Контакт теплового реле: Устройство и принцип действия теплового реле

Устройство теплового реле. Разбираем ИЭК РТИ-1308

Согласно закону Джоуля-Ленца, количество тепла, выделяемое участком электрической цепи, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению этого участка. Это дает возможность создавать устройства, выполняющие небольшую механическую работу (например, по замыканию/размыканию контактной пары) при достижении силы тока на исследуемом участке цепи определенного значения. Подобные устройства получили название тепловых (электротепловых) реле или реле тепловой защиты.

Тепловое реле, как правило, служит для защиты (аварийного отключения и/или сигнализации об аварийной ситуации) электрических цепей и электрооборудования от повышения тока потребления сверх некого номинального (нормального) значения. Повышение тока потребления может свидетельствовать, например, о чрезмерной нагрузке на вал двигателя, межвитковом замыкании и т.д.

 

Биметаллическая пластина.

Факт того, что проводник с током греется, не дает возможность напрямую совершить какую-либо существенную механическую работу, так как степень нагрева нуждается в оценке, например, термодатчиком.

Оказывается, есть возможность поступить проще, а именно «научить» проводник закономерно изменять свою геометрическую форму пропорционально изменению температуры.
Как известно, линейные размеры металлов при нагреве меняются. Известно также, что у разных металлов коэффициенты теплового расширения различные. Например, при нагреве на одно и то же значение температуры, полоска из металла, обладающего большим коэффициентом теплового расширения, удлиниться на большее значение, чем полоска из другого металла, коэффициент теплового расширения которого ниже. Если соединить вместе две одинаковые по форме полоски разнородных металлов, то, при изменении температуры, геометрическая форма этой конструкции тоже будет изменяться — изгибаясь и распрямляясь, в зависимости от температуры. Скрепленные воедино две пластины разнородных металлов получили название биметаллической пластины. Биметаллическая пластина, как своеобразный прибор для оценки силы тока по его нагреву и последующего воздействия на какой-либо исполнительный механизм, широко применяется в различных бытовых и промышленных устройствах автоматики.


Принцип работы биметаллической пластины.

 

Устройство теплового реле на примере ИЭК РТИ-1308.

Теория принципа действия теплового реле была вкратце рассмотрена выше, обратимся к практике. Вскроем корпус и разберемся с внутренним устройством низковольтного трехфазного теплового (тепломеханического) реле ИЭК РТИ-1308. Его основные технические характеристики представлены в таблице ниже.

Таблица. Основные технические характеристики теплового реле ИЭК РТИ-1308.

Характеристика силовой цепи Значение
Диапазон регулировки тока срабатывания 2,5–4 А
Стандартные рабочие напряжения 230, 400, 660 В
Максимальная частота переменного тока 400 Гц

Характеристика цепи управления Значение
Тип контактов 1 замкнутый + 1 разомкнутый
Максимальная коммутируемая мощность при напряжении 110 В 400 ВА
Максимальная коммутируемая мощность при напряжении 230 В
600 ВА
Максимальная коммутируемая мощность при напряжении 400 В 600 ВА

Принцип работы теплового реле РТИ можно описать следующим образом. При протекании электрического тока по биметаллическим пластинам (каждой из трех фаз предназначается своя пластина), происходит их нагрев. Чем выше ток, тем сильнее нагрев биметаллических пластин и, следовательно, больше их изгиб в определенную (конструктивно заданную) сторону. Изгибаясь, пластины давят на систему рычагов. При достижении хотя бы одной из трех пластин критического значения по углу изгиба, вследствие превышения на одной или нескольких фазах номинального установленного рабочего тока, происходит срабатывание исполнительного (контактного) механизма цепи управления, и контактные пары переводятся во взаимно противоположные состояния. В таком, нагретом до момента срабатывания реле, состоянии биметаллические пластины будут удерживать реле до тех пор, пока на все фазах тепловой ток не придет в норму. Ток снижается — биметаллические пластины охлаждаются, переводя систему рычагов в первоначальное состояние. Если у теплового реле активирован режим автоматического пуска, то контактные группы тоже автоматически переключаться в первоначальное состояние, если нет – нужно вручную включать реле после каждого его срабатывания.

На фотографиях ниже можно увидеть процесс вскрытия РТИ-1308 и пояснения к нему.


