же:
Как соединить кабель теплого пола с проводом 220

Проходя сквозь нагревательный элемент, ток перегрузки воздействует на главную биметаллическую пластину, заставляя ее деформироваться. В свою очередь, она перемещает толкатель вправо, который воздействует на прочно связанную с ним биметаллическую пластину температурного компенсатора. Она изгибается в противоположную основной пластине сторону, однако такая деформация минимальна, а потому далее эта пластина выгибается вправо, как основная, освобождая при этом защелку. Освобождение защелки приводит к тому, что штанга расцепителя, подталкиваемая пружиной, перемещается вверх, а контакты теплового реле при этом размыкаются.

Установка реле тепловых ТРН

При монтаже реле тепловых ТРН каждый полюс прибора необходимо включить последовательно в одну из фаз основной цепи. При этом для установок постоянного тока рекомендуется последовательное включение обоих полюсов в главную цепь, а контакт цепи управления подключается к управлению исполнительного прибора таким образом, чтобы между срабатыванием теплового реле и обесточиванием главной цепи был временной промежуток не более 0,5 секунд. В противном случае велик риск повреждения реле.

Даже если прибор находится далеко от источников пыли, воды и различных загрязнений, рекомендуется ежемесячно производить его технический осмотр и очистку. Это позволит значительно повысить срок эксплуатации теплового реле.

Тепловое реле ток нагревательного элемента

Технические науки / 5. Энергетика

Магистрант Сериков Б.А., к.т.н. Тулегенов К.К.

Западно-Казахстанский аграрно-технический университет им. Жангир хана, Казахстан

Методика регулировки тепловых реле

Чтобы обеспечить точное срабатывание тепловых реле, их необходимо не только правильно выбрать, но и точно отрегулировать. Тепловые реле нужно проверить и, если необходимо, отрегулировать при первой их установке и обязательно при замене нагревательных элементов, а при нормальной эксплуатации — один раз в 2 — 3 года.

Для проверки тепловых реле следует использовать уточненные их характеристики, однозначно определяющие время срабатывания в зависимости от значения перегрузки (рис. 1).

Чтобы обе биметаллические пластинки нагревались одновременно и одинаково, а защитные характеристики теплового реле в обеих фазах питания электродвигателя были идентичными, нагревательные элементы должны находиться на одинаковых расстояниях от соответствующих биметаллических пластинок и при температуре 20°С располагаться параллельно пластинкам [3]. Если это не соблюдается, то положение нагревательных элементов необходимо отрегулировать при помощи специально изготовленного шаблона.

Тепловое реле типа ТРН регулируют в следующем порядке.

1. Реле осматривают и проверяют, нет ли механических дефектов.

2. Проверяют, соответствует ли номинальный ток нагревательных элементов реле, номинальному току нагрузки защищаемого АД и если необходимо, нагревательные элементы заменяют. Выбирают нагревательные элементы, номинальный ток которых наиболее близок номинальному току АД. Значения номинальных токов сменных нагревательных элементов тепловых реле типа ТРН и ТРП приведены в таблице 1.

Таблица 1 Значения номинальных токов сменных нагревательных элементов тепловых реле типа ТРН и ТРП

Максимальные значения номинальных токов, А

Номинальные токи сменных нагревательных элементов, А

0,32; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2

0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,5; 6,3; 8; 10

5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25

12,5; 16; 20; 25; 32; 40

Читайте так же:
Тепловое проявление электрического тока это

1; 1,2; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 15; 20; 25

20; 25; 30; 40; 50; 60

3. Проверяют, не согнуты ли нагревательные элементы.

4. Проверяют расстояния между нагревательными элементами и биметаллическими пластинками и их взаимное расположение при температуре 20°С [5]. Если расстояния от обоих нагревательных элементов до пластинок не одинаковы, необходимо изменить положение нагревательных элементов, отпустив, а затем снова затянув винты их крепления. Если после такой регулировки не удается добиться взаимно параллельного расположения нагревательных элементов и биметаллических пластинок, необходимо использовать регулировочный винт, расположенный на обратной стороне теплового реле.

5. Регулировочный эксцентрик уставок теплового реле устанавливают в положение «+5».

6. Тепловое реле подсоединяют к регулировочному устройству и устанавливают ток нагрузки нагревательного элемента в 1,5 раза больше номинального тока защищаемого электродвигателя.

7. Через 145с (70с для теплового реле ТРН-10) эксцентрик плавно поворачивают в направлении к «—5» до срабатывания теплового реле.

8. После интенсивного (12. 15мин) охлаждения теплового реле (например, настольным вентилятором) к регулировочному устройству подключают второй нагревательный элемент и снова устанавливают ток нагрузки 1 ,5 I Н

9. Если за 145с (70с для теплового реле ТРН-10) тепловое реле не срабатывает, плавно поворачивают регулировочный винт против часовой стрелки до срабатывания теплового реле. Если тепловое реле сработало раньше чем через 145с (70с для ТРН-10А), регулировочный винт необходимо повернуть по часовой стрелке на один оборот. Затем тепловое реле охлаждают и регулировку повторяют, чтобы реле сработало от второго нагревательного элемента за 145. 150 (70. 75с).