Упаковка.


Вид сбоку (фото слева).
Вид на силовые контакты. Расстояния между контактами можно менять благодаря овальным отверстиям корпуса (фото справа).



Органы управления и настройки РТИ-1308.



Под шильдиком прячется подстроечный винт. Благодаря ему, происходит актуализация значений шкалы диска настройки тока.

Количество заводсткой краски, нанесенной на резьбу подстроечного винта, оказалось недостаточным (винт легко вращался на пару оборотов). Дополнительно закрашиваем резьбу цапонлаком (фото снизу).


 
Вскрываем корпус, подцепляя тонкой плоской отверткой пластмассовые защелки по периметру корпуса.
Вскрыть корпус, не отломив ни одной защелки, очень сложно — пластмасса хрупкая (фото справа внизу).

 


Корпус вскрыт.



Биметаллические пластины смешанного нагрева (ток идет через обмотку нагрева и через саму пластину).

 
Изгиб пинцетом любой биметаллической платины инициирует срабатывание реле. Чем выше установленный ток, тем сильнее нужно изгибать пластины.


Реле без биметаллических пластин.

Нажимаем пинцетом на рычаг — происходит срабатывание реле (фото справа).

 
Система рычагов для объединения изгибающих усилий пластин воедино по логическому закону «ИЛИ». То есть, изгиб хотя бы одной (любой) пластины вызывает пропорциональное смещение верхнего рычага системы.
Система находится в своём крайнем левом положении, соответствующем минимальному изгибу биметаллических пласти

Схема подключения магнитного пускателя и теплового реле

Магнитный пускатель— это электротехнический препарат, предназначенный для дистанционного запуска, поддержания работы, остановки и защиты асинхронного электрического двигателя. Нередко пускатели применяются и для автоматического (с помощью датчиков света, таймеров и т. п. ) или удаленного включения мощных линий освещения, электрообогревателей и т. п.

Для того, что бы разобраться в том, как подключить магнитный пускатель, необходимо вначале узнать как он работает и на какие характеристики стоит обратить внимание при покупке. Повторяться не буду, потому что об этом подробно рассказано в предыдущей статье.

Подключить пускатель своими руками несложно, как это сделать Мы расскажем дальше, но можно поступить проще и купить один пускатель или реверсивный сразу в сборе в металлическом, но лучше в пластиковом корпусе. В нем уже полностью собрана схема и подключены кнопки управления на крышке. Вам только остается подключить кабели электропитания сверху и отходящий кабель к нагрузке.

Подготовительные работы

Перед тем как приступить к сборке схемы подключения необходимо:

  1. Обесточить участок работы и проверить отсутствие напряжения индикаторной отверткой.
  2. Определить величину рабочего напряжения катушки, которая указывается всегда не на корпусе пускателя, а на самой катушке.
    Тут 2 варианта- 220 или 380 Вольт. Если 220 В, тогда на контакты катушки подается фаза и ноль. Если 380- 2 разноименные фазы. Это важно, а иначе при неправильном подключении катушка может перегореть или будет не включать силовые контакты до конца.
  3. Вам понадобится одна кнопка «Стоп» красного цвета с постоянно замкнутыми контактами и одна кнопка «Пуск» черного или зеленного цвета с постоянно разомкнутыми контактами.
  4. Запомните, что силовые контакты включают или выключают только фазы, а приходящие и отходящие нули и заземляющие проводники всегда соединяются между собой на клеммнике в обход пускателя. Они не коммутируются, для подключения катушки на 220 Вольт дополнительно с клеммника берется ноль в схему управления пускателем.

 

Схема подключения магнитного пускателя

Основная схема состоит из 2-ух частей:

  1. Силовых 3 пар контактов, которые подают электропитание на электрооборудование.
  2. Схемы управления, которая состоит из катушки, кнопок и дополнительных контактов, которые участвуют в поддержании работы катушки или блокируют ошибочные включения.

Самая распространенная схема подключения с одним пускателем. Она самая простая с ней самостоятельно справится любой человек. Для ее сборки нам понадобится 3 жильный кабель до кнопок и одна пара нормально разомкнутых контактов в отключенном положении пускателя.