10. Если тепловое реле в схеме будет срабатывать от обоих нагревательных элементов, то проводят окончательную его регулировку. Для этого оба нагревательных элемента соединяют последовательно и подключают к регулировочному устройству, а регулировочный эксцентрик устанавливают в положение «+5».

11. Снова устанавливают ток нагрузки 1,5 I Н и через 145(70)с плавно поворачивают эксцентрик по направлению к «-5» до срабатывания теплового реле. После этого тепловое реле будет точно отрегулировано.

12. Если во время регулировки регулировочный эксцентрик находится в положении «+5», а ток в нагревательном элементе равен 1,5 I Н и тепловое реле срабатывает раньше чем за 145(70)с, то необходимо заменить нагревательные элементы, выбирая их по большему номинальному току (табл. 1). Если, наоборот, при этом же токе нагрузки и положении регулировочного эксцентрика на «-5» тепловое реле не срабатывает за 145(70)с, нагревательные элементы также необходимо заменить, только выбирать их следует по меньшему номинальному току. Затем тепловое реле регулируют по рассмотренной методике.

Тепловые реле типа ТРП регулируют так же, причем для теплового реле ТРП-25 при полутора кратной перегрузке, согласно характеристике (рис. 1, б) регулируется срабатывание за 145с, а для теплового реле ТРП-60 соответственно за 180с (рис. 1, г) [4]. При регулировке теплового реле типа ТРП регулировочный рычаг передвигают вдоль шкалы +5. -5. Этот рычаг связан с эксцентриком регулировки положения биметаллических пластинок.

У тщательно отрегулированных тепловых реле типа ТРП и ТРН защитные характеристики мало отличаются от уточненных средних (рис. 1), и они полностью укладываются в зоны характеристик.

Следующим этапом является проверка несрабатывание реле на кратности 1,05 I НОМ в течение 1 часа. Если реле срабатывает, то регулировочный винт следует загрубить, что является характерным для многоамперных исполнений реле.

а) б)

Рисунок 1 Уточненные средние защитные характеристики для:

а) теплового реле ТРН-10;

б) теплового реле ТРН-25.

Читайте так же:
Конспект количество теплоты выделяемое проводником с током

Рисунок 1 Уточненные средние защитные характеристики для:

в) для теплового реле ТРН-30;

г) для теплового реле ТРП-60.

1. Киреева Э.А., Комолов В.Б. Повышение надежности релейной защиты и автоматики // — Электрика, 2002. №6.

2. Залесский A.M., Кукеков Г.А. Теплотехнические расчеты электрических аппаратов. — Л.: Энергия, 1967. С. — 345

3. Зинченко В.Ф., Кимкетов М.Д., Дзыба А.Э., Зинченко А.В., Кимкетов М.М., Черноусова Л.В. Экспериментальное определение постоянной
времени тепловой защиты // — Промышленная энергетика, 2003. №7.

4. Кимкетов М.М Расчет оптимальной постоянной времени тепловой
защиты электродвигателя // — Энергетик, 2002. №8. С. 37-38.

5. Кимкетов М.М. Настройка тепловой защиты электродвигателя // —
Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2002. №8. С. 20-21 .

Реле тепловые

Тепловые реле — устройство, принцип действия, технические характеристики

Тепловое реле — электрический аппарат, предназначенный для защиты электродвигателя от токовых перегрузок. Наиболее распространёнными типами тепловых реле являются ТРН, ТРП, РТТ и РТЛ.

Принцип действия теплового реле.

Срок службы электрооборудования в значительной степени напрямую зависит от перегрузок, воздействующих на него при работе оборудования. Для любого оборудования довольно просто найти зависимость времени протекания тока от его величины, при котором достигается длительная и надежная эксплуатация оборудования.

При номинальных токах допустимое время его протекания равно бесконечности. Протекание токов больше номинального приводит к повышению рабочих температур и значительному сокращению срока службы в первую очередь за счет износа изоляции. Вследствие этого, чем больше перегрузки, тем меньше должно быть время их воздействия.

Идеальная защита оборудования — зависимость tср (I) для тепловых реле проходит ниже кривой для защищаемого оборудования.

Наиболее широкое распространение получило тепловое реле с биметаллической пластиной для защиты от перегрузки.

Биметаллическая пластина, используемая в тепловом реле, состоит из пластин имеющих различный температурный коэффициент расширения (одна — больший, другая — меньший). В местах прилегания пластины жестко крепятся друг к другу за счет горячего проката или сварки. При нагревании неподвижной биметаллической пластины происходит изгиб ее в сторону части с меньшим коэффициентом расширения. Именно данное свойство используется при работе теплового реле.

Также широко применяются пластины, состоящие из инвара (меньший коэффициент) и хромоникелевой или немагнитной стали (больший коэффициент).