Рассмотрим схему с подключением катушки на 220 вольт, если у Вас на 380 Вольт тогда вместо синего ноля необходимо подключить другую разноименную фазу. В нашем случае черного или красного цвета. В качестве блок контакта будет использоваться четвертая свободная пара, которая включается вместе с тремя парами силовых. Они все расположены сверху, но могут дополнительные находится и сбоку.

На силовые контакты пускателя с автомата приходят  три фазы A, B и C. Для того, что бы при нажатии кнопки «Пуск» они включились, необходимо подать 220 Вольт напряжения на катушку, которая при этом потянет якорь и подвижные контакты сомкнуться с не подвижными. Цепь замкнется, а для того что бы ее разомкнуть понадобится отключить катушку.

Для того чтобы собрать цепь управления необходимо одну фазу, в нашем случае зеленную, подключить сразу напрямую к контакту катушки, а со второго №5- подключаем проводом к контакту №4 пусковой кнопки. Так же со второго контакта катушки пускаем еще один провод (на схеме желтого цвета) через блок контакты на другой парный разомкнутый контакт кнопки «Пуск». С него же делается перемычка (синего цвета) на замкнутый контакт кнопки «Стоп», на второй контакт которой подключается ноль от электропитания.

Принцип работы прост. При нажатии кнопки «Пуск» замыкаются ее контакты и на катушку подается 220 Вольт- она включает основные и дополнительные контакты. Отпускаем кноп

Проверка, регулировка и настройка тепловых реле типа ТРН, ТРП

Очень часто приходится встречать в электрохозяйствах в качестве максимальной токовой защиты электротепловые реле типов ТРН, ТРП. Подробно об этих реле я уже писал ранее. Однако, в данных реле необходимо периодически проводить настройку и  регулировку уставок срабатывания. Именно об этом сегодня и поговорим.

И так.

Перед проверкой и регулировкой тепловых реле необходимо:

– произвести ревизию тепловых реле;

– создать необходимые температурные условия (не ниже +20оС) в помещении, где они установлены. В случае невозможности создания нормальных температурных условий в помещении, где установлены тепловые реле, проверку данных реле необходимо проводить в лабораторных условиях.

Произвести внешний осмотр тепловых реле. При осмотре проверяют:

1) надежность затяжки контактов, присоединения тепловых элементов;

2) исправное состояние нагревательных элементов, состояние биметаллических пластин;

3) четкость работы механизма, связанного с контактами реле и самих контактов, отсутствие заеданий, задержек;

4) чистоту контактов и биметаллических пластин, условия охлаждения реле;

5) отсутствие вблизи реле реостатов, нагревательных приборов, возможность обдувания от вентиляторов.

При регулировке необходимо учитывать, что тепловые элементы на заводе изготовителе калибруются при температуре 20о ± 5оС для тепловых реле серии ТРН и при температуре 40оС для тепловых реле серии ТРП, поэтому при испытании реле необходимо скорректировать подаваемый на реле номинальный ток с учетом окружающей температуры.

Реле серии ТРН – двухполюсные с температурной компенсацией, выпускаются на ток 0,32 – 40 А с регулятором тока уставки; для реле типа ТРН-10а в пределах от –20 до +25%, для реле ТРН-10, ТРН-25 – в пределах от –25 до +30%.

Реле имеют только ручной возврат, осуществляемый нажатием на кнопку через 1 – 2 мин. после срабатывания реле. Благодаря температурной компенсации ток уставки практически не зависит от температуры воздуха и может изменяться в пределах +3% на каждые 10оС изменения температуры окружающего воздуха от +20оС.

Реле серии ТРП – однофазные, без температурной компенсации, выпускаются на ток 1-600 А, с регулятором тока уставки. Механизм имеет шкалу, на которой нанесено по пять делений в обе стороны от нуля.

Цена деления 5% для открытого исполнения и 5,5% – для защищенного. При температуре окружающей среды +30оС вносится поправка в пределах шкалы реле: одно  деление шкалы соответствует изменению температуры на 10оС. При отрицательных температурах стабильность защиты нарушается.

Деление шкалы, соответствующее току защищаемого электродвигателя и окружающей температуре, выбирают следующим образом; определяется деление шкалы уставок тока без температурной поправки по выражению:

где: Iэл – номинальный ток электродвигателя, А;

Io – ток нулевой уставки реле, А;

с – цена деления, равная 0,05 для открытых пускателей и 0,055 – для защищенных.

 

Затем, для реле без температурной компенсации вводится поправка на окружающую температуру:

где: tокр – температура окружающей среды, оС.

 

Поправка на температуру вводится только при понижении температуры от номинальной (+40оС) на величину более 10оС.

Результирующее расчетное деление шкалы ±N=(±N1)+(±N2), если оказывается дробным числом, его следует округлить до целого в большую или меньшую сторону, в зависимости от характера нагрузки.

Для реле с температурной компенсацией N2 отсутствует.

Самовозврат реле осуществляется пружиной после остывания биметалла или вручную (ускоренный возврат) рычагом с кнопкой.

 

Согласно требованиям ГОСТов настройка тепловых реле серии ТРН и ТРП производиться следующим образом:

1. Для включения реле в главную цепь должны применяться медные или алюминиевые проводники длиной не менее 1,5 м с сечением, соответствующим номинальному току. Применяемые приборы должны быть классом не ниже 1,0 и подбираются так, чтобы значение измеряемой величины находилось в пределах от 20 до 35о шкалы прибора.

2. Проверяют срабатывание реле при нагреве с холодного состояния при 6-и кратном номинальном токе уставки теплового реле.

Время срабатывания реле при нагреве с холодного состояния 6-и кратным номинальному току несрабатывания реле, при любом положении регулятора уставки и температуре окружающего воздуха, равной 40оС – для реле без температурной компенсации и 20оС – для реле с  температурной компенсацией должно быть в пределах: от 0,5 до 4 секунд – для реле малой инертности, свыше 4 до 25 секунд – для реле большой инерционности.

 

Примечание:

Время срабатывания реле (каждого типа) должно указываться в стандартах или ТУ на данное изделие.

3. Через последовательно включенные полюса реле пропускают ток несрабатывания элементов, равный 1,05*Iном. двигателя в течении 40 минут для реле ТРН, 50 минут – для реле серии ТРП, для приведения реле в установившееся тепловое состояние.

4. Затем, ток повышают до 1,2Iном двигателя и проверяют время срабатывания. Реле должно сработать в течении 20 минут. Если через 20 минут со времени повышения тока реле не сработает, то следует постепенным снижением уставки найти такой положение, при котором реле сработает.

Для контроля полученной уставки испытание рекомендуется повторить.

 

Сдача тепловых реле после проверки.

Данные настройки должны заноситься в протокол с указанием:

–          места установки;

–          технические данные защищаемого оборудования;

–          тип реле;

–          рабочая уставка;

–          кратность тока прогрузки;

–          время срабатывания теплового реле.

На механизме регулировки тока уставки наносится красной краской метка, соответствующая рабочей уставке теплового реле, согласно вышеуказанного протокола.

Silver Contact тепловое реле перегрузки LR2 D13 1NO1NC | тепловое реле | производитель теплового реле перегрузки тепловое реле

Характеристики

JR36-20, JR36-32, JR36-63, JR36-160 тепловое реле перегрузки

Тепловое реле серии JR36 подходит для переменного тока 50 Гц или 60 Гц, номинального напряжения главной цепи до 660 В, тока до 160 А, используется в качестве защиты трехфазного двигателя переменного тока от перегрузки и имеет функции защиты от обрыва фазы, компенсации температуры.Его также можно сбросить автоматически и вручную. Продукт соответствует требованиям GB14048.4, IEC60947-4 stardand.

2. Характеристика движения: время трехфазного балансного движения.

Нет Время установления тока Время движения Условие запуска Температура окружающей среды
1 1. 05 > 2ч Холодное состояние 20 ± 5oC
2 1.2 <2ч Тепловое состояние (после теста №1)
3 1.5 <4мин
4 7.2 10А 2 с ≤63A Холодное состояние
10 4 с > 63А

3.Характеристика движения с потерей фазы

Нет Время установления тока Время движения Условие запуска Температура окружающей среды
Любые две фазы Другой этап
1 1.0 0,9 > 2ч Холодное состояние 20 ± 5oC
2 1. 15 0 <2ч Тепловое состояние (после теста №1)

4. Технические условия

Тип JR36-20 JR36-32 JR36-63 JR36-160
Диапазон настройки (A) 0.25 ~ 0,35 10 ~ 16 14 ~ 22 40 ~ 63
0,32 ~ 0,5 14 ~ 22 20 ~ 32 53 ~ 85
0,45 ~ 0,72 20 ~ 32 28 ~ 45 75 ~ 120
0,68 ~ 1,1 40 ~ 63 100 ~ 160
1 ~ 1.6
1,5 ~ 2,4
2,2 ~ 3,5
3,2 ~ 5
3,5 ~ 7,2
6,8 ~ 11
10 ~ 16
14 ~ 22

Характеристики

JR36-20, JR36-32, JR36-63, JR36-160 тепловое реле перегрузки

Тепловое реле серии JR36 подходит для переменного тока 50 Гц или 60 Гц, номинального напряжения главной цепи до 660 В, тока до 160 А, используется в качестве защиты трехфазного двигателя переменного тока от перегрузки и имеет функции защиты от обрыва фазы, компенсации температуры. Его также можно сбросить автоматически и вручную. Продукт соответствует требованиям GB14048.4, IEC60947-4 stardand.

2. Характеристика движения: время трехфазного балансного движения.

Нет Время установления тока Время движения Условие запуска Температура окружающей среды
1 1.05 > 2ч Холодное состояние 20 ± 5oC
2 1.2 <2ч Тепловое состояние (после теста №1)
3 1.5 <4мин
4 7.2 10А 2 с ≤63A Холодное состояние
10 4 с > 63А

3.Характеристика движения с потерей фазы

Нет Время установления тока Время движения Условие запуска Температура окружающей среды
Любые две фазы Другой этап
1 1. 0 0,9 > 2ч Холодное состояние 20 ± 5oC
2 1.15 0 <2ч Тепловое состояние (после теста №1)

4. Технические условия

Тип JR36-20 JR36-32 JR36-63 JR36-160
Диапазон настройки (A) 0.25 ~ 0,35 10 ~ 16 14 ~ 22 40 ~ 63
0,32 ~ 0,5 14 ~ 22 20 ~ 32 53 ~ 85
0,45 ~ 0,72 20 ~ 32 28 ~ 45 75 ~ 120
0,68 ~ 1,1 40 ~ 63 100 ~ 160
1 ~ 1.6
1,5 ~ 2,4
2,2 ~ 3,5
3,2 ~ 5
3,5 ~ 7,2
6,8 ~ 11
10 ~ 16
14 ~ 22

Характеристики

JR36-20, JR36-32, JR36-63, JR36-160 тепловое реле перегрузки

Тепловое реле серии JR36 подходит для переменного тока 50 Гц или 60 Гц, номинального напряжения главной цепи до 660 В, тока до 160 А, используется в качестве защиты трехфазного двигателя переменного тока от перегрузки и имеет функции защиты от обрыва фазы, компенсации температуры. Его также можно сбросить автоматически и вручную. Продукт соответствует требованиям GB14048.4, IEC60947-4 stardand.

2. Характеристика движения: время трехфазного балансного движения.

Нет Время установления тока Время движения Условие запуска Температура окружающей среды
1 1.05 > 2ч Холодное состояние 20 ± 5oC
2 1.2 <2ч Тепловое состояние (после теста №1)
3 1.5 <4мин
4 7.2 10А 2 с ≤63A Холодное состояние
10 4 с > 63А

3.Характеристика движения с потерей фазы

Нет Время установления тока Время движения Условие запуска Температура окружающей среды
Любые две фазы Другой этап
1 1. 0 0,9 > 2ч Холодное состояние 20 ± 5oC
2 1.15 0 <2ч Тепловое состояние (после теста №1)

4. Технические условия

Тип JR36-20 JR36-32 JR36-63 JR36-160
Диапазон настройки (A) 0.25 ~ 0,35 10 ~ 16 14 ~ 22 40 ~ 63
0,32 ~ 0,5 14 ~ 22 20 ~ 32 53 ~ 85
0,45 ~ 0,72 20 ~ 32 28 ~ 45 75 ~ 120
0,68 ~ 1,1 40 ~ 63 100 ~ 160
1 ~ 1.6
1,5 ~ 2,4
2,2 ~ 3,5
3,2 ~ 5
3,5 ~ 7,2
6,8 ~ 11
10 ~ 16
14 ~ 22

Тепловое реле