Нагрев пластины теплового реле происходит за счет выделяемого тепла при протекании тока нагрузки через биметаллическую пластину. Зачастую используется нагревательный элемент, по которому также протекает ток нагрузки. Наилучшие характеристики имеют комбинированные тепловые реле, в которых ток нагрузки протекает и через биметаллическую пластину и через нагревательный элемент.

При нагревании биметаллическая пластина тепловых реле воздействует на контактную систему своей свободной частью.

Времятоковые характеристики тепловых реле

Основной характеристикой для всех тепловых реле является зависимость времени отключения от токов нагрузки (времятоковые характеристики). До начала перегрузки в общем случае через тепловое реле протекает ток Iо, нагревающий биметаллическую пластину до начальной температуры qо.

При проверке характеристик времени срабатывания теплового реле необходимо учитывать из холодного или горячего состояния происходит срабатывание тепловых реле.

Также необходимо помнить что нагревательный элемент теплового реле является термически неустойчивым при протекании токов короткого замыкания.

Выбор теплового реле.

Номинальный ток выбираемого теплового реле выбирается исходя из номинальных нагрузок защищаемого оборудования (электродвигателя). Ток выбираемого теплового реле должен составлять 1,2 — 1,3 от номинального тока электродвигателя (ток нагрузки), то есть тепловое реле срабатывает при 20 — 30 % перегрузке на протяжении 20 минут.

Значение времени нагрева электродвигателя напрямую зависит от длительности перегрузок. В случае кратковременной перегрузки нагреваются лишь обмотки электродвигателя и время нагрева составляет от 5 до 10 минут. При длительных перегрузках в нагреве участвует вся конструкция двигателя, и время составляет от 40 до 60 минут. Поэтому наиболее целесообразным считается применение теплового реле в схемах, где время включения электродвигателя превышает 30 минут.

Читайте так же:
Магнитное реле с тепловым выключателем

Влияние внешних температур на работу теплового реле.

Нагрев биметаллической пластины теплового реле зависит как от воздействующих токов, но и от воздействия температуры окружающей среды. В связи с этим при росте температуры окружающей среды уменьшается значение тока срабатывания.

При сильно отличающейся температуре от номинальной, проводится плановая дополнительная регулировка теплового реле, или подбирается нагревательный элемент в котором учитывается температура окружающей среды.

Для уменьшения воздействия температуры окружающей среды на токи срабатывания тепловых реле, необходимо подбирать наиболее близкую температуру срабатывания.

Для обеспечения правильной работы и обеспечения тепловой защиты тепловое реле необходимо размещать в помещении, что и защищаемый механизм (электродвигатель). Нежелательно располагать тепловое реле в непосредственной близости от источников тепла, таких как нагревательные печи, система отопления и т.п. В настоящее время для обеспечения наилучшей защиты используются реле с температурной компенсацией (серия ТРН).

Конструкция теплового реле.

Изгибание биметаллической пластины происходит достаточно медленно. В случае если с пластиной непосредственно будет связан подвижный контакт, то небольшая скорость движения не обеспечивает гашения дуги, которая возникает при размыкании цепи. Поэтому воздействие на контакт осуществляется через устройство ускорения. Наиболее эффективным является так называемый «прыгающий» контакт.

В момент, когда напряжение не подается, пружина создает момент относительно нулевой точки замыкающего контакта. При нагреве биметаллическая пластина изгибается, что ведет к изменению положения пружины. Пружина создает момент, который способен разомкнуть контакт за время, которое обеспечивает надежное гашение дуги. Пускатели и контакторы комплектуются однофазными тепловыми реле типа ТРП или двухфазными ТРН реле.

Реле тепловые ТРП

Токовые однополюсные тепловые реле ТРП с номинальным током теплового элемента от 1 до 600 А используемые для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей от тепловых перегрузок, работающих в сети с напряжением 500 В и частоте 50 или 60 Гц. Тепловое реле ТРП с номинальным током до 150 А применяются в сети постоянного тока и напряжением до 440 В.

Реле тепловые РТЛ

Тепловое реле типа РТЛ используется для обеспечения защиты оборудования от длительных токовых перегрузок. Они также используются для защиты от несимметричности токов в фазах а так же выпадения одной фазы. Рабочий диапазоном тока электротеплового реле РТЛ от 0.1 до 86 А.

Реле тепловые РТЛ устанавливаются как на пускатели типа ПМЛ, так и отдельно, в данном случае реле должно снабжается клеммниками КРЛ. Степень защиты реле РТЛ и клеммников КРЛ могут иметь ІР20 а также могут быть устанавленны на стандартную дин-рейку. Номинальный ток контактора 10 А.

Реле тепловое РТТ

Тепловое реле РТТ предназначено для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором от кратковременной перегрузки, в том числе при выпадении фазы и не симметрии.

Реле тепловое РТТ предназначено в качестве комплектующего изделия в схеме управления электроприводами и встройки в магнитный пускатель типа ПМА в цепях переменного тока с напряжением 660 В и частотой 50 или 60 Гц, а цепи постоянного тока с напряжением 440 В.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